«Галактическая сага». Часть 9-А. Взрывающаяся галактика M82 (NGC 3034)
Материя извергается из нее струями, причем масса газовых протуберанцев примерно равна 100 млн. солнечных масс.
«В 1963 г. американские астрономы Линде и Сендидж опубликовали результаты исследования галактики NGC 3034. Эта неправильная галактика типа II обладает особенностью — ее цвет не соответствует спектру.
Спектр у нее А2 — еще более ранний, чем обычно бывает у галактик типа II, а цвет вместо того, чтобы быть белым, или даже голубым, оказался оранжево-красноватым.
В подобных случаях, когда цвет звезды или галактики краснее, чем это следует из ее спектра, наиболее вероятно, что покраснение вызвано наличием диффузной материи.
У NGC 3034 контраст между спектром и цветом настолько значителен, что Линде и Сендидж предположили существование в ней очень большого количества газовой и пылевой материи и выполнили специальное исследование.
Обратите внимание
Сендидж получил на 5-метровом телескопе снимки в узкой части спектра около спектральной линии, и в желтых лучах, в которых газовые и пылевые массы фотографируются более отчетливо. Исследование снимков показало наличие плотной системы темных каналов и светлых волокон диффузной материи, связанных с ядром, свидетельствующих своей формой об энергичном движении, простирающихся на расстояние до 3 кпс по обе стороны от ядра в направлении его малой оси.
Спектрограммы показали, что диффузная материя дает эмиссионные линии и, следовательно, какой-то механизм привел газ в возбужденное состояние. Эмиссионные линии обнаруживают расширение. Измерение его показало, что газ движется со скоростью около 1000 км/с прочь от ядра, образуя волокна.
Так как волокна обрываются на расстоянии 3 000 парсек от ядра (газ успел дойти до этого места), то все перечисленные явления позволяют прийти к заключению, что в ядре NGC 3034 около полутора миллионов лет назад произошел грандиозный взрыв, вызвавший выброс со скоростью около 1000 км/с огромных масс диффузной материи.
Энергия, выделившаяся при взрыве, была израсходована, во-первых, на то, чтобы привести в быстрое движение диффузную материю и, во-вторых, на то, чтобы перевести ее атомы в ионизованное и возбужденное состояние. По наблюдаемой интенсивности излучения в линии На можно оценить плотность выброшенной диффузной материи, а следовательно, и ее общую массу, которая оказалась равной 5,6 млн.
солнечных масс. Это позволяет при известной скорости оценить общую кинетическую энергию движущейся диффузной материи в 2,4 • 1048 Дж. NGC 3034 излучает в эмиссионных линиях, в непрерывном спектре оптических лучей и, как показали наблюдения Линдса, в радиоволнах.
Если оценить общую мощность, всего излучения и предположить, что в течение всех полутора миллионов лет от начала взрыва мощность излучения была постоянной и равной нынешней, то оценка, энергии взрыва, израсходованной на излучение до настоящего момента, равна 9 • 1048 Дж.
Итак, по сумме энергий, израсходованных на приведение диффузной материи в движение и на излучение этой материи, можно дать оценку общей энергии взрыва в ядре NGC 3034. Эта энергия больше 1049 Дж, т. е.
в миллион раз больше, чем энергия, выделяемая при вспышке сверхновой звезды. Еще несколько лет назад вспышки сверхновых считались самыми грандиозными катастрофами во Вселенной.
А теперь мы являемся свидетелями катастрофы — взрыва в ядре галактики, масштаб которой еще в миллион раз больше.
Может ли являться взрыв в NGC 3034 уникальным явлением, не имеющим себе подобных во Вселенной? Конечно, нет. Столь значительное событие не может быть результатом случайности.
Это, конечно, закономерное явление.
Вопрос заключается лишь в том: происходит ли оно со всеми галактиками на некоторой стадии их эволюции или, может быть, только с галактиками некоторого типа, отвечающими определецным физическим требованиям.
То, что явление взрыва в ядре обнаружено пока только у одной галактики, должно объясняться, во-первых, скоротечностью этого процесса, а во-вторых, недостаточной исследованностью даже ярких галактик. Взрыв произошел полтора миллиона лет назад. За это время газовые массы проникли на расстояние трех килопарсек. Еще через 10 млн.
лет они дойдут до мест, удаленных от ядра на 15-18 килопарсек, то есть выйдут за границу галактики. Скорость газовых масс, потраченная на преодоление силы тяготения системы, уменьшится, плотность газов после распространения пo всему объему галактики станет значительно ниже, вся запасенная энергия излучения успеет израсходоваться. Через 10 млн.
Важно
лет наблюдатель уже не обнаружит в NGC 3034 признаков взрыва. Если считать, что:
— мир галактик существует около 10 млрд. лет,
— в каждой из галактик один раз за все время происходит взрыв в области ядра,
— взрывы. у разных галактик происходят в разное время и равномерно распределены по всему промежутку времени 1010 лет,
— взрыв наблюдается в течение 10 млн. лет,
то только у одной из тысячи галактик в настоящий момент должен наблюдаться взрыв. Неудивительно поэтому, что столь важное и интересное явление не удалось обнаружить раньше, чем через 40 лет после того как началось систематическое изучение галактик. Возможно, однако, что взрывы ядер галактик повторяются, тогда число наблюдаемых взрывов должно быть больше.
Важная задача — проверить другие галактики. Не происходит ли взрыв в ядрах некоторых из них? Недавно Б. А. Воронцов-Вельяминов указал на галактики NGC 5195 и NGC 3077, которые имеют общие черты с NGC 3034.
Они тоже принадлежат к типу II и в них примерно по радиусам, идущим от центра, располагаются темные каналы со светлыми волокнами. Необходимо исследовать эти две галактики, хотя у них, в отличие от NGC 3034, не наблюдается радиоизлучение.
Возможно, что взрывы в ядрах этих галактик произошли раньше, чем в NGC 3034, радиоизлучение ослабело и не обнаруживается в наши дни, а остальные последствия взрыва еще видимы.
Б. Е. Маркарян привел список неправильных галактик, сходных но внешнему виду с NGC 3034. Все они, в отличие от обычных неправильных галактик II, обладают оранжево-красноватым цветом, хотя спектральные классы у них сравнительно ранние: А и F0-F3.
