Քվազար

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
ԳԲԻ508

Երկնային ծագում ունեցող ռադիոալիքների ճառագայթման աղբյուրը` քվազարը, հզոր էնեգիայով օժտված հեռավոր գալակտիկայի կորիզ է: Առաջին անգամ այդ չափազանց պայծառ երկնային մարմինների ուշադրության արժանանալու պատճառը նրա էլեկտրամագնիսական ճառագայթման սպեկտրում կարմիր շեղման գրանցումն էր ինչպես տեսանելի լույսի, այնպես էլ ռադիոալիքային տիրույթներում: Այլ խոսքով աստղը կազմող նյութի ճառագայթման հաճախությունը ավելի փոքր էր, քան երկրային պայմաններում նույն նյութի ճառագայթման հաճախությունը: Բացի այդ ճառագայթման անկյունային բաշխվածությունը առավելապես նմանեցվում էր կետային աղբյուրի, ասել է թե աստղերի ճառագայթմանը, քան ձգված աղբյուրի տեսքով գալաքտիկաների ճառագայթմանը:[1]

Ընդհանուր նկարագրություն[խմբագրել]

Առաջին քվազարները հայտնաբրվել են 1950-ական թվականների վերջին և 1960-ակաների սկզբին: Սկզբում քվազարները սահմանվում էին որպես երկնային մարմինների մի դաս են, որոնք օպտիկական տիրույթում նման են աստղերին, բայց ունեն ուժեղ ռադիոճառագայթում և չափազանց փոքր ճառագայթման անկյունային բաշխվածություն[2]: Այս սահմանումը ընդհանրապես ասած ճիշտ է, սակայն ժամանակի ընթացքում հայտնաբերվցին նաև հանգիստ քվազարներ, որոնք զուրկ էին ուժեղ ռադիոճառագայթումից: Տեսություններից մեկի համաձայն քվազարները իրենցից ներկայացնում են նախնական էտապում գտնվող զարգացող գալակտիկաներ, որոնցում վիթխարի զանգվածով սև խոռոչը կլանում է շրջակա նյութը: Առաջին քվազարը հայտնաբերվել է 1950-ականների վերջին Ալան Սենդջիջի և Տոմաս Մետյուզի կողմից և համարակալվեց որպես 3C 48: 1963-ին, երբ արդեն հայտնի էին 5 քվազարներ, աստղագետ Մարտին Շմիտը ապացուցեց, որ քվազարների սպեկտորը ուժեղ շեղված է դեպի կարմիրի սահմանը: Ընդունելով, որ այդ կարմիրի շեղուման պատճառը տիեզերական բոլոր մարմիններին բնորոշ Հաբբլի երևույթն է, հաջողվեց որոշել այդ մարմինների դիրքը տիեզերքում: Անմիջապես դրանից հետո Յ. Ն. Եֆրեմովի և Ա. Ս. Շառովի կողմից 3C 273 քվազարի ֆոտոմետրական չափումների արդյունքում բացահայտվեց քվազարի պայծառության պարբերական փոփոխման երևույթը` մի քանի օր պարբերությամբ: Ներկայումս ընդունված է համարել, որ ճառագայթման աղբյուր է հանդիսանում գալակտիկայի կենտրոնում գտնվող վիթխարի զանգվածով սև խոռոչը և հետևաբար քվազարի կարմիրի շեղումը մեծ է տիեզերեկանից` Էնշտեյնի ընդհանուր հարաբերականության տեսության գրավիտացիոն շեղման չափով:[3] Մինչև հիմա հայտնաբերված քվազարների քանակը շատ դժվար է որոշել, քանի որ չկա հստակ սահման քվազարների և այլ ակտիվ Գալակտիկաների միչև: Ամենամոտ և ամենապայծառ քվազարներից է համարվում 3C 273, որն ունի 13m պայծառություն և 2.44 միլլիարդ լուսային տարով հեռու է մեզանից: Ամենահեռու քվազարները իենց ահռելի պայծառության (հասարակ Գալակտիկաների պայծառությունը 100 անգամ գերազանցող) շնորհիվ գրանցվում են ռադիոտելեսկոպների օգնությամբ 12 միլլիարդ լուսային տարի հեռավորություների վրա: Վերջին հետազոտությունները ցույց են տվել, որ քվազարների մեծամասնությունը գտնվում են շատ մեծ չափերով էլիպտիկ գալակտիկաների մերձակայքում: Քվազարներին համեմատում են տիեզերքի փարոսների հետ: Նրանք երևում են մեծ հեռավորություններից, նրանցով հետազոտում են տիեզերքի զարգացումն ու կառուցվածքը, որոշում են նյութի բաղադրությունը:


Հատկություններ[խմբագրել]

Հայտնի են ավելի քան 200.000 քվազարներ: Բոլոր դիտարկվող քվազարների սպեկտրների կարմիր շեղումը` ալիքի երկարության հարաբերական փոձոխույունը, 0.056-ից 7.085-ի սահմաններում է: Կիրառելով Հաբելլի օրենքը կարմիր շեղման այս սահմանների համար կարող ենք ցույց տալ որ նրանք գտնվում են 600 միլլիոնից և 28 բիլլիոն լուսային տարներ հեռավորությունների վրա: Քվազերների ահռելի հեռավորության և լույսի արագության վերջավոր լինելու պատճառով մենք տեսնում ենք նրանց և նրանց շրջակա տարածությունը տիեզերքի գոյացություն շատ վաղ ժամանակահատվածում: Ամենապայծառ քվազարը երկնքում 3C 273 քվազարն է, որը գտնվում է Կույսի համաստեղությունում: Այս օբյեկտը 33 լուսային տարի հեռավորության վրա երկնքում կփայլեր այնպես ինչպես մեր Արեգակը: Հետևաբար այս քվազարի պայծառությունը 2 ճ 1012 անգամ մեծ է քան մեր արեգակինը: Սակայն սա ճիշտ է, եթե ենթադրենք, որ այն ճառագայթում է բոլոր ուղղություններով: Մինչդեռ ակտիվ գալակտիկաների կորիզը կարելի է նմանեցնել նյութի և էներգիայի հզոր շիթ արտանետող հռթիռի հետ, ուստի այն ճառագայթում է միայն որոշակի ուղղություններով: Քվազարները ավելի տարածված են եղել վաղ տիեզերքում: Մարտեն Շմիտի այս բացահայտումը, 1967 թվականի սկզբում, հիմնավոր ապացույց էր ընդեմ Ֆրեդ Հոյլի “Կայուն Վիճակի Տիեզերաբանության” և հավաստում էր Մեծ Պայթունի գաղափարի վրա հիմնված զարգացող տիեզերքի վարկածը: Քվազարների ճառագայթման օգնությամբ կարելի է որոշել սև խոռոչների տեղը, որոնք աճում են սեփական գալակտիկայի աստղերի զանգվածի աճին համընթաց, ներկայումս անհասկանալի ճանապարհով: Կա տեսակետ, որ քվազարից ելնող շիթերը` բոցամուղերը, ճառագայթումը և քամիները, արգելում են սեփական գալակտիկայում նոր աստղերի ձևավորմանը: Հայտնաբերվել է, որ տարբեր քվազարների պայծառությունը պարբերաբար փոփոխվում է մի քանի ամիսների, շաբաթների, օրերի և ժամերի ընթացում: Սա նշանակում է որ քվազարները գեներացնում և ճառագայթում են իրենց էներգիան շատ փոքր տեղամասից: Այնպես որ քվազարի յուրաքանչյուր մաս պետք է մշտապես կապի մեջ լինի մյուս մասերի հետ, համակարգելով պայծառության տատանումները որոշակի ժամանակային տիրույթում: Այն քվազարը որի պայծառությունը տատանվում է մի քանի շաբաթվա ընթացքում, չափերով չի կարող ավելի