Avaruusräjähdyksiä. Räjähdykset galaksien ytimissä Galaktinen räjähdys

Tämän poikkeuksellisen galaksin historia alkoi vuonna 1774, jolloin saksalainen tähtitieteilijä ja matemaatikko Johann Elert Wode teki siitä ensimmäisen meille jääneen merkinnän päiväkirjaansa: "hän havaitsi pitkänomaisen muodon ja sumuisia ääriviivoja." Elokuussa 1779 ranskalainen Pierre Mechain löysi galaksin itsenäisesti ja raportoi siitä Charles Messierille, joka sisällytti sen pian kuuluisaan luetteloonsa numerolla 82. Tällä numerolla hänet tuntevat nyt kaikki tähtitieteilijät.

M82 pysyi merkityksettömänä esineenä vuoteen 1871 asti, jolloin irlantilainen tähtitieteilijä William Parsons katsoi sitä 182 cm:n heijastimensa läpi, joka oli tuolloin maailman suurin. Galaksi kiinnitti hänen huomionsa välittömästi epätavallisella rakenteella, jossa oli tummia pölykaistoja ja täpliä, jotka ylittävät sen pitkänomaisen rungon.

Vuonna 1963 amerikkalaiset tähtitieteilijät Linde ja Sandage päättivät selvittää, miksi tämän epäsäännöllisen galaksin oranssinpunainen väri ei vastannut ollenkaan sen varhaista spektriä (A2). Yleensä, kun tähden tai galaksin väri on punaisempi kuin sen spektrin perusteella pitäisi olla, epäilykset kohdistuvat välittömästi diffuusiaineen esiintymiseen. Kävi ilmi, että M82:ssa sitä on runsaasti - vetylinjan (H α) kuvissa todella ilmestyi valtavia kaasumaisia ​​filamentteja, jotka ulottuvat galaksin raajan molemmilta puolilta 10 000 valovuotta. vuotta (nämä filamentit näkyvät vielä paremmin tässä esitetyssä valokuvassa, joka on saatu tämän vuoden helmikuussa 8,3 metrin Subaru-teleskoopilla). Lisämittaukset osoittivat, että kaasu lentää ulos galaksista noin 1000 km/s (!) nopeudella, mikä sai tähtitieteilijät tekemään hätkähdyttävän johtopäätöksen: M82 "räjähtää"!

Mikä aiheutti räjähdyksen? Sandage esitti hypoteesin, että M82:n aktiivisuus johtuu sen ytimessä tapahtuvista vielä tuntemattomista prosesseista. Siten Walter Baaden ja Rudolf Minkowskin vanhasta ajatuksesta, jotka ehdottivat galaksien toiminnan syyn etsimistä keskinäisissä törmäyksissä, otettiin askel täysin eri suuntaan.

Lisätutkimukset ovat osoittaneet, että M82 on ennätyksen haltija infrapunagalaksien joukossa - selkeä indikaattori nopeasta tähtien muodostumisprosessista. Mutta mistä tähän tarvittava materiaali tulee? Aluksi tähtitieteilijät ehdottivat, että M82 "kelluu" jättimäiseksi pölypilveksi, jonka aine, joka putoaa galaksin keskialueille, ruokkii niin voimakasta tähtien syntyä. Vuonna 1977 tehty löytö sai tähtitieteilijät kuitenkin kääntämään päänsä galaksiin M81, joka sijaitsee vain 37" päässä M82:sta. Näiden järjestelmien välillä löydettiin todellinen neutraalin vedyn silta, mikä tarkoittaa, että nämä galaksit olivat aikoinaan paljon lähempänä toisiaan. kuin tänään. Joten, takaisin Baaden ja Minkowskin törmäyshypoteesiin?

Merkittävä virstanpylväs tässä historiassa tuli vuonna 1980, jolloin George Raik osoitti, että havaittu kuvio voidaan täysin selittää "tavallisilla" tähtien prosesseja tähtien syntymä ja kuolema. Samaan aikaan otettiin käyttöön termi "räjähdysmäinen tähtien muodostus", joka kuvaa sitä avaruuden nurkkaa, jossa uusia tähtiä muodostuu erittäin nopeasti ja tehokkaasti lyhyen, useiden kymmenien tai satojen miljoonien vuosien ajanjakson aikana.

Seuraava tärkeä menestys oli vuonna 1985 saatu yksityiskohtainen kuva galaksista, joka mahdollisti sen ytimen jakamisen pieniksi pistelähteiksi. Ne näyttävät olevan supernovajäänteitä, joiden pitäisi olla luonnolliset satelliitit räjähtävä tähtien muodostus. Itse asiassa syntyneiden tähtien kokonaismassasta tietyn osan pitäisi laskea myös massiivisille valaisimille, jotka päättävät melko nopeasti elämänsä valtavalla räjähdyksellä. Energian lähde oli siellä!

Kun Chandra-röntgenteleskooppi laukaistiin kiertoradalle, tuli mahdolliseksi tutkia supernovien ja kaksoisröntgentähtien kirkkaimpia jäänteitä. Jotkut tässä kuvassa näkyvistä täplistä ovat luultavasti kirkkaimpia tähän mennessä tunnettuja röntgensäteitä. kaksoistähtiä, ja kaasun diffuusi hehku johtuu sen kuumenemisesta useiden miljoonien asteiden lämpötilaan - näin voimakkaan tähtienmuodostuksen alueella tämä on normi.

Niinpä kävi ilmi, että galaksista tällaisten omituisten filamenttien kanssa lentävä kaasu voi hyvinkin saada energiaa nopeassa tähtienmuodostuksessa, jota seuraa voimakkaita supernovaräjähdyksiä. Ja vaikka nykyään melkein kaikki ovat samaa mieltä siitä, että juuri nämä purkaukset ruokkivat M82:n toimintaa, näyttää siltä, ​​​​että tämän galaksin tutkimuksen historiassa tulee olemaan monia odottamattomia käänteitä.