Эти галактики, как правило, содержат много темной материи и их светимости в 5-10 раз больше светимостей обычных галактик типа II.
Есть основание считать, что исследование спектров и специальных фотографий галактик, приведенных в списке, позволит обнаружить в некоторых из них гигантские взрывы, исходящие из ядра.
По мнению Бербиджей, взрывающейся галактикой является также VV 144, т. е. галактика, стоящая под номером 144 в каталоге Б. А. Воронцова-Вельяминова,
После обнаружения столь выдающегося явления в ядре NGC 3034 можно полагать, что эмиссионные линии, наблюдаемые в ядрах очень большого числа галактик, являются реликтами значительных событий, происходивших в прошлом.
Отсутствие эмиссионных линий в ядрах может свидетельствовать о том, что или галактики испытали взрыв ядра так давно, что успели утерять последние признаки, связанные со взрывом, или же что взрыва не было и некоторые из галактик находятся в предвзрывном состоянии.
Но это — пока только предположения. Одно очевидно — спокойный процесс образования звезд из рассеянного газа путем его сжатия не может объяснить катаклизмов масштаба взрыва в NGG 3034.
Согласно В, А. Амбарцумяну ядра — основная активная область в галактиках и место сосредоточения сверхплотного вещества.
Гигантские взрывы перенасыщенного энергией сверхплотного вещества выбрасывают его части из ядра вместе с попутно образующимися звездами и газом вдоль спиральных линий, где в результате непрекращающегося дробления частей сверхплотного вещества продолжается процесс формирования звезд и выделения диффузной материи». (Фев.08, 2012).
| North American AstroPhysical Observatory (NAAPO) |
[Федор Дергачев: Ниже — взрыв галактики «Messier 82» в изображении художника.
| http://stirpel.deviantart.com/art/Cosmos-of-Light-Messier-82-523757361 |
Но так ли это было на самом деле?]
Видео: «ВЗРЫВ ЯДРА ГАЛАКТИКИ! УГРОЗА ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ?»
«»Галактическая сага». Часть 10. Белые карлики в созвездии Девы разрушают транзитные планеты».http://artefact-2007.blogspot.ru/2015/10/blog-post.html
«Темы блога «Артефакт». «Галактическая сага»» .
Ядро нашей Галактики | Вселенная. Поиск истины
Млечный Путь. Вид с Земли.
Астрономы многократно наблюдали за тем, как в далёких галактиках пространство и время уничтожались взрывами силой, поражающей воображение. По земным меркам это было эквивалентно триллиону триллионов взрывов атомных бомб. Что могло производить такую невероятную силу? Что бы это ни было, ЭТО живёт в центре Галактик.
Монстр в центре галактики
В центре НАШЕЙ «маленькой» Вселенной по имени Млечный Путь находится самый большой и самый мощный объект из всех объектов нашей Галактики. Это — массивная Чёрная дыра.
Млечный Путь — это галактика в виде гигантского диска радиусом 50 тыс. световых лет с миллиардами вращающихся по спирали вокруг одного центра звёзд. Наше Солнце со своими планетами находится на полпути от этого центра. Так сказать, на тихих задворках.
Солнце совершает полный оборот вокруг центра примерно за 230-250 млн. лет (галактический год).
Возможно ли увидеть то, что находится в сердце нашего Млечного Пути?
Совет
Плотность скопления пыли и газа между нами и центром нашей Галактики так велика, что эта пелена абсолютно непроницаема. Ближе к самому центру Галактики невозможно увидеть звёзды. Их не могут увидеть даже самые мощные телескопы.
Инфракрасные лучи помогают видеть сквозь плотную пыль
Но, применив инфракрасные детекторы, способные «видеть» сквозь пыль, учёным удалось подобраться вплотную к центру.
Вопрос — есть ли в центре нашей Галактики сверхтяжёлая Чёрная дыра — обсуждается уже около трёх десятилетий. Отслеживая с максимальной точностью и скруплёзностью движение звёзд по своим орбитам вблизи центра Галактики, было установлено совершенно точно, что космическим чудовищем, тянущим за собой звёзды, является массивная Чёрная дыра.
Масса этого объекта была определена как превышающая в 3 миллиона раз массу нашего Солнца. Находится он в 26 тыс. световых лет от нас.
Из нашего тихого угла на дальнем краю Галактики трудно представить себе те силы, что действуют в её центре. Но чем ближе к центру, тем их действие становится активнее.
Центральный узел нашей Галактики буквально заполнен звёздами и известен как Пузырь. Попав внутрь, Вы окажетесь на «оживлённой автостраде»: звёзды создают «дорожные пробки», движутся во всех направлениях, и здесь всегда «час пик». Это самое переполненное место в нашей Галактике. Там много газа и пыли. Плотность скопления звёзд там просто огромная.
Искривление Пространства-Времени
Чёрная дыра окружена облаком раскалённого газа, сорванного с оболочек звёзд, который затягивается в неё. Пространство вокруг Чёрной дыры настолько искривлено, что искажает попадающие на него световые волны.
Воронка
Огромный спиральный диск Галактики очень похож на гигантский водоворот с Чёрной дырой — «воронкой» в центре, притягивающей к себе окружающие её звёзды и, в том числе, нашу Солнечную систему всё ближе к себе с одной целью: поглотить их. И чем дальше к центру, тем выше скорость сближения с ней.
Обратите внимание
Но, прежде чем нас поглотит Чёрная дыра, нашей Галактике предстоит не раз пережить столкновение с другими галактиками.
Чёрная дыра, пожирая вокруг себя материю, образует звёздные системы, называемые галактиками
Разорванная Вселенная — Nalin.Ru
На изображении в заглавии статьи — одна из наиболее полных карт нашей Вселенной. Каждая точка на ней — это отдельная галактика, столь же огромная, как и сам наш Млечный Путь.
Тёмная зона на галактическом экваторе — артефакт нашего собственного местоположения: мы можем видеть галактики в экваториальном секторе неба только в узком промежутке от 120° до 240°, да и то — плохо, в силу того, что галактический экватор плотно забит звёздами и межзвёздным газом нашей собственной галактики Млечный Путь, который и поглощает излучение далёких галактик.
В силу этого, в сторону ядра нашей галактики мы вообще не ничего не видим, а в противоположную сторону, которая закрыта от нас только неплотным рукавом Персея, мы можем всё-таки кое-что рассмотреть. А вот к галактическому северу и галактическому югу у нас есть возможность обозревать Вселенную на миллионы и миллиарды световых лет.