մեծ լինել մի քանի լուսաին շաբաթներից: Այսպիսի հզոր ճառագայթումը փոքր տեղամսից պահանջում է ավելի արդյունավետ սնուցման աղբյուր քան միջուկային աստղերը սնող միջուկային ռեակցիանրը: Գրավիտացիոն փոխազդեցությամբ պայմանավորված նյութի կլանումը զանգվածային սև խոռոչի կողմից միակ հայտնի պրոցեսն է որի ընթացքում կարող է արտամղվել այդպիսի շարունակական բարձր հզորություններ: Քվազարներն օժտված են ակտիվ գալակտիկաների հատկություններով, սակայն ավելի հզոր են: Նրանց ճառագայթման մասամբ մոտ 10 տոկոսը ոչ ջերմային բնույթի է, սակայն ռադիոգալակտիկաների նման ունեն բոցամուղեր, որոնք կրում են զգալի չափի (բայց քիչ հայտնի) էներգիա, տարածվելով մեծ էներգիայով օժտված մասնիկների տեսքով: Քվազարներ կարելի է հայտնաբերել էլեկտրամագնիսական ճառագայթման սպեկտրի ողջ տիրույթում, ներառյալ ռադիո, ինֆրակարմիր, օպտիկական, ուլտրամանուշակագույն, ռենգենյան և անգամ գամմա-ճառագայթման տիրույթները: Քվազարների մեծամասնությունը հանգիստի համակարգում ճառագայթում են մոտիկ ուլտրամանուշակագույն տիրույթում ¥ալիքի երկարությունը 1216 անգստրեմին մոտ¤, սակայն այս աղբյուրների ահռելի կարմիրի շեղման պատճառով ճառագայթման ալիքի երկարության գագաթը նկատվում է մոտիկ ինֆրակարմիրի սահմանում` 9000 անգստրեմին մոտ: Քվազարներից շատ քչերը են հանդես բերում ուժեղ ռադիո ճառաայթում, որը առաջանում է լույսի արագությանը մոտ արագությամբ շարժվող նյութի շիթերից: Քվազարների կարմիր շեղումը չափվում է առավել պայծառ սպեկտրալ գծերի օգնությամբ, որոնք գերակշռում են օպտիկական և ուլտրամանուշակագույն տիրույթներում: Այս գծերը ավելի պայծառ են անընդհատ սպեկտրից և այդ պատճառով նրանց անվանվում են ճառագայթման գծեր: Այս ճառագայթման գծերի հաստությունները Դոպլերյան շեղման արդյունք են և առաջացնում են ճառագայթող գազի լույսի արագությունը մոտ արագությամբ շարժման հետևանքով: Արագ շարժումը բացահայտում է արտամղվող գազի մեծ զանգվածի առկայությունը: Ջրածնի, հելիումի, ածխածնի, մագնեզիումի, երկաթի և թթվածնի ճառագայթման գծերը հանդիսանում են ամնեապայծառ գծերը: Այսպիսի ճառագայթում ապահովող ատոմներ կարող են լինել ինչպես չեզոք, այնպես էլ ուժեղ իոնացված: Իոնիզացման նման բարձր աստիճանը ցույց է տալիս, որ պրոցեսն ընթացել է քվազարի ճառագայթման ընթացքում:


Գեներացիան և ճառագայթումը[խմբագրել]

Օժտված լինելով ակտիվ գալակտիկաներին բնորոշ հատկություններով, քվազարի ճառագայթումը կարելի է համեմատել փոքր սև խոռոչներից սնվող ակտիվ գալակտիկաների ճառագայթման հետ: Հայտնի ամնեապայծառ քվազարը ճառագայթում է 1040Վտ և տարեկան կլանում է հազար արեգակնային զանգված: Քվազարները միանում և անջատվում են կախված իրենց շրջակա միջավայրից և երբ վերջանում է նրան շրջապատող գազը և փոշին այն դառնում է հասարակ գալակտիկա: Սովորաբար քվազարների հետ են կապում նաև Մեծ պայթունի ավարտին նյութի ապաիոնիզացման խնդրի լուծումը: Հետազոտման պատմությունը Առաջին քվազարը հայտնաբերվել է 1950-ակաների վերջում ռադիոհեռադիտակի միջոցով: Նրանցից շատերը գրանցված էին որպես ռադիոալիքներ ճառագայթող աղբյուրներ առանց տեսանելի օբյեկտի: Այս օբյեկտներից հարյուրը արձանագրվել են 1960 թվականին և տպագրվել են Քեմբրիջի երրորդ կատալոգում, այնպես ինչպես աստղագետները տեսածրել են երկնքը օպտիկական եղանակով: 1960 թվականին 3C 48 ռադիոճառագայթման աղբյուրը վերջապես կապվեց օպտիկական օբյեկտի հետ: Աստղագետները հայտնաբերեցին թվացյալ թույլ կապույտ աստղը ռադիոճառագայթման աղբյուրի գտնվելու վայրում և ստացան նրա սպեկտրը: Ջոն Բոլտոնը հայտարարեց, որ աղբյուրը պարունակում է անծանոթ և լայնաշերտ ճառագայթման մի շարք գծեր, ավելացնելով, որ նման մեծ կարմիրի շեղումներ հնարավոր չեն: 1962-ին առաջըթաց տեղի ունեցավ, պայմանավորված մեկ այլ ռադիոճառագայթման աղբյուրուրի` 3C 273 հայտնագործմամբ: Կիրիլ Հազարդի և Ջոն Բոլտոնի չափումների ընթացքում հնարավոր եղավ ստանալ օպտիկական սպեկտորը Հեյլի 200-դույմանոց հեռադիտակի շնորհիվ, որը գտնվոմ էր Պալոմար սարի վրա: Այդ սպեկտորը ցույց տվեց հենց նույն տարօրինակ ճառագայթման գծերը: Շմիտը հասկացավ որ սա ջրածնի սպեկտրալ գծերի կարմիր շեղումն է 15.8 տոկոսի դեպքում: Պարզվեց, որ 3C 273 քվազարը հեռանում է 47,000կմ/վ արագությամբ: Այս հեայտնագործությոնը հեղափոխեց քվազարների հետազոտությոնները և թոյլ տվեց մյուս աստղագետներին այլ ռադիոճառագայթման աղբյուրներից գտնել կարմիրի շեղման գծեր: Ինչպես և ենթադրում էր Բոլտոնը 3C 48-ը ունի 37% լույսի արագության կարմիր սահման: Ավելի ուշ պարզվեց որ ոչ բոլոր քվազարները ունեն հզոր ճառագայթում: 1979 թվականին Էնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունից կանխատեսված գրավիտացիոն ոսպնյակի էֆֆեկտը փորձնականորեն հաստատվեց 0957+561 զույգ քվազարների պատկերից: 1980-ականերին մշակվեց միասնական մոդել, որում քվազարը դասկարգված էր որպես ակտիվ գալակտիկաների հատուկ տիպ: Քվազարների վիթխարի պայծառությունը կենտրոնում գտնվող շատ մեծ զանգվածով սև խոռոչի առկայությունն է: Այս մեխանիզմը բացատրում է նաև թե ինչու են քվազարները ավելի շատ եղել տիեզերքի գոյության ավելի վաղ շրջանում քան այժմ: Բանն այն է, որ էներգիայի արտադրությունը ավարտվում է, երբ գերզանգվածեղ սև խոռոչը կլանում է իր շրջապատի ամբողջ գազը և փոշին: Դա նշանակում է որ շատ ու շատ գալակտիկաներ, այդ թվում նաև մերը, արդեն անցել են ակտիվ շրջանը և հիմա հանգստի վիճակում են: Նրանց չի բավարարում իրենց կենտրոնում գտնվող սև խոռոչին սնուցելու համար անհրաժեշտ քանակությամբ նյութ, որը կապահովեր այդ տարորինակ մարմինների շարունակական ճառագայթումը:

Հղումներ[խմբագրել]

  1. (ռուսերեն) Засов А. В., Постнов К. А. Ядра галактик. Общие сведения. // Общая астрофизика. — Фрязино: Век 2, 2006. — Т. 3. — С. 371. — 496 с. — ISBN 5-85099-169-7
  2. (ռուսերեն) (Անգլերեն) Стивен П. Маран. Астрономия для «чайников» = Astronomy for dummies. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. — С. 198-200. — 256 с. — ISBN 5-8459-0612-1]
  3. (ռուսերեն) А. Д. Чернин, Л. Н. Бердников, А. С. Расторгуев «Большая наука астрономия»