GALAKTISIA SUPERAALTOJA tai räjähdyksiä galaksimme ytimessä

1900-luvun ensimmäisellä puoliskolla tiedemiehet eivät edes tienneet sitä räjähdyksiä galaksimme ytimessä voi olla uhka maapallolle. Raportteja erittäin voimakkaista räjähdyksistä joidenkin galaksien ytimissä alkoi ilmestyä vasta 1950-luvun lopulla ja 1960-luvun alussa. Pian tähtitieteilijät alkoivat puhua siitä tosiasiasta, että tällainen väkivaltainen toiminta on ehkä suhteellisen yleinen ilmiö, joka toistuu ajoittain kaikkien galaksien ytimissä, myös meidän.

He eivät kuitenkaan olleet lainkaan huolissaan siitä, että Linnunradan keskus pystyi ajoittain räjähtämään, koska, kuten he uskoivat, kosmisten säteiden sinkoavat hiukkaset eivät saavuttaisi Maata. Heidän mielestään galaksin ytimessä olevat tähtienväliset magneettikentät toimivat eräänlaisena turvaverkkona, joka ei salli sähköisesti varautuneiden kosmisten hiukkasten siirtyä muutaman sadan valovuoden päähän. Tiedemiehet esimerkiksi uskoivat, että Linnunradan magneettikentän linjat ovat kohtisuorassa kosmisten säteiden suuntaan. Tällaisella järjestelyllä nämä kentät synnyttäisivät voimia, jotka pystyvät muuttamaan hiukkasten suuntaa ja saamaan ne pyörimään tiukoissa spiraaleissa ja siten vangitsemaan ja pitämään ne. Eräässä vuonna 1964 julkaistussa tutkimuksessa ennustettiin, että kosmisten hiukkasten viive olisi niin pitkä, että kestäisi miljoonia vuosia ennen kuin ne leviäisivät aurinkokunnan läpi. Siihen mennessä räjähdysenergia heikkenee niin paljon, että taustasäteilyn nousu maapallon alueella on vain muutama prosentti. Kuten pian näemme, tämä teoria on virheellinen, koska galaksin magneettikentän linjat sijaitsevat pääasiassa yhdensuuntaisesti näiden hiukkasten ulkoreittien kanssa, eivät poikki.

Lisäksi tähtitieteilijät yliarvioivat suuresti räjähdysten välisten välien pituuden uskoen, että niitä esiintyy enintään kerran 10-100 miljoonassa vuodessa. Tällaiset paisuneet arviot olivat seurausta kaksikeilaisista radiogalakseista tehdyistä väärinkäsityksistä. Nämä ovat galakseja, joiden ytimet lähettävät aktiivisesti kosmisia säteitä ja joiden sivuilla on kaksi suuri alue, niin kutsutut radiokeilat, joissa ulospäin lentävät kosmiset säteet lähettävät valtavan määrän radioaaltoja. Vaikka nämä terälehdet kattavat miljoonien valovuosien alueen, niiden säteily voidaan helposti selittää galaktisen ytimen räjähdyksellä, prosessilla, joka kestää 1000–10 000 vuotta. Radiotähtitieteilijät ovat kuitenkin tehneet virheellisen johtopäätöksen, että nämä kosmiset sädehiukkaset syntyvät ydinräjähdyksistä, miljoonia vuosia kestävästä prosessista, jota seuraa jopa 100 miljoonaa vuotta kestävä hiljainen vaihe. Nähdessään, että galaksimme ydin on tällä hetkellä melko epäaktiivinen, he päättivät, että tämä hiljainen vaihe kestää myös useita kymmeniä miljoonia vuosia. Vaikka todisteita päinvastaisesta (että suhteellisen suuria räjähdyksiä tapahtui Linnunradan keskustassa viimeisten 10 000-100 000 vuoden aikana1-2) alkoi saapua jo vuonna 1977, tähtitieteilijät jotenkin uskoivat, että nämä räjähdykset olivat merkityksettömiä ja sattumanvaraisia. ajanjakso, jolloin ydin oli yleensä rauhallisessa tilassa.

Horoskooppiviesti maalaa täysin toisenlaisen kuvan. Siitä käy ilmi, että räjähdyksiä galaksimme ytimessä Se pystyy vaikuttamaan suuresti Maahan ja muuttamaan vakavasti sen asukkaiden elämää ja että erityisesti yksi tällainen räjähdys vaikutti planeetallemme ennen viimeisen jääkauden loppua. Jos yllä oleva pitää paikkansa, galaksien ytimissä tapahtuu räjähdyksiä paljon useammin kuin nykyajan tähtitieteilijät uskovat. Tässä suhteessa meillä ei ole muuta vaihtoehtoa kuin esittää uusi hypoteesi galaktisten ytimien räjähdyksistä. Tässä hänen yhteenvetonsa:

1. Galaksimme ydin siirtyy ajoittain räjähdysvaiheeseen, jonka aikana se tuottaa voimakkaan virran kosmisen säteen hiukkasista (elektroneista, positroneista ja protoneista). Tässä tapauksessa vapautuu yhtä paljon energiaa kuin hyvin voimakkaita taudinpurkauksia viidestä kymmeneen miljoonaa supernovaa.

2. Nämä räjähdykset toistuvat noin 10 000 vuoden välein ja kestävät useista sadaista useisiin tuhansiin vuosiin.

3. Ydinräjähdyksen tuloksena syntyneet kosmiset hiukkaset (elektronit ja protonit) siroavat säteittäisesti galaksisesta ytimestä lähes valon nopeudella ja kulkevat galaktisen levyn läpi minimaalisella vaimennuksella. Kuitenkin yksi kosmisten hiukkasten komponenteista, protoni, vangitaan edelleen magneettikentillä. Koska protonit ovat 2000 kertaa elektroneja raskaampia, ne kulkevat paljon hitaammin ja jäävät jäljessä kosmisen säteen elektronien eturintamasta, minkä jälkeen ne siroavat, niiden nopeus laskee nopeasti ja galaktisen ytimen magneettikentät vangitsevat ne.