Однако даже такой несовершенный «наблюдательный пункт» уже преподнёс нам массу сюрпризов, касающихся мегаструктуры нашей Вселенной — различных неоднородностей, которые превосходят размер нашей собственной галактики в сотни тысяч и в миллионы раз.И которые нарушают массу космологических концепций, устоявших в ХХ веке, даже на фоне массы фундаментальных потрясений для космологии, которые перевели бесконечную и устойчивую Вселенную XIX века во «Вселенную Большого взрыва» века ХХ-го.
И пересмотр этих космологических концепций, основанный на новых открытиях, обещает стать не менее интересным шагом в познании, нежели стало открытие красного смещения, расширения Вселенной и победа модели Большого взрыва, как «начала всех начал».
Во-первых, стоит определиться в том вопросе, что в настоящий момент времени теория Большого взрыва является не просто некоей удобной абстракцией, а и, пожалуй, единственной моделью, которая может объяснить наблюдаемую картину нашей с вами Вселенной.
То есть — это не блажь учёных, которые решили таким образом прикрыть своё непонимание колоссально удалённых от нас событий. Учёные в настоящий момент просто не могут придумать модель, которая бы лучше объясняла массу наблюдаемых эффектов, которые нас окружают.
Как и не могут найти опровержений, которые бы подорвали саму модель существования Большого взрыва в прошлом нашей собственной Вселенной.
Большой взрыв, как неизбежность.
Доказательства расширения Вселенной начались с момента, когда молодой американский астроном Эдвин Хаббл, которому в 1919 году исполнилось всего 30 лет, получил доступ к самому мощному на то время оптическому телескопу обсерватории Маунт-Вилсон — телескопу Хукера, с диаметром зеркала всего лишь в 2,5 метра.
Первым открытием Хаббла, которое поставило «с ног на голову» всю спокойную космологию XIX века, было открытие звёзд-цефеид в туманностях Андромеды и Треугольника, которые тогда ещё никто не воспринимал, как отдельные от Млечного Пути галактики.
С помощью телескопа обсерватории Маунт-Вилсон Хаббл нашёл в этих туманностях цефеиды — переменные звёзды главной последовательности, которые обладают очень чёткой зависимостью между периодом колебания яркости и собственной светимостью звезды.
В силу такой интересной особенности цефеиды являются идеальными «стандартными свечами» и космическими маяками: по периоду пульсации звезды можно легко определить её абсолютную звёздную величину, а померяв её наблюдаемую звёздную величину — уже можно легко определить расстояние до выбранной цефеиды.
Ну а громадная светимость этих переменных звёзд (103—105 светимостей Солнца) позволяет наблюдать их даже на межгалактических расстояниях.
Галактика Андромеды. 1 триллион звёзд, впятеро большая масса, нежели у Млечного Пути. Но в XIX веке — просто «туманность М31», так как никто её не воспринимал, как отдельную галактику.
Важно
Именно это и выяснил Хаббл после наблюдений 1922-23 годов: найденные им цефеиды показали, что туманности Андромеды и Треугольника были слишком далеки, чтобы быть частью Млечного Пути, и являлись в действительности отдельными галактиками за пределами нашей собственной.
Эта идея была оспорена очень многими учёными того времени, которые заподозрили Хаббла в подтасовках или же в неправильной методологии наблюдений — настолько идея о множественности галактик была революционной для начала ХХ века.
Но, вопреки оппозиции, Эдвин Хаббл, на ту пору 35-летний учёный, представил свои открытия в печатном виде на собрании Американского астрономического сообщества 1 января 1925 года и убедительно доказал: галактик много и Млечный Путь — отнюдь не единственная и совсем не самая большая из них.
Это открытие фундаментальным образом изменило научное видение Вселенной.
Однако Хаббл не остановился на достигнутом и пошёл дальше, раздвигая границы наблюдаемой Вселенной: уже в 1929 году он опубликовал свои работы о наблюдаемом красном смещении наиболее ярких галактик. Именно по величине красного смещения и визуализирована, кстати, самая верхняя «карта Вселенной».
В результате своих наблюдений Хаббл заметил, что каждая галактика, в среднем, улетает от каждой другой галактики. Вселенная расширяется — постоянно, повсюду и каждый день.
Этот факт уже не просто расширял представление человечества о Вселенной, помещая нас в одну из заурядных галактик — он просто ставил всю картину мироздания «с ног на голову».
На протяжении столетий наблюдений за звёздами основным допущением астрономов и философов было то, что на Земле может происходить масса скоротечных и разнонаправленных процессов, в то время, как звёздное небо — вещь постоянная и неизменная.
Да, взрываются сверхновые звезды, да, планеты продолжают свой бег, да, цефеиды мерцают в ночном небе, но в целом Вселенная два столетия назад удивительно похожа на Вселенную сегодня.
Совет
И, как следствие, Вселенная два миллиона лет назад, двести миллионов лет назад или миллиарды и миллиарды лет тому назад — тоже стабильна и неизменна. А о возрасте Вселенной люди уже догадывались — в том числе и исходя из исследований геологов и палеонтологов на самой Земле, которые к началу ХХ века уже доказали почтенный возраст нашей собственной планеты.
Миллионы лет на одном фото. Именно скорость осадконакопления впервые поставила вопрос о возрасте Земли и, как следствие, всей Вселенной.
В этом и состояла революционность наблюдения и последующей, весьма логичной идеи Хаббла. Если Вселенная «сегодня» совсем не похожа на Вселенную «вчера», то и «завтра» она будет уже другой.
И, как следствие — Вселенная вокруг нас меняется не только в частностях, но и в целом.
Ну а второе допущение уже прямо следовало из наблюдаемых эффектов.
Если все наблюдаемые галактики удаляются друг от друга, подобно раздувающейся рожице клоуна на надуваемом ребёнком воздушном шарике — то логично предположить, что вчера этот шарик был меньше, позавчера — ещё меньше, и так до тех пор, пока вы не сожмёте всю Вселенную до некоего нижнего предела, который чисто математически упрётся в одну-единственную точку или же в тот самый Большой взрыв.
