Самые яркие объекты во вселенной: Найден самый яркий объект во Вселенной |

Содержание

Самый яркий свет во вселенной. Самый яркий объект во вселенной. Великая стена Геркулес

Благодаря дуэту природной линзы и космического телескопа «Hubble» астрономы обнаружили самый яркий квазар в ранней Вселенной, который дает дополнительное представление о рождении галактик менее чем через один миллиард лет после Большого взрыва. Статья, описывающая открытие, представлена в журнале The Astrophysical Journal Letters
.

«Если бы не природный космический телескоп, то свет от объекта, дошедший до Земли, был бы в 50 раз слабее. Открытие показывает, что сильно линзированные квазары действительно существуют, несмотря на то, что мы ищем их более 20 лет и никогда ранее не встречали на столь огромных расстояниях», – рассказывает Сяохуэй Фань, ведущий автор исследования из Аризонского университета (США).

Квазары – это чрезвычайно яркие ядра активных галактик. Мощное свечение таких объектов создается сверхмассивной черной дырой, окруженной аккреционным диском. Газ, падающий в космического монстра, выделяет невероятное количество энергии, которое можно наблюдать на всех длинах волн.

Обнаруженный объект, внесенный в каталог как J043947.08 + 163415.7 (кратко J0439+1634), не является исключением из этого правила – его яркость эквивалентна примерно 600 триллионам Солнц, а сверхмассивная черная дыра, которая создает ее, в 700 миллионов раз массивнее нашей звезды.

Однако в одиночку даже острому глазу «Hubble» не под силу рассмотреть столь яркий объект, находящийся на огромном удалении от Земли. И здесь ему на помощь приходят гравитация и счастливый случай. Тусклая галактика, расположенная прямо между квазаром и телескопом, изгибает свет от J0439+1634 и делает его в 50 раз ярче, чем он был бы без эффекта гравитационного линзирования.

Полученные таким образом данные показали, что, во-первых, квазар расположен на расстоянии 12,8 миллиарда световых лет от нас, а, во-вторых, его сверхмассивная черная дыра не только поглощает газ, но и провоцирует рождение звезд с поразительной скоростью – до 10 000 светил в год. Для сравнения, в Млечном Пути за этот период времени формируется всего одна звезда.

«Свойства и удаленность J0439+1634 делают его главной мишенью при исследовании эволюции далеких квазаров и роли сверхмассивных черных дыр в процессе звездообразования», – пояснил Фабиан Уолтер, соавтор исследования из Института астрономии общества Макса Планка (Германия).

Снимок, полученный космическим телескопом «Hubble», показывает промежуточную галактику, выступающую в роли линзы, и усиленный свет от квазара J0439+1634. Credit: NASA, ESA, X. Fan (University of Arizona)

Объекты, похожие на J0439+1634, существовали в эпоху реионизация молодой Вселенной, когда излучение молодых галактик и квазаров разогревало водород, остывший за 400 000 лет, прошедших с момента Большого взрыва. Благодаря этому процессу Вселенная превратилась из нейтральной плазмы в ионизированную. Однако до сих пор точно не ясно, какие объекты обеспечивали реионизирующие фотоны, и подобные открытому квазары могут помочь раскрыть давнюю тайну.

По этой причине команда продолжает собирать как можно больше данных о J0439+1634. В настоящее время она анализирует подробный 20-часовой спектр, полученный Очень большим телескопом Европейской южной обсерватории, который позволит им идентифицировать химический состав и температуру межгалактического газа в ранней Вселенной. Кроме этого для наблюдений будут привлечены массив радиотелескопов ALMA, а также будущий космический телескоп NASA «James Webb». С помощью собранных данных астрономы надеются рассмотреть окрестности сверхмассивной черной дыры в радиусе 150 световых лет и измерить влияние ее гравитации на газ и звездообразование.

Однако эта удивительная во всех отношениях звезда, все равно что 10-ваттная лампочка, по сравнению с по-настоящему ярчайшими объектами космоса, например, теми же квазарами. Эти объекты представляют собой ослепляющие галактические ядра, сияющие так сильно благодаря своему голодному нраву. В их центрах находятся сверхмассивные черные дыры, пожирающие любую окружающую их материю. Совсем недавно ученые обнаружили самого яркого представителя. Его яркость превосходит солнечную почти в 600 триллионов раз.

Квазар, о котором ученые пишут в The Astrophysical Journal Letters и получивший название J043947.08+163415.7 по яркости существенно превосходит предыдущего рекордсмена – тот светится с силой 420 триллионов солнц. Для сравнения, самая яркая среди когда-либо обнаруженных астрономами галактик обладает светимостью «всего» 350 триллионов звезд.

«Мы не ожидали обнаружить квазар по яркости сильнее всей наблюдаемой Вселенной», — комментирует глава исследования Сяохуэй Фань.

Логично спросить: как же астрономы пропустили столь яркий объект и обнаружили его только сейчас? Причина проста. Квазар находится практически на другом краю Вселенной, на расстоянии около 12,8 миллиарда световых лет. Его смогли обнаружить только благодаря странному физическому феномену, известному как гравитационная линза.