4. Yksi tällainen kosmisten säteiden virta pyyhkäisi aurinkokunnan läpi ennen viimeisen jääkauden loppua ja toi valtavia määriä avaruuspölyä. Tämä pöly vaikuttaa aurinkoon ja imee sen kulkiessaan avaruuden läpi auringonvalo puolestaan ​​muutti merkittävästi maapallon ilmastoa.

Tämän hypoteesin mukaan superaallon sähköisesti varautuneet hiukkaset, elektronit, siroavat vapaasti galaksin ytimestä seuraten kenttien linjoja, jotka ovat samalla tasolla lentoradansa säteittäisen suunnan kanssa. Kun hiukkaset lentävät niitä pitkin, ne kohdistavat voimia, jotka tasoittavat kenttäviivoja, kuten kampaaisivat hiuksia. Tästä johtuen kentät säilyttävät säteittäisen suunnan galaksin keskustaan ​​nähden ja siksi lentävät hiukkaset kohtaavat minimaalisen vastuksen. Superaaltojen emissio galaksin keskustasta on melko yleinen ilmiö, ja siksi haravoitetuilla kentillä ei ole aikaa poiketa voimakkaasti säteen suunnasta. Vaikka tähtienvälisten magneettikenttien viivat kulkevat myös poikki, ne eivät häiritse superaaltohiukkasten etenemistä, koska säteittäinen magneettikenttäkomponentti kulkee niiden läpi ja ympärillä.

Liikkuessaan galaksin läpi säteittäisiä magneettisia lentoratoja pitkin superaaltoelektronit työntäisivät edestakaisin lähettäen eteenpäin suuntautuvaa kartiomaista säteilyä. Tämä eteenpäin suuntautuva säteen vaikutus syntyy, koska elektronit liikkuvat lähes samalla nopeudella kuin niiden lähettämä säteily. Jälkimmäinen helpottaa superaallon läpikulkua, koska se lämmittää tähtienvälistä väliainetta liikkuvien kosmisten säteiden edessä, mikä puolestaan ​​vaimentaa hydromagneettisten aaltojen eli niin kutsuttujen plasmaaaltojen kasvua, jotka muuten voisivat hidastaa niiden liikettä. .

Kuumennetun kaasun kyky helpottaa kosmisten hiukkasten läpikulkua osoitettiin 1980-luvun puolivälissä testauksen aikana osana ohjelmaa. Tähtien sota", sädeaseet. Tutkijat eivät ole onnistuneet saamaan emittoitua hiukkassädettä liikkumaan suorassa linjassa kohti kohdetta. He löysivät seuraavan ratkaisun: he käynnistivät suuritehoisen laserin sekunnin murto-osaa ennen hiukkassäteen sinkoamista. Lasersäde lävisti kuuman ionisoidun kaasun tunnelin, jonka läpi hiukkassäde pääsi kulkemaan esteettä. Tiedemiesten yllätykseksi kävi ilmi, että liikkeelle lähtenyt säde oli suunnattu suoraan kuin nuoli. Heti kun hiukkasten virtaus alkoi liikkua suoraa liikerataa pitkin, sen suoraan suunnattu synkrotronisäteily toimi kuin "laser", joka ionisoi edessään olevan kaasun.

Vuonna 1985 saatiin uusia tietoja, jotka osoittavat, että kosmiset säteet pystyvät kulkemaan valtavia matkoja, eivätkä samaan aikaan ole galaktisten magneettikenttien tai plasma-aaltojen vuorovaikutuksen häiriöitä. Korkean energian fysiikan tutkijaryhmä on havainnut, että Cygnus X-3, sykkivä kosmisten säteiden lähde, joka sijaitsee 25 000–30 000 valovuoden päässä, pommittaa Maata korkeaenergisten kosmisten hiukkasten virroilla5. He havaitsivat, että magneettikentistä huolimatta nämä hiukkaset, jotka liikkuvat lähes valon nopeudella suoraa polkua pitkin, voivat saavuttaa maan. Muutamaa vuotta myöhemmin toinen tutkijaryhmä löysi toisen tällaisen lähteen, röntgenpulsarin Hercules X-1, joka tällä hetkellä pommittaa Maata sinkoutuneiden hiukkasten virroilla 1,2357 sekunnin välein. Huolimatta siitä, että määritetty tähti sijaitsee 12 000 valovuoden etäisyydellä, tähtienvälisen väliaineen vaikutus on niin merkityksetön, että peräkkäisten hiukkasten päästöjen välinen aika ei ylitä 300 miljoonasosaa sekunnista! Jos tähtienvälinen väliaine hidastaisi merkittävästi näiden hiukkasten liikettä, niiden impulssit virtaisivat lähes jatkuvana virtana. Siksi nämä tiedot vahvistavat horoskooppimerkkeihin sisältyvän ennusteen, että galaksin keskustasta tulevat kosmiset säteet voivat lentää Maahan lähes valon nopeudella.

Syntymä ja kuolema.

Galaksimme on kasvanut miljardeja vuosia pienten galaksien joukosta, jotka törmäävät toisiinsa ja sulautuvat yhteen. Nämä nuoret galaksit pyörivät pitkään "kuoleman tanssissa" lähestyen jatkuvasti painovoimavoimien vaikutuksen alaisena. Tämä skenaario toimii kaikissa universumin galakseissa.