Сразу же после опубликования первой идеи Хаббла о роли красного смещения, теория Большого взрыва стала обрастать массой экспериментальных подтверждений.
Несмотря на невозможность нас и сегодня заглянуть за «горизонт событий» Большого взрыва, мы за ХХ век очень близко подошли к его пределу, наблюдая события, отстоящие от времени Большого взрыва на ничтожные по космологическим понятиям временные растояния.
Однако сам Большой Взрыв мы наблюдать не можем и связано это не с несовершенством наших инструментов или с неудачностью нашего «наблюдательного пункта», а в силу того, что раннее время Вселенной становится, по мере приближения к Большому взрыву, размытым и нечётким.
Силы, энергии, плотности, температуры становятся слишком высокими, и наше понимание физики, которое мы накапливали столетиями, просто не справляется с задачей интерпретации того, что мы можем наблюдать даже виде доступных нам остатков и следов событий того времени.
Обратите внимание
Однако кое-что из того, что мы обнаружили, уже вступает в противоречие с чисто «математической» редукцией Вселенной в начале времён до абстрактной и безразмерной точки.
Большой взрыв, который следовал из выкладок Хаббла, породил неизбежное допущение: если вся Вселенная произошла из одной по сути дела безразмерной точки, то где-то выше по шкале размеров (или, что то же самое — старше по шкале времени) нас ждёт картина однородной, одинаковой и изотропной Вселенной.
До последнего времени считалось, что на размерах, сравнимых с размерами наблюдаемой части Вселенной, наступает так называемый «конец величия» (End of Greatness), который превращает картинку Вселенной в однородный «суп» из галактик.
Этот так называемый «космологический принцип» был впервые сформулирован в 1935 году английский космологом Эдуардом Артуром Милном (не путать с автором «Винни-Пуха», Аланом Александром Милном!).
Космологический принцип утверждает, что каждый наблюдатель во Вселенной, независимо от его местоположения и направления наблюдения, в один и тот же момент времени обнаруживает во всей доступной ему для наблюдения Вселенной в среднем одну и ту же картину.
Независимость от места наблюдений, то есть равноправие всех точек пространства, называется однородностью Вселенной; независимость от направления наблюдений, то есть отсутствие выделенного направления в пространстве — изотропией Вселенной.
Самым сильным подтверждением космологического принципа (и, как следствие, однородности и сингулярности вселенной в момент Большого взрыва) явилась однородность реликтового излучения, предсказанная русским учёным Георгием Гамовым в 1946 году и открытая впоследствии, в 1965-м году.
Реликтовое излучение, наблюдаемое нами — это остаток очень ранней Вселенной, по всем рассчётам оно возникло в тот период, когда возраст Вселенной составлял «всего лишь» 400 000 лет, по меркам самой Вселенной — не более, чем мгновение.
Первые наблюдения реликтового излучения показывали его практически полную изотропность, что и подтверждало правоту космологического принципа. Большой взрыв — абстрактная точка, Вселенная — однородна, все свободны, так как ничего нового за горизонтом событий мы не найдём.
Но уже исследования 1980х-1990х годов выявили первые признаки анизотропии реликтового излучения, которые пересмотрели изначальную оценку анизотропности, принимавшуюся, как 10-5 или же 0,001%.
Вот нынешняя детальная карта реликтового излучения, составленная по сумме наземных и спутниковых наблюдений:Важно
Нижняя шкала показывает разброс температур реликтового излучения, составляющий не более 200 микрокельвинов при температуре самого излучения в 2,725 Кельвина.
При этом большая часть колебаний реликтового излучения укладывается в диапазон +/- 18 мкК, однако есть два «досадных» исключения из этой благостной картинки.
Во-первых, в районе созвездия Эридана на карте реликтового излучения зияет сверххолодная брешь, называемая ещё «Сверхпустота Эридана» (на общей карте она расположена в нижнем правом углу карты):
Реликтовое холодное пятно в целом приблизительно на 70 мкК холоднее, чем средняя температура реликтового излучения, что уже очень сложно объяснить. Реликтовое холодное пятно может быть отпечатком другой Вселенной за пределами нашей, чей след остался в нашей Вселенной до момента её «отпочковывания» от нас. Профессор Университета Северной Каролины Лаура Мерсини-Хафтон по этому поводу говорит просто: «Стандартная космология не может объяснить такой гигантской космической дыры — это явный отпечаток другой Вселенной, расположенной уже за краем нашей собственной».
Второй особенностью реликтового излучения является слабая, но всё же наблюдаемая анизотропия его в окружающем нас пространстве, так называемая «ось зла», открытая в 2005 году:
Наглядное усреднение карты реликтового излучения в квадруполь и октуполь, выявляющее «ось зла» реликтового излучения.
Открыть «ось зла» получилось, используя точные данные космических аппаратов — спутника WMAP и обсерватории «Планк». Выявленная анизотропия реликтового излучения носит сложный характер. Так, самое «холодное» поле опять-таки проецируется на тёмное, практически лишённое ярких звёзд созвездие Эридана, где и расположена уже упомянутая «сверхпустота».
Полученные данные об анизотропии реликтового излучения уже ставят под сомнение «классическую» точечную теорию Большого взрыва, показывая, что в ранних периодах Вселенной всё было «савсэм нэ так».
Но кроме этого, в настоящее время существует и ещё ряд обнаруженных фактов, которые ставят стандартную космологическую модель и космологический принцип под сомнение.
Так, совсем недавно, в ноябре 2013 года в нашей Вселенной была открыта колоссальная структура видимой материи, так называемая Великая Стена Геркулес — Северная Корона.
Совет
Это — огромная плоская суперструктура из сотен тысяч или даже миллионов галактик размером более 10 млрд световых лет, что составляет около 10 % от диаметра наблюдаемой Вселенной. На сегоднящний день она является самой большой из крупномасштабных структур, обнаруженных во Вселенной.
Гамма-всплески, по концентрации которых и была открыта Великая Стена.
Структура этого мегаскопления представляет собой собой стену или нить, состоящую из групп галактик, соединённых гравитацией, протяжённостью около 10 млрд световых лет (3 гигапарсек) по наибольшему направлению, совпадающему с перпендикуляром к нашему лучу зрения и в 7,2 млрд световых лет (2,2 гигапарсек или 150 000 км/c в определении красного смещения) в направлении нашего луча зрения.
