Чи були квазари предками галактик
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Американський астроном Б. Гастон вивчила матеріали десяти найповніших оглядів неба, зроблених з метою пошуку далеких квазарів, і дійшла висновку, що просторова щільність квазарів у минулому була меншою, ніж сучасна щільність масивних галактик чи навіть тих з галактик, у центральних областях яких помітні ознаки активності. Цей висновок робить неспроможною думку деяких астрономів, ніби кожна велика галактика була колись квазаром.
Вже 70 років, відколи були відкриті квазари, астрономів цікавить еволюційний зв’язок цих об’єктів з галактиками. Зараз майже не залишилося сумнівів, що грандіозне енерговиділення, пов’язане із квазаром, відбувається у ядрах масивних галактик. Згідно зі спостереженнями, у минулому квазарів було значно більше, ніж зараз. Цей факт викликав до життя гіпотезу про те, що кожна масивна галактика у молодості пройшла стадію квазара. Перевірити гіпотезу важко: щоб визначити, якою була просторова щільність квазарів мільярди років тому, потрібно вивчити їхній розподіл на відстані мільярдів світлових років від нашої Галактики. На такому віддаленні навіть квазари з їхньою гігантською світністю виглядають зірочками 20-22т.
Адже встановити, чи є ця «зірочка» квазаром, можна лише отримавши її спектр і вимірявши в ньому положення ліній відомих елементів. Для вирішення подібних завдань створені особливі спектральні прилади — «грізми» (від англ. grating — ґрати, prism — призми) — призми з нанесеними на одну з їхніх граней штрихами дифракційних ґрат. Ці прилади допомогли виявити найдальші квазари з червоним зміщенням до 3,78. Але для статистичних досліджень такі далекі квазари не підходять, їх дуже мало. Тому Б. Гастон досліджувала розподіл квазарів в інтервалі червоних зсувів 1,8-2,5, що відповідає відстаням від 8,6-109 до 9,5-109 світлових років. Квазарів у цій галузі багато (70 нових виявила сама Б. Гастон) і всі вони значно молодші за близькі до нас галактики.
Визначення просторової щільності далеких квазарів вимагало скрупульозного обліку безлічі ефектів селекції, оскільки виявлення об’єктів проводилося на межі чутливості приладів. Деяку неоднозначність у результати роботи Б. Гастон внесло і те, що закон розширення Всесвіту в минулому поки що точно не відомий. Від того, наскільки відрізнялася від сучасної швидкість розширення Всесвіту мільярди років тому, залежить співвідношення між швидкістю віддалення квазара від нас та його відстанню. А, не знаючи відстані, не можна обчислити з видимої яскравості квазара його абсолютну світність.
З урахуванням можливих невизначеностей та помилок Б. Гастон оцінила просторову щільність квазарів, світність яких дорівнює або перевищує світність нашої Галактики: 1,2*10-6 – 4,8*10-6 квазара на 1 Мпк3. Порівнюючи це значення з сучасною просторовою щільністю галактик (7,8 * 10-3 Мпк-3) – таких же або більш яскравих, ніж наша, – або з просторовою щільністю активних галактик (5 * 10-5 Мпк3), переконуємось, що раніше квазарів було значно менше, ніж зараз великих галактик або навіть галактик з активними ядрами.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.