Kun galaksi lähestyy toista riittävän kauas, ne alkavat tuntea molemminpuolisia gravitaatiovoimia. galaksi massiivisemmalla musta aukko keskellä houkuttelee ja imee pienempiä galakseja, muuttaen kaoottisen tanssin todelliseksi "pyörteeksi". Musta aukko - "pyörre" tämän "pyörteen" keskellä - kasvaa entisestään ja nielee niellyn pienemmän galaksin mustan aukon.

Olemme vihdoin löytäneet galaksimme keskuksen Linnunrata ja alkaessaan seurata siitä lähetettyjä radiosignaaleja, tähtitieteilijät näkivät merkkejä lähestyvästä katastrofista.

Aivan Linnunradan keskireiän takana kasvaa valtava kaasurengas. Ajan myötä se kerää energiaa, joka vastaa 300 miljoonan auringon energiaa. Kun tämä rengas saavuttaa kehityksensä huipun, se alkaa korostaa toista rengasta, joka pyörii lähemmäs keskustaa. Sisärengas tiivistyy jättimäiseksi pilveksi, josta nousee uusia tähtiä. Sitten kaasupilvi alkaa kiertyä Mustan aukon käsivarsiin. Kun tämä "juhla" alkaa, energian vapautuminen näkyy kaukana galaksissamme. Näkymätön musta aukkomme muuttuu väkivaltaiseksi kvasaariksi, jonka suihkut ulottuvat kymmenientuhansien valovuosien pituudeksi.

Jos galaksimme selviää mustan aukkonsa "juhlasta", se ei todennäköisesti selviä sitä myöhemmin odottavasta uhasta: GALAKTISTEN KANNIBALISMIN uhkasta. Meillä on naapureita ja olemme menossa toisiamme kohti.

Galaksimme loppu lähestyy nyt: jättiläinen naapurimme, Andromeda-sumu, liikkuu meidän suuntaan.

Tietäen galaksien mittaukset, niiden lentoreitit ja painovoimalait tiedemiehet voivat ennustaa, kuinka "titaanien taistelu" kehittyy.

Ensinnäkin galaksit alkavat pyöriä ja kietoutua, repivät toisiaan erilleen ja menettävät vähitellen tavanomaisen muotonsa. Tähdet alkavat tarttua ja liikkua uuden keskuksen juuri muodostamaa polkua pitkin, ja niistä tulee tämän hirviön "ruokaa". Törmäys lähettää tähtien ja kaasun pyörteen avaruuteen. Jotkut heistä lentävät kohti vastamuodostetun Galaxyn tungosta keskustaa aiheuttaen vielä suurempia räjähdyksiä.

Tämän myllerryksen aikana meidän pikku aurinkokunta joko laukaistaan ​​kosmiseen kuiluun tai putoaa Mustan aukon gravitaatioansaan.

Fuusion aikana tapahtuu erittäin suuri räjähdys, ja kaikki kaasut ryntäävät galaksin keskustaan. Sen lisäksi, että kaksi mustaa reikää sulautuvat yhteen, ne myös imevät paljon kaasua. Linnunradamme musta aukko laukaisee niin valtavan energiamäärän vapautumisen, että voimakas kosminen tuuli puhaltaa pois kaiken ympäröivän kaasun. Ja siitä tulee erittäin, erittäin vahva vuoto, jota ei voi verrata mihinkään. Siitä tulee mittasuhteiltaan valtava katastrofi. Linnunrata tuhoutuu.

Musta aukkomme sulautuu Andromedan sumun mustaan ​​aukkoon. Jos galaksien tähdet voivat tulla ja mennä, superraskaista mustista aukoista tulee vain suurempia ja massiivisempia.

Kun hirviömme lepää hiljaa. Mutta kuinka kauan odottaa, että hän taas herää?

Linnunrata. Katastrofia ei voi välttää. Katso:

Aiheeseen liittyvät artikkelit:

Jo 1900-luvun alussa tähtitieteilijät uskoivat, että avaruusobjektit eivät muutu ajan myötä. Näytti siltä, ​​että sekä tähdet että galaksit kehittyvät niin hitaasti, ettei niiden fysikaalisessa tilassa ole havaittavissa olevina ajanjaksoina merkittäviä muutoksia. Totta, fysikaaliset muuttuvat tähdet tunnettiin, ja ne erosivat esimerkiksi toistuvista kirkkauden muutoksista; tähdet, jotka sinkoavat rajusti ainetta, sekä uusien ja supernovien purkauksia, joihin liittyy valtavien energiamäärien vapautuminen. Vaikka nämä ilmiöt herättivät tutkijoiden huomion, ne vaikuttivat silti episodisilta, eivät perustavanlaatuisilta.

Kuitenkin jo 1950-luvulla levisi käsitys, että epästationaarisuuden ilmiöt ovat säännöllisiä vaiheita aineen evoluutiossa universumissa, joilla on erittäin tärkeä rooli avaruusobjektien kehityksessä. Universumista löydettiinkin useita ilmiöitä, jotka liittyivät valtavan energian vapautumiseen ja jopa räjähtäviin prosesseihin.

Erityisesti kävi ilmi, että jotkut galaksit ovat voimakkaan radiosäteilyn lähteitä.

Yksi näistä radiogalakseista, radiolähde Cygnus-A, sijaitsee Cygnuksen tähdistön alueella. Tämä on epätavallisen voimakas avaruusradioasema: sen maan päällä vastaanotetulla radiolähetyksellä on sama teho kuin hiljaisen Auringon radiolähetyksellä, vaikka Aurinko on vain noin 8 valominuutin päässä ja Cygnus-galaksi on noin 700 miljoonaa. valovuosien päässä.

Laskelmat osoittavat, että radiogalakseista radiosäteilyä tuottavien relativististen elektronien kokonaisenergia voi saavuttaa valtavia arvoja. Joten radiolähteelle Cygnus-A tämä energia on kymmenen kertaa suurempi kuin kaikkien tähän radiogalaksiin tulevien tähtien vetovoima ja satoja kertoja suurempi kuin sen pyörimisenergia.