Она расположена на расстоянии красного смещения в 1,6-2,1, что примерно составляет 10 млрд световых лет, и находится в направлении созвездий Геркулес и Северная Корона.
Как следствие, гамма-всплески со стороны Великой Стены очень сильно сдвигаются в красную часть спектра, попадая в рентгеновский и даже в ультрафиолетовый диапазон, где их и зарегистрировала космическая обсерватория «Свифт».
Положение Великой Стены Геркулес — Северная Корона (Hercules — Сorona Borealis) на карте Вселенной. Положение Млечного Пути приведено к земному звёздному экватору.
Всплески гамма-излучения являются самыми мощными выбросами энергии в наблюдаемой Вселенной и происходят на огромных и молодых звёздах, вращающихся при этом с высокой скоростью. Такие вспышки очень редки: в галактике размером с Млечный Путь они происходят раз в несколько миллионов лет.
Таким образом, вспышки являются количественными индикаторами интенсивности распада материи — то есть активности, присущей лишь галактикам, в состав которых входят триллионы звёзд, а большое количество вспышек означает высокую концентрацию материи и соответственно наличие большого числа галактик.
В исследовании космического телескопа «Свифт», которое и нашло Великую Стену, наблюдаемое небо было разделено на 9 частей, в каждой из которых исследовалась 31 вспышка гамма-излучения.
В одной из этих частей, 14 вспышек оказались распределёнными в области с угловым радиусом 45° и с красным смещением от 1,5 до 2,0, попавшие в ультрафиолетовую область. Это означает, что в данном регионе находятся тысячи или даже миллионы галактик, к тому же ещё и удалённые от нас на 10 млрд. световых лет — практически на три четверти возраста самой Вселенной.Обратите внимание
По существовавшим представлениям в рамках космологического принципа Милна, любая анизотропность видимой материи должна была исчезать в размерах объектов, сравнимых с расстоянием в 250—300 млн световых лет (О, господи, от этих галактик свет идёт к нам больше, чем время, что отделяет нас от динозавров!).
Никакие неоднородные структуры бо́льших размеров исходя из этого принципа «конца величия» не должны существовать. Однако, обнаруженная ещё в 2003 году Великая стена Слоуна, до 2012 года — самый крупный объект во Вселенной, имела размер 1,37 млрд световых лет, в было в 4,5 раза больше предсказанного масштаба.
Великая стена Слоуна на карте нашего ближайшего окружения. До неё «всего лишь» 1,2 млрд. световых лет. На Земле в то время ещё не было многоклеточной жизни.
Громадная группа квазаров, обнаруженная в 2012 году, имела размер уже в 4 млрд световых лет, что в 13,5 раза больше предсказания о максимальном размере «конца величия», но это ещё можно было списать на какие-то флюктуации.
Обнаружение же стены Геркулес-Северная Корона, неоднородной структуры размером более чем в 30 раз больше предсказанного масштаба, поставило под сомнение сам космологический принцип.
В общем, «чем дальше в лес — тем толще партизаны» и не исключено, что на расстоянии в 12-13 млрд. световых лет от нас мы найдём и ещё более титанические объекты.
И, судя по всему, такие новые открытия заставят нас пересмотреть те самые первые 400 000 лет существования нашей Вселенной, которые разбросали по окрестностям нашей крошечной галактики какие-то ошмётки катастрофы по-настоящему вселенского масштаба.
Это был не точечный взрыв, а скорее всего — нечто иное.
Печатается с разрешения автора
От редакции: суждения ув. авторов в рубрике «Мнения» могут не совпадать с мнением редакции и не являются рекомендацией к каким-либо действиям.
Следующая сверхновая в нашей галактике
Разнообразие природных явлений столь велико, а скрытые в небесах сокровища столь богаты, что благодаря их количеству человеческий разум никогда не будет нуждаться в подпитке.
— Иоганн Кеплер
Так говорил человек, открывший в 1604 году самую свежую на тот момент сверхновую, находящуюся в нашей Галактике и наблюдаемую в видимом спектре. И хотя, скорее всего, после неё было ещё два взрыва, их не было видно невооружённым глазом, а их остатки были открыты уже при помощи мощных телескопов.
В январе 2012 года была открыта первая в том году сверхновая, в галактике, отстоящей от нас на 25 миллионов световых лет, NGC 3239. Изображённая ниже сверхновая получила имя SN 2012a.
Важно
С типичной периодичностью в примерно одну сверхновую в одной галактике за одну сотню лет, становится интересно, что бы мы увидели – и как быстро – если бы сверхновая образовалась в нашей Галактике.
Вспомним, что сверхновая может образоваться одним из двух способов, но оба они включают в себя вышедшую из-под контроля реакцию ядерного синтеза, высвобождающую огромное количества света и энергии. Большая часть энергии, что удивительно, выделяется не в виде света! Давайте заглянем внутрь звезды, которая через несколько секунд должна превратиться в сверхновую.
Кроме встрясок и большой температуры, внутренние реакции производят нейтрино, из которых большая часть не взаимодействует с внешними слоями звезды! С ними взаимодействуют лишь некоторые нейтрино, а также все протоны, нейтроны и электроны, появление которых не происходит моментально. И хотя у взрывной волны проход до внешних слоёв звезды отнимает пару часов, нейтрино проделывают этот путь почти мгновенно!
Это значит, что когда звезда превращается в сверхновую, поток нейтрино возникает до потока света! Мы открыли это при наблюдениях в 1987 году.
Когда сверхновая 1987а взорвалась на расстоянии всего в 168 000 световых годах от нас, это было достаточно близко – и у нас было достаточное количество детекторов нейтрино – чтобы засечь 23 (анти)нейтрино за период в 13 секунд. Самый крупный детектор, Камиоканде-II, содержавший 3 000 тонн воды, засёк 11 антинейтрино.
Сегодня находящийся на его месте детектор Супер Камиоканде-III, содержит 50 000 тонн воды и 11 000 фотоувеличительных трубок. (В мире есть множество других прекрасных детекторов нейтрино, но я остановлюсь на этом для примера).
Его устройство удивительно потому, что он может не только обнаруживать нейтрино, но и определять направление, энергию и точку взаимодействия даже единственного нейтрино, которому повезло провзаимодействовать с любой из частиц в 50 000 тонн воды!