Диаграмма показывает, как работает эффект гравитационного линзирования

Согласно общей теории относительности Эйнштейна, очень массивные объекты в космосе с помощью своей силы гравитации способы искривлять направление движения волн света, в буквальном смысле заставляя их огибать источник гравитации. В нашем случае свет от квазара был искажен галактикой, находящейся почти посередине между нами и источником, что увеличило его светимость почти в 50 раз. Кроме того, в случае сильного гравитационного линзирования может наблюдаться сразу несколько изображений объекта фона, поскольку свет от источника идет к нам разными путями и соответственно будет приходить к наблюдателю в разное время.

«Без столь сильного уровня увеличения мы так и не смогли бы увидеть галактику, в которой он находится», — говорит Фейги Вань, еще один автор исследования.

«Благодаря этому эффекту увеличения, можем даже проследить за газом вокруг черной дыры и узнать, какое в целом влияние эта черная дыра оказывает на свою родную галактику».

Гравитационное линзирование позволяет ученым разглядеть объект более детально. Так, было установлено, что основная яркость объекта приходится на сильно разогретые газ и пыль, падающие в сверхмассивную черную дыру в центре квазара. Однако часть яркости добавляет и довольно плотное скопление звезд у галактического центра. Астрономы примерно подсчитали, что галактика, в которой находится самый яркий квазар, производит ежегодно около 10 000 новых звезд, что делает наш Млечный Путь на ее фоне настоящим лентяем. В нашей галактике, говорят астрономы, в среднем в год рождается всего одна звезда.

Тот факт, что столь яркий квазар удалось засечь только сейчас в очередной раз показывает, насколько астрономы на самом деле ограничены в своих возможностях обнаружения этих объектов. Исследователи говорят, что из-за расстояний большинство квазаров определяется по их красному цвету , однако очень многие из них могут попадать в «тень» галактик, которые находятся перед этими объектами. Эти галактики делают изображения квазаров более размытыми и их цвет уходит сильнее в синий диапазон спектра.

«Мы думаем, что к настоящему моменту могли пропустить от 10 до 20 подобных объектов. Просто потому, что они могли показаться нам непохожими на квазары из-за своего синего смещения», — говорит Фань.

«Это может говорить о том, что наш традиционный способ поиска квазаров может уже не работать и нам нужно искать новые способны поиска и наблюдения за этими объектами. Возможно, полагаясь на анализ больших наборов данных».

Самый яркий квазар был подтвержден с помощью телескопа обсерватории MMT (Аризона, США), после того, как данные о нем промелькнули в ходе инфракрасного исследования неба британскими специалистами (UK Infrared Telescope Hemisphere Survey), наблюдениях телескопа Pan-STARRS1, а также архивных данных инфракрасного космического телескопа NASA WISE. С помощью космического телескопа «Хаббл» ученые смогли подтвердить, что квазар они видят с помощью эффекта гравитационного линзирования.

Сам термин «квазар» образовался от слов quas
istella
r и r
adiosource, буквально означая: , похожий на звезду. Это самые яркие объекты нашей Вселенной, имеющие очень сильное . Их относят к активным галактическим ядрам – это не укладывающиеся в традиционную классификацию.

Многие считают их огромными , интенсивно всасывающими в себя всё, что их окружает. Вещество, приближаясь к ним, разгоняется и очень сильно разогревается. Под воздействием магнитного поля чёрной дыры частицы собираются в пучки, которые разлетаются от её полюсов. Этот процесс сопровождается очень ярким свечением. Есть версия, что квазары – это галактики в начале своей жизни, и фактически, мы видим их появление.

Если предположить, что квазар – некая сверхзвезда, сжигающая составляющий её водород, то массу она должна иметь до миллиарда солнечной!

Но это противоречит современной науке, считающей, что звезда, массой больше 100 солнечных, обязательно будет неустойчивой и, вследствие этого, распадётся. Источник их гигантской энергии тоже пока остается загадкой.

Яркость

Квазары имеют громадную мощность излучения. Она может превышать мощность излучения всех звёзд целой галактики в сотни раз. Мощь так велика, что объект, отдалённый от нас на миллиарды световых лет, мы можем увидеть в обычный телескоп.

Получасовая мощность излучения квазара может быть сопоставима с энергией, выделившейся при взрыве сверхновой.

Светимость может превышать светимость галактик в тысячи раз, а ведь последние состоят из миллиардов звёзд! Если сравнивать количество энергии, произведённое в единицу времени квазаром и то разница получится в 10 триллионов раз! А размер такого объекта может быть вполне сравним с объёмом .

Возраст

Возраст этих суперобъектов определяется десятками миллиардов лет. Ученые вычислили: если сегодня соотношение квазаров и галактик 1: 100000, то 10 млрд. лет назад оно было 1: 100.

Расстояния до квазаров

Расстояния до удалённых объектов Вселенной определяются с помощью . Для всех наблюдаемых квазаров характерно сильное красное смещение, то есть, они удаляются. И скорость их удаления просто фантастическая. Например, для объекта 3С196 была вычислена скорость 200000 км/сек (две трети скорости света)! А до него около 12 млрд. световых лет. Для сравнения, галактики летят с максимальными скоростями «всего» в десятки тысяч км/сек.

Некоторые астрономы считают, что и потоки энергии от квазаров, и расстояния до них несколько преувеличены. Дело в том, что нет уверенности в методах изучения сверхдалёких объектов, за всё время интенсивных наблюдений не удалось достаточно определённо установить расстояния до квазаров.