Herää kaksi kysymystä: mikä on radiogalaksien radiosäteilyn fyysinen mekanismi ja mistä tämän radiosäteilyn ylläpitämiseen tarvittava energia tulee?

Taivaan pohjoisella pallonpuoliskolla Härän tähdistössä on pieni kaasumainen sumu. Omituisten ääriviivojensa vuoksi, joka muistutti jonkin verran jättiläisrapua, jolla on lukuisia lonkeroita, sitä kutsuttiin rapuksi. Tästä sumusta eri vuosina otettujen valokuvien vertailu osoitti, että sen muodostavat kaasut lentävät erilleen valtavalla nopeudella - noin 1000 km/s. Ilmeisesti tämä on seurausta valtavan voiman räjähdyksestä, joka tapahtui noin 900 vuotta sitten, kun kaikki rapu-sumun materiaali keskittyi yhteen paikkaan. Mitä tällä taivaan alueella tapahtui aikakautemme toisen vuosituhannen alussa?

Löydämme vastauksen noiden aikojen aikakirjoista. He sanovat, että keväällä 1054 tähti leimahti Härän tähdistössä. 23 päivän ajan se loisti niin kirkkaasti, että se näkyi selvästi päivän taivaalla Auringon valossa. Näiden tosiseikkojen vertailu johti tutkijat siihen johtopäätökseen, että rapu-sumu on supernovaräjähdyksen jäännös.

Havainnot ovat osoittaneet, että Rapusumu on erittäin voimakas radiosäteilyn lähde. Yleensä minkä tahansa avaruusobjektin, olipa se galaksi, tähti, planeetta tai sumu, jos vain sen lämpötila on absoluuttisen nollan yläpuolella, on lähetettävä sähkömagneettisia aaltoja radioalueella - niin sanottu lämpöradiosäteily. Yllättävää oli, että Rapusumun radiosäteily oli monta kertaa voimakkaampi kuin lämpöradiosäteily, joka sillä olisi lämpötilansa mukaan pitänyt olla. Silloin tehtiin yksi modernin astrofysiikan huomattavimmista löydöistä, löytö, joka ei ainoastaan ​​selittänyt rapu-sumun radiosäteilyn luonnetta, vaan antoi myös avaimen ymmärtää hyvin monien maailmassa esiintyvien ilmiöiden fyysistä luonnetta. Universumi. Tässä ei kuitenkaan ole mitään yllättävää: loppujen lopuksi jokaisessa yksittäisessä avaruusobjektissa eniten yleisiä malleja luonnollisia prosesseja.

Teoria kosmisten esineiden ei-termisestä sähkömagneettisesta säteilystä, joka syntyy erittäin nopeiden elektronien liikkeestä magneettikentissä, kehitettiin pääasiassa Neuvostoliiton tutkijoiden ponnisteluilla. Analogisesti joidenkin prosessien kanssa, jotka tapahtuvat varautuneissa hiukkaskiihdyttimissä, tällaista säteilyä kutsutaan synkrotronisäteilyksi.

Myöhemmin kävi selväksi, että synkrotroniradiosäteily on tyypillinen piirre useille kosmisille ilmiöille. Erityisesti tämä on radiogalaksien radiosäteilyn luonne.

Mitä tulee energialähteeseen, rapu-sumussa tällainen lähde oli supernovaräjähdys. Entä radiogalaksit?

Hyvin monet tosiasiat osoittavat, että niiden radiosäteilyn energian lähde on ilmeisesti näiden tähtijärjestelmien ytimissä tapahtuvat aktiiviset fysikaaliset prosessit.

Kuten tähtitieteelliset havainnot osoittavat, useimpien meille tunnettujen galaksien keskiosissa on tiiviitä muodostumia, joilla on melko vahva magneettikenttä. Näitä muodostumia kutsutaan ytimiksi. Usein merkittävä osa koko galaksin säteilystä on keskittynyt ytimeen. Meidän galaksissamme on myös ydin. Kuten radiohavainnot osoittavat, siitä tapahtuu jatkuvaa vedyn ulosvirtausta. Vuoden aikana ulos purkautuu massa kaasua, joka vastaa puolitoista Auringon massaa. Vähän? Mutta jos otamme huomioon, että tähtijärjestelmämme on ollut olemassa yli 10 miljardia vuotta, on helppo laskea, että tänä aikana valtava määrä ainetta sinkoutui sen ytimestä. Samalla on hyvät syyt uskoa, että tällä hetkellä tallennetut ilmiöt ovat vain heikkoja kaikuja paljon väkivaltaisemmista prosesseista, jotka tapahtuivat galaksimme ytimessä, kun se oli nuorempi ja energiarikkaampi. Tätä ajatusta ehdottavat erittäin aktiiviset ilmiöt, joita havaitsemme joidenkin muiden galaksien ytimissä.

Joten esimerkiksi galaksissa M 82 kaasusuihkujen laajenemista havaitaan kaikkiin suuntiin ytimestä nopeuksilla jopa 1500 km/s. Ilmeisesti tämä ilmiö liittyy räjähdykseen, joka tapahtui useita miljoonia vuosia sitten tämän tähtijärjestelmän ytimessä. Joidenkin laskelmien mukaan sen energia oli todella valtava - se vastaa lämpöydinvarauksen räjähdyksen energiaa, jonka massa on yhtä suuri kuin useiden kymmenien tuhansien aurinkojen massa. Totta, sisään Viime aikoina tiettyjä epäilyksiä ilmaistaan ​​M 82:n räjähdyksen suhteen. Kuitenkin tunnetaan myös joukko galakseja, joiden ytimissä tapahtuu erittäin voimakkaita ei-stationaarisia ilmiöitä.