В зависимости от того, в каком месте нашей Галактики появится потенциальная сверхновая, Супер Камиоканде-III должен будет зарегистрировать от нескольких тысяч антинейтрино (в случае взрыва с противоположной стороны Галактики) до более чем десятка миллионов, и всё это за 10 – 15 секунд!
Детекторы нейтрино по всему миру увидят поток нейтрино, одновременно и с одной и той же стороны. В этот момент у нас останется 2-3 часа на определение направления на источник этих нейтрино, и поворот телескопов для попытки визуального наблюдения сверхновой – в первый раз в истории – с самого её начала!
Совет
Ближайшая после 1987 года сверхновая была та, что изображена выше, и мы сумели разглядеть её через полдня после взрыва.
В основном благодаря счастливому случаю, мы довольно близко подобрались к интенсивной гиперновой в 2002 году.
И всё равно мы начали наблюдать эту звезду, SN 2002ap, только спустя 3-4 часа после первого взрыва.
Если сверхновая, которой предстоит появиться, будет принадлежать к категории Ia – то есть, происходить от белого карлика – у нас нет возможности предсказать, в какой части галактики это произойдёт.
Белых карликов слишком много, расположение большинства из них неизвестно и считается, что они разбросаны по всей Галактике.
Если же сверхновая случится у очень массивной звезды с ядром, коллапсирующим под собственной тяжестью, (сверхновая типа II), у нас для этого есть набор неплохих кандидатов и отличных мест для поисков.
Очевидное место – центр Галактики, где взорвалась последняя из известных сверхновых Млечного пути, а также место пребывания самых массивных звёзд, существующих в нашей Галактике.
В следующие 100 000 лет там совершенно точно появится множество сверхновых II типа, но у нас нет возможности узнать, когда мы увидим следующую.
Обратите внимание
Разглядывая картинку выше, подумайте о том, что взрывы этих сверхновых уже, скорее всего, произошли, и мы лишь ждём момента, когда нейтрино (а за ними и свет) дойдут до нас!
Но у нас есть кандидаты и поближе галактического центра.
Заглянем в недра огромной туманности, в которой рождаются звёзды, и найдём там самые горячие и молодые звёзды среди всех, что можно встретить во Вселенной.
Именно там живут ультрамассивные звёзды – и, в частности, Туманность Орла на фото выше может быть домом для очень недавней сверхновой.
Туманность Орла, Туманность Ориона и множество других регионов, заполненных молодыми звёздами, служат прекрасными местами для рождения следующей сверхновой.
А что насчёт отдельных звёзд? Хотя есть множество хороших кандидатов, два из них особенно часто участвуют в наших разговорах.
Эта Киля, находящаяся на самых последних стадиях жизни, может буквально в любой момент стать сверхновой. Или до этого момента могут пройти сотни, тысячи и десятки тысяч лет. Но если мы обнаружим поток антинейтрино, идущих примерно с её позиции в космосе, то именно на неё мы направим свои телескопы в первую очередь!
В отличие от кандидатов, расположенных на расстояниях в тысячи световых лет от нас, есть ещё один, гораздо ближе. Это самый близкий кандидат на сверхновую!
Поздоровайтесь с Бетельгейзе, красным супергигантом в 640 световых годах от нас. Бетельгейзе такой огромный, что его диаметр сравним с орбитой Сатурна! Если Бетельгейзе превратится в сверхновую, наши детекторы нейтрино по всей Земле зарегистрируют порядка сотни миллионов антинейтрино, что в сумме превзойдёт количество всех нейтрино всех типов, когда-либо зарегистрированных за всю историю.
Важно
Но если сверхновыми станут не эти известные кандидаты, сможем ли мы сказать, была ли это сверхновая типа Ia или типа II?
Всегда можно подождать. У сверхновых разных типов очень разные световые кривые, и то, как свет затухает после достижения пиковой яркости, покажет нам, какой это был тип сверхновой.
Но в таком удивительном случае я не собираюсь испытывать своё терпение. К счастью, мне это и не будет нужно, поскольку сверхновая в нашей галактике, скорее всего, станет первым регистрируемым наблюдением новейшего типа астрономии: астрономии гравитационных волн!
На гравитационные волны ничего не влияет, и такие волны от взрыва сверхновой должны будут пройти через находящиеся у них на пути звёзды, газ, пыль или материю без нарушений, и прийти одновременно с первой волной (анти)нейтрино! А плюс будет в том, что, согласно нашим лучшим симуляциям ОТО, сверхновые типа II (коллапс ядра) и типа Ia (белый карлик, падающий по спирали) должны будут породить совершенно разные гравитационные волны!
Если это будет сверхновая типа Ia, мы должны будем зарегистрировать три отдельных региона в сигнале:
Фаза спирального падения должна будет произвести периодическую пульсацию, увеличивающую частоту и силу по мере того, как белые карлики достигают финальной стадии разделения. В момент зажигания в сигнале должен произойти всплеск, за которым последует фаза затухания. Очень разные вещи.
Но если у нас будет сверхновая типа II, от сверхмассивной коллапсирующей звезды, мы увидим всего две интересные вещи.
Огромный всплеск – сама сверхновая – через одну десятую секунды после коллапса ядра, за которым следует быстро затухающий (в пределах 0,02 сек) отклик. И если нам нужно будет понять, что мы видели, нам понадобится лишь вот такой говорящий сигнал гравитационных волн.
Совет
Вот что мы бы увидели, если бы следующая сверхновая в нашей Галактике взорвалась бы сегодня!
Взрывы галактик и звёзд
Скорости движения во Вселенной. Определение: Ток – течение – синфазное движение всех частей движущегося объема среды.
Волна обусловлена противофазным последовательным движением (эндотечением) соседних составляющих среду объемов (за счет упругости среды) движущегося (или покоящегося) объема.
Отсюда следует, что ток всегда медленнее волны в этой среде. В теоретическом пределе, то есть для микрообъемов и коротких волн («эндотечение», смотри выше), скорость тока может приближаться к скорости волны.
Соответственно эфирный ток vэ , в том числе и гравитационная фильтрация (смотри Тяготение — не притяение), всегда медленнее волнового движения эфира, скорость которого vэ.в.является максимально возможной скоростью во Вселенной. Максимальной волновой скоростью во Вселенной является скорость света vс (Тайны скорости света смотри).