Vuonna 1963, erittäin suurilta etäisyyksiltä galaksistamme, löydettiin hämmästyttäviä esineitä, joita kutsuttiin kvasareiksi. Verrattuna suuriin tähtisaariin, galaksit, kvasaarit ovat mitättömiä. Mutta jokainen kvasaari säteilee satoja kertoja enemmän energiaa kuin suurimmat tuntemamme galaksit, jotka koostuvat sadoista miljardeista tähdistä.

Kvasaarien löytö, kuten kaikki vastaavat löydöt, osoittautui odottamattomaksi - yhdeksi niistä hämmästyttävistä yllätyksistä, joita äärettömän monipuolinen universumi esittää meille aika ajoin ja tulee esittelemään meille jatkossakin. Fyysikot ja astrofyysikot eivät vain voineet olettaa tällaisten esineiden olemassaoloa etukäteen, mutta jos niiden ominaisuudet olisi kuvattu heille ennen kvasaarien löytämistä, tiedemiehet olisi kuuluisan astrofysiikon I. D. Novikovin mukaan varmasti julistanut, että tällaiset esineet luonnossa ei voi olla olemassa ollenkaan.

Siitä huolimatta kvasaareja on olemassa ja niiden fyysinen luonne on selitettävä. Tällaista yleisesti hyväksyttyä selitystä ei kuitenkaan vielä ole. Erilaisia ​​oletuksia tehtiin, osa niistä katosi myöhemmin, joistakin keskustellaan edelleen. Mutta. mitkä fysikaaliset prosessit voivat johtaa näin valtavien energiamäärien vapautumiseen, on edelleen epäselvää.

Samalla on edistytty merkittävästi toisen kysymyksen ratkaisemisessa: minkä paikan kvasaarit vievät eri avaruusobjektien joukossa? Ovatko ne ainutlaatuisia muodostelmia, eräänlainen poikkeus yleissääntö tai luonnollinen vaihe avaruusjärjestelmien kehityksessä?

Tällainen kysymyksen muotoilu on tyypillistä koko modernin astrofysiikan hengelle. Jos vielä suhteellisen hiljattain maailmankaikkeuden tutkijat olivat pääasiassa kiinnostuneita opiskelusta fyysiset ominaisuudet luonnehtien tämän tai tuon avaruusobjektin nykytilaa, nyt sen historian, aiempien tilojen, alkuperän ja kehityksen mallien tutkiminen on noussut esiin. Tämä lähestymistapa oli seurausta sen tosiasian ymmärtämisestä, että elämme laajenevassa ei-stationaarisessa universumissa, jonka menneisyys eroaa nykyisestä tilastaan ​​ja nykyinen tila tulevaisuudestaan.

Näiden ajatusten valossa erilaisten ei-stationaaristen kohteiden välisen mahdollisen suhteen selvittäminen on erityisen kiinnostavaa. Erityisesti kävi ilmi, että rakenteensa ja optisten ominaisuuksiensa suhteen radiogalaksit eivät ole mitään poikkeuksellista. Osoittautuu, että mille tahansa "radiogalaksille" voidaan löytää sen kaltainen "normaali" galaksi, joka eroaa vain radiosäteilyn puuttumisesta. Tämä ilmeisesti osoittaa, että kyky lähettää voimakkaita radioaaltovirtoja syntyy vain tietyssä vaiheessa jonkin tyyppisten galaksien kehityksessä. Erikoinen "ikä"-ilmiö, joka esiintyy tietyssä vaiheessa tähtijärjestelmien elämässä ja sitten katoaa ...

Tällainen oletus on sitäkin uskottavampi, koska radiogalakseja on paljon vähemmän kuin "normaalit".

Mutta eivätkö kvasaarit tässä tapauksessa ole, nämä supervoimakkaat "energiatehtaat", myös tietty vaihe avaruusobjektien kehityksessä, kenties yksi varhaisimmista? Joka tapauksessa kvasaarien sähkömagneettisen säteilyn analyysi paljastaa selkeän samankaltaisuuden niiden ja joidenkin radiogalaksityyppien ytimien välillä.

Tunnettu Moskovan tähtitieteilijä B. A. Vorontsov-Velyaminov kiinnitti huomion yhteen hyvin omituiseen seikkaan. Lähes kaikki meille tuntemamme kvasaarit (ja niitä on jo yli puolitoista tuhatta) ovat yksinäisiä esineitä. Toisaalta radiogalaksit, joiden ominaisuuksia ovat lähellä niitä, kuuluvat pääsääntöisesti galaksiklustereihin ja ovat niiden pää-, keskusjäseniä, kirkkaimpia ja aktiivisimpia.

Tältä osin B. A. Vorontsov-Velyaminov ehdotti, että kvasaarit eivät ole muuta kuin galaksien "protoklustereita" eli objekteja, joiden jatkokehityksen seurauksena galaksit ja galaksiklusterit syntyivät tulevaisuudessa.

Tällaista oletusta tukee esimerkiksi galaksien ytimien aktiivisuus, joka on hyvin samankaltainen kuin kvasaarien aktiivisuus, vaikkakaan ei niin raju. Erityisen rajuja prosesseja tapahtuu niin kutsuttujen Seyfert-galaksien ytimissä. Nämä ytimet ovat hyvin pieniä, verrattavissa kvasaarien kokoon ja niiden tavoin niillä on erittäin voimakasta sähkömagneettista säteilyä. Niissä kaasu liikkuu valtavilla nopeuksilla saavuttaen useita tuhansia kilometrejä sekunnissa. Monissa Seyfert-galakseissa on tiiviitä kaasupilviä, joiden massat ovat kymmeniä ja satoja auringon massoja. Tämä vapauttaa valtavasti energiaa. Esimerkiksi Seyfertin galaksin NGC 1275 (radiolähde Perseus-A) ytimessä tapahtui noin 5 miljoonaa vuotta sitten (tämän galaksin ajankohdan mukaan) voimakas räjähdys, johon liittyi kaasusuihkujen sinkoutuminen nopeuksilla. 3000 km/s asti. Kaasun paisuntaenergia on täällä kaksi suuruusluokkaa suurempi kuin M 82 galaksissa.

Neuvostoliiton tähtitieteilijä B. E. Markaryan löysi toisen luokan galakseja, joissa on aktiivisia ytimiä ja joissa on poikkeuksellisen voimakasta ultraviolettisäteilyä. Ilmeisesti suurin osa Näistä galakseista on tällä hetkellä epookkia, joka seuraa eruptiota, kuten tähtitieteilijät sanovat, purkauksen jälkeistä vaihetta.

On mahdollista, että kvasaarien säteilyenergia ja galaktisten ytimien aktiivisuus syntyvät samanlaisissa fysikaalisissa prosesseissa.

Kvasaarit ovat hyvin kaukana olevia esineitä. Ja mitä kauempana yksi tai toinen avaruusobjekti on meistä, sitä kauempaa menneisyyttä havaitsemme. Galaksit, mukaan lukien ne, joissa on aktiivinen ydin, ovat keskimäärin lähempänä kuin kvasaarit. Siksi nämä ovat myöhemmän sukupolven esineitä - niiden on täytynyt muodostua myöhemmin kuin kvasaarit. Ja tämä on tärkeä todiste siitä, että kvasaarit ovat mahdollisesti galaksien ytimiä.

Mitä tulee kvasaarien energian vapautumisen varmistavien fysikaalisten prosessien luonteeseen, tästä pisteestä on yksi mielenkiintoinen hypoteesi.

Vuonna 1963 amerikkalaiset tähtitieteilijät Linde ja Sandage julkaisivat tulokset galaksia NGC 3034 koskevasta tutkimuksesta. Tällä tyypin II epäsäännöllisellä galaksilla on ominaisuus - sen väri ei vastaa spektriä. Sen spektri on A2 - jopa aikaisempi kuin tavallisesti tyypin II galakseissa, ja väri sen sijaan, että olisi valkoinen tai jopa sininen, osoittautui oranssinpunaiseksi .. Tällaisissa tapauksissa, kun tähden tai galaksin väri on punaisempi kuin sen spektristä pitäisi olla, on todennäköisimmin punoitus aiheutunut diffuusiaineen läsnäolosta. NGC 3034:ssä spektrin ja värin välinen kontrasti on niin merkittävä, että Linde ja Sandage ehdottivat erittäin suuren kaasu- ja pölymäärän olemassaoloa siinä ja tekivät erikoistutkimuksen. Sandage otti kuvia 5 metrin kaukoputkella kapeassa osassa spektriä lähellä spektriviivaa ja keltaisissa säteissä, joissa kaasu- ja pölymassat kuvataan selkeämmin. Kuvien tutkiminen osoitti ytimeen liittyvän tiheän tummien kanavien ja ytimeen liittyvän haja-aineen valofilamenttien järjestelmän, jotka muodollaan todistavat energeettisestä liikkeestä, ulottuen jopa 3 kpc ytimen molemmille puolille ytimen suuntaan. sen pienempi akseli.

Spektrogrammit osoittivat, että diffuusi aine aiheutti emissioviivoja ja siksi jokin mekanismi saattoi kaasun virittyneeseen tilaan. Päästöviivat osoittavat laajentumista. Sen mittaus osoitti, että kaasu liikkuu noin 1000 km/s nopeudella poispäin ytimestä muodostaen kuituja. Koska filamentit katkeavat 3 kpc:n etäisyydellä ytimestä (kaasu onnistui saavuttamaan tämän paikan), kaikkien yllä olevien ilmiöiden perusteella voimme päätellä, että NGC 3034:n ytimessä tapahtui mahtava räjähdys noin puolitoista miljoonaa. vuotta sitten, mikä aiheutti sinkoutumisen nopeudella noin 1000 km / valtavista hajaainemassoista. Räjähdyksen aikana vapautunutta energiaa käytettiin ensinnäkin diffuusiaineen saattamiseksi nopeaan liikkeeseen ja toiseksi sen atomien siirtämiseen ionisoituun ja virittyneeseen tilaan. Havaitun säteilyn intensiteetistä H a -viivalla voidaan arvioida sinkoutuneen diffuusiaineen tiheys ja siten sen kokonaismassa, joka osoittautui 5,6 miljoonaksi auringon massaksi. Tämä mahdollistaa tunnetulla nopeudella liikkuvan diffuusiaineen kokonaiskineettisen energian arvioinnin 2,4 10 48 J. NGC 3034 emittoi emissiolinjoina jatkuvassa optisten säteiden spektrissä, ja kuten Lindsin havainnot osoittivat, radioaallot. Jos arvioimme kaiken säteilyn kokonaistehoa ja oletamme, että koko puolentoista miljoonan vuoden ajan räjähdyksen alkamisesta säteilyteho oli vakio ja yhtä suuri kuin nykyinen, niin arvio säteilyyn käytetystä räjähdysenergiasta tähän hetkeen asti on 9 10 48 J.

Joten hajaaineen liikkeelle saattamiseen ja tämän aineen säteilyyn käytettyjen energioiden summalla voimme arvioida räjähdyksen kokonaisenergian NGC 3034:n ytimessä. Tämä energia on yli 10 49 J, ts. miljoona kertaa enemmän kuin supernovaräjähdyksen aikana vapautuva energia. Muutama vuosi sitten supernovaräjähdyksiä pidettiin maailmankaikkeuden mahtavimpana katastrofina. Ja nyt olemme todistamassa katastrofia - räjähdystä galaksin ytimessä, jonka mittakaava on miljoona kertaa suurempi.