Скорость тока эфира может быть также велика. Так метеор, перемещаемый к Земле током эфира, летит со скоростью в несколько десятков километров в секунду. Если бы около Земли vэ была мала, то метеор, имея v= vэ в Космосе, далее (чем ближе к Земле) все более тормозился бы эфиром и плавно сел. (Да и человек, споткнувшись, не падал бы так стремительно).
Рост давления в галактике и звезде. При образовании вихрей из эфирного тока (течения) из непрерывности эфира (Пространство непрерывно смотри) вытекает, что скорость тока растёт к центральной области вихря и тем больше, чем больше растёт кривизна вихря.
Из Замыкание Вселенной следует, что самая бо́льшая скорость в вихре − галактике (звезде) будет в его центральной части. Из «Замыкание Вселенной» следует также, что в центральной части вращающейся галактики (звезды) фильтрация отсутствует.
Следовательно, сжата центральная зона не наружным фильтрационным давлением (Тяготением, как считается), а собственным внутренним упругим давлением за счет подклинивания наматывающихся струй (смотри рисунок в «Замыкание Вселенной») макровихря вращением с максимальной скоростью эфира в галактике. Аналогично и в звезде. Соответственно для звезды в галактике через ядро звезды к ядру галактики также фильтрации не будет, но будет втекание эфира в ядро звезды и её гравитационное движение за счёт обтекания торообразного ядра звезды (смотри Звёзды и галактики) потоком вязкого эфира, движущегося к ядру галактики .*
Из подклинивания (смотри рисунок в «Замыкание Вселенной») каждого наматывающегося упругого слоя эфира следует, что давление внутри центральной зоны растет путем суммирования давления каждого слоя. Здесь частота вибрации эфира (смотри Свойства космического эфира) увеличивается – увеличивается (смотри Давление) внутреннее давление**(рис. 5).
Рис. 5. Эпюра распределения давления по глубине ядра галактики (звезды):
R – радиус ядра; V– направление течения эфира; Р – ордината эпюры.
С начала фазы наматывания эфира слоями в центральной области вихря — ядре прежнее потенциальное движение выравнивания плотности эфира ρi изменяется на новое движение – накапливание эфира с увеличенной во много крат плотностью ρядр.
, по сравнению с ρтм тех мест с увеличенной плотнстью, откуда эфир потёк в место будущей галактики (звезды).
Подтверждением того, что эфир здесь уплотняется больше, чем была плотность тех мест, откуда эфир потек, является его последующее разуплотнение, то есть колебания, которые являются фундаментальным свойством Вселенной (смотри Колебательность движений). Иначе этих колебаний не возникнет.
Обратите внимание
Таким образом, внутри ядра накапливается эфир, находящийся в сжатом (напряженном) состоянии. Изнутри наружу в нём действует суммарное давление слоёв вибрирующего упругого эфира. Снаружи внутрь этому давлению противодействует устойчивость вихревого движения («Звёзды и галактики» смотри) – упругость орбит.
Механизм возникновения взрыва. При втекании в вихрь эфира, движение эфира к ядру вихря по мере выравнивания ρ в околовихревой области замедляется.
При идеальном отсутствии тел, например, в галактике — звёзд, в звёздной системе — планет, происходит плавное замедление вращения.
Межструйная вязкость здесь не проявляется, так как эфир активен в течении (смотри Виды галактик). Затем это движение останавливается.
И далее так как плотность эфира в наружном пульсирующем слое ядра больше, чем плотность периферической зоны эфира за пределами ядра, то начинается фаза выравнивания плотностей эфира этих зон: эфир начинает плавно разматываться с ядра. В этих условиях эфир путем нового колебания приходит к своему основному состоянию – материнскому эфиру без образования тел.
Реально происходит иначе. Эфирный вихрь в центральной его части наматывается на себя, а значит, становится больше в диаметре и растет до тех пор, когда давление изнутри достигнет значений внешнего давления (смотри выше абзац: «Таким образом…»).
После чего вихрь частично или полностью разрушается взрывом. При частичном разрушении сбрасывается внешняя часть вихря — оболочка ядра или части этой оболочки. При этом таких частей чаще всего будет множество по поверхности звезды. Причиной этого является неодинаковость звезды по её поверхности, смотри Свойства Пространства.
Наличие множества таких местных взрывов исключает их катастрофичность для окружающего Пространства. Поверхность звезды своими разными участками будет как бы дышать за счёт местных сбросов давления. При полном разрушении — разрушается весь вихрь.
Особенно мощный взрыв будет при возникновении быстрого торможения вращения макровихря***. Это будет за счет примыкания к центральной части галактики (звезды) большого тела или скопления тел.
Это быстрое торможение вызовет быстрое исчезновение вихревого подклинивания, удерживающего центральную часть макровихря в сжатом состоянии (смотри выше) – сжатие реализуется во взрыв галактики (звезды).
Перед взрывом материя текла в одно рассматриваемое место – ядро галактики (звезды). После взрыва распределение плотности ρ эфира стало совсем иным.
В частности эфир теперь может течь ко многим центрам (звёздам, планетам, телам). В этом случае из одного большого вихря образуется много мелких.
Эти мелкие упорядочиваются вокруг существенно большего и возникает новая галактика (звезда).
Может быть и иная ситуация. Взрыв разбрасывает в эфирном Пространстве периферийную зону и части центрального ядра галактики (звезды) во все стороны (с их прямым и обратным вращением).
Важно
В месте бывшего ядра за счет Инерции частей ядра (смотри Сущность Инерции) образуется зона разрежения эфира (ρ мало).
Тогда последует выравнивание ρ н наружной зоны с ρ в внутренней – опять поток эфира в место разрежения – образование новой галактики (звезды) в близком к прежнему месте.
Следствие. Те галактики, которые не спиральны, не эллиптичны и не шаровые, находятся в фазе разлетания во взрыве (негравитационной фазе, смотри выше «Тяготение — не притяжение) или в начале следующей за ней (смотри два предыдущих абзаца) фазы образования новой галактики.
* Из изложенного видно, что одно крайнее (в колебании) состояние эфира – чистый эфир (материнский), второе – сжатый в ядре звезды (галактики) самоуплотненный вихрь.
Отсюда следует, что все известные частицы (тела) представляют собой свободные и сцепленные микровихри и образовались они снаружи ядра в фазе уплотнения эфира.