Voisiko NGC 3034:n räjähdys olla ainutlaatuinen ilmiö, jolla ei ole analogeja universumissa? Ei tietenkään. Näin merkittävä tapahtuma ei voi olla sattuman seurausta. Tämä on tietysti luonnollinen ilmiö. Ainoa kysymys on: esiintyykö se kaikissa galakseissa niiden jossain evoluution vaiheessa vai kenties vain tietyntyyppisissä galakseissa, jotka täyttävät tietyt fyysiset vaatimukset.

Se, että ytimessä tapahtuva räjähdysilmiö on toistaiseksi löydetty vain yhdestä galaksista, pitäisi selittää ensinnäkin tämän prosessin ohimenevyydellä ja toiseksi jopa kirkkaiden galaksien riittämättömällä tutkimuksella. Räjähdys tapahtui puolitoista miljoonaa vuotta sitten. Tänä aikana kaasumassat tunkeutuivat kolmen kiloparsekin etäisyydelle. Toisen 10 miljoonan vuoden kuluttua ne saavuttavat paikkoihin, jotka ovat 15–18 kpc:n päässä ytimestä, eli ne ylittävät galaksin rajan. Järjestelmän painovoiman voittamiseen käytettyjen kaasumassojen nopeus pienenee, kaasujen tiheys uo ї:n leviämisen jälkeen galaksin koko tilavuuteen tulee paljon pienemmäksi ja kaikki varastoitu säteilyenergia ehtii olla käytetty loppuun. 10 miljoonan vuoden jälkeen tarkkailija ei enää löydä merkkejä räjähdyksestä NGC 3034:stä. Jos oletetaan, että:

galaksien maailma on ollut olemassa noin 10 miljardia vuotta,

jokaisessa galaksissa tapahtuu silloin tällöin räjähdys ytimen alueella,

räjähdyksiä. eri galakseissa esiintyy eri aikoina ja ne jakautuvat tasaisesti koko 10 10 vuoden aikavälille,

räjähdys on havaittu 10 miljoonaa vuotta,

silloin vain yhdessä tuhannesta galaksista pitäisi räjähtää tällä hetkellä. Siksi ei ole yllättävää, että näin tärkeä ja mielenkiintoinen ilmiö ei voitu havaita aikaisemmin kuin 40 vuotta sen jälkeen, kun galaksien systemaattinen tutkimus alkoi. On kuitenkin mahdollista, että galaktisten ytimien räjähdykset toistuvat, jolloin havaittujen räjähdysten lukumäärän pitäisi olla suurempi.

Tärkeä tehtävä on tarkistaa muita galakseja. Onko joidenkin niistä ytimissä räjähdys? Äskettäin B. A. Vorontsov-Velyaminov osoitti galakseja NGC 5195 ja NGC 3077, joilla on yhteisiä piirteitä NGC 3034:n kanssa. Ne kuuluvat myös tyyppiin II ja niissä on tummia kanavia, joissa on vaaleat filamentit suunnilleen säteitä pitkin keskustasta. On tarpeen tutkia näitä kahta galaksia, vaikka ne, toisin kuin NGC 3034, eivät havaitse radiosäteilyä. On mahdollista, että räjähdykset näiden galaksien ytimissä tapahtuivat aikaisemmin kuin NGC 3034:ssä, radiosäteily on heikentynyt eikä sitä havaita tänään, ja loput räjähdyksen seuraukset ovat edelleen näkyvissä.

B. E. Markaryan antoi luettelon epäsäännöllisistä galakseista, samankaltaisista mutta ulkomuoto NGC 3034:llä. Ne kaikki, toisin kuin tavalliset epäsäännölliset galaksit II, ovat oranssinpunaisen värisiä, vaikka niiden spektriluokat ovat suhteellisen varhaisia: A ja F0-F3. Nämä galaksit sisältävät yleensä paljon pimeää ainetta ja niiden kirkkaus on 5-10 kertaa tavallisten tyypin II galaksien valoisuus. On syytä uskoa, että luettelossa olevien galaksien spektrien ja erikoisvalokuvien tutkiminen mahdollistaa joidenkin galaksien ytimestä lähtevien jättimäisten räjähdysten havaitsemisen.

Burbidgeen mukaan räjähtävä galaksi on myös VV 144, eli galaksi numero 144 B. A. Vorontsov-Velyaminovin luettelossa,

Sen jälkeen, kun NGC 3034:n ytimessä on löydetty tällainen merkittävä ilmiö, voidaan olettaa, että ytimissä havaitut emissioviivat ovat erittäin suuri numero galaksit ovat jäänteitä merkittävistä menneisyydessä tapahtuneista tapahtumista. Emissioviivojen puuttuminen ytimistä voi viitata siihen, että joko galaksit kokivat ydinräjähdyksen niin kauan sitten, että ne menettivät viimeiset räjähdykseen liittyvät merkit, tai että räjähdystä ei tapahtunut ja osa galakseista on räjähdystä edeltävässä tilassa. .

Mutta tämä on toistaiseksi vain spekulaatiota. Yksi asia on selvä - rauhallinen prosessi, jossa tähtiä muodostuu sironneesta kaasusta sen puristumisesta, ei voi selittää NGG 3034:n räjähdyksen laajuuden kataklysmejä.

V. A. Ambartsumyanin mukaan ytimet ovat pääasiallinen aktiivinen alue galakseissa ja paikka, jossa supertiheä aine on keskittynyt. Energialla kyllästetyn supertiheän aineen jättimäiset räjähdykset irrottavat sen osia ytimestä tähtien ja kaasun mukana spiraalilinjoja pitkin, missä supertiheän aineen osien jatkuvan pirstoutumisen seurauksena tähtien muodostumisprosessi ja diffuusiaineen vapautuminen jatkuvat. .
Kutsumme sinut keskustelemaan tästä julkaisusta omassamme.