При обратном колебании эфира (смотри выше «Свойства космического эфира») они будут разбросаны по чистому эфиру с вращением в прямую и обратную основному вращению стороны.
** Вибрация эфира остается, а колебания частиц, движущихся в основном потоке эфира, исчезают, так как сами частицы исчезают (смотри Меньший вихрь гасится)
*** Аналогией является разрыв точильного наждака в результате его заклинивания обтачиваемым предметом, например, неумело зачищаемой для вулканизации автомобильной камерой.
Активное галактическое ядро
Объекты глубокого космоса > Галактики > Активное галактическое ядро
Художественная интерпретация аккреционного диска сверхмассивной черной дыры, подпитывающей галактику в активном состоянии.
Что такое активное ядро галактики: исследование Стрелец А, наличие сверхмассивной черной дыры в Млечном Пути, строение ядра с фото, типы галактик Сейферта.
1970-е годы стали неким переломным моментом для астрономии. Дело в небольшом радиоисточнике, подававшем сигналы из центра Млечного Пути. Ему дали название Стрелец А. Десятилетняя слежка и теории позволили понять, что мы смотрим на сверхмассивную черную дыру (СЧД). С того самого момента ученые начали думать, что каждая крупная галактика располагает подобным объектом.
Большую часть своего существования СЧД проводят в тишине и покое, поэтому их нельзя заметить или отследить. Но как только поблизости оказывается материал, они просыпаются и взрываются излучением, создавая больше свечения, чем способна предложить галактика. Эти яркие участки именуют активными ядрами галактики, доказывающих наличие СЧД.
Описание активного галактического ядра
Что же такое активное ядро галактики? Важно начать с того, что яркие всплески не производятся сверхмассивной черной дырой. Ведь этот объект не выпускает даже крошечные частицы света. Вместо этого поток спектра высвобождается из холодного вещества (пыль и газ), окружающего черные дыры. Это аккреционные диски, являющиеся подпиткой для дыры.
Строение активного ядра галактики
В этих участках царствует мощная сила тяжести, поэтому сжимает материал диска, пока температура не достигнет отметки в миллион кельвинов. Именно этот процесс и создает электромагнитную энергию в оптическом и ультрафиолетовом диапазоне. Над аккреционным диском также появляется корона, способная рассеивать фотоны до уровня энергии, получаемой из рентгеновских лучей.
Иногда пылевые и газовые дымки скрывают большую часть излучения, но тогда их можно отследить в инфракрасном диапазоне.
Совет
Так что процесс заключается в контакте холодного вещества и сверхмассивной черной дыры. В этот момент также создаются сильные магнитные струи, зажигающие материал над или под черной дырой.
Они могут выстреливаться на сотни тысяч световых лет и выступают второй причиной излучения.
Активные галактические ядра
Астрофизик Алексей Моисеев об энерговыделении активных галактических ядер, аккреции ими вещества и пузырях Ферми нашей Галактики:
Разновидность активных галактических ядер
Существует две разновидности активных ядер галактик: «тихие» и «громкие». Вторые представлены радиоизлучением, созданным аккреционным диском и струями. Тихие намного проще, потому что наблюдается лишь незначительный объем излучения.
Первую категорию нашел Карл Сейферт в 1943 году. Именно поэтому их называют «сейфертовские галактики» – тихие активные галактические ядра с примечательными эмиссионными линиями. Их делят на два типа.
Сейферт 1 – галактики с узкими и расширенными оптическими эмиссионными линиями. Это значит, что там присутствуют плотные газовые облака, в которых скорость газа возле ядра достигает 1000-5000 км/с.
У Сейферт 2 присутствуют исключительно узкие линии излучения, созданные газовыми облаками с низкой плотностью. Они отдалены от ядра, а скорость – 500-1000 км/с. Среди прочих подклассов тихих есть квазары и LINER (регионы с низкой ионизацией ядерных излучений). Она напоминают Сейферты 2, но линии с низкой ионизацией достаточно сильны.
Художественная интерпретация активного галактического ядра.
У громких также есть свои виды: радиогалактики, квазары и блазары. Первые – эллиптические с сильным излучением радиоволн. Наиболее яркий тип – квазары, спектры которых напоминают сейферты. Но они менее плотные по газовому соотношению, а узкие линии слабее широких в сейфертах. Блазары – радиоисточники, не отображающие эмиссионных линий в спектрах.
Обнаружение активных галактических ядер
Еще до того, как найти нечто конкретное, в галактических центрах замечались определенные особенности. Например, в аккреционном диске отмечали ядерно-оптические излучения. Как только диск перекрывался пылью или газом возле, можно было увидеть истинную картину в инфракрасном излучении.
Тогда появляются узкие и широкие линии оптического излучения, связанные с разными видами активного галактического ядра. Они формируются каждый раз, когда остывший материал приближается к черной дыре. В результате излучающий материал вращается вокруг черной дыры на высоких скоростях, приводя к диапазону допплеровских смещений освобожденных фотонов.
Обратите внимание
Струя, выпущенная из галактики М87 (в активном состоянии), достигает 5000 световых лет.
Есть также радио и рентгеновские континуумные излучения. Радио создаются из-за струи, а вот рентгеновские могут быть следствием первой или горячей короны, в которой рассеивается электромагнитное излучение. Нельзя забывать о рентгеновских линиях излучения, вырабатывающихся в период, когда лучи освещают холодный тяжелый материал, расположенный между ними и ядром.
Активное галактическое ядро Млечного Пути
Возвращаясь к Млечному Пути, оказалось, что количество материала, аккрецируемого на Стрелец А, соотносится с неактивным ядром галактики. Возможно, когда-то это было активное ядро, которое потом перешло в фазу радио-покоя. Однако, есть мнение, что через несколько миллионов (миллиардов) лет оно способно пробудиться.
В момент, когда Андромеда и Млечный Путь сольются, «чужая» сверхмассивная черная дыра объединится с нашей и создаст настоящего гигантского монстра. Возможно, это и станет причиной активации ядра.
Обнаружение активных галактических ядер было важным этапом, так как помогло рассортировать галактики по типам. Кроме того, благодаря поведению ядра астрономы научились определять размер всей галактики. Эти знания также дают подсказки насчет того, какие галактики сформировались путем слияния, а каким еще предстоит пройти сквозь этот процесс.
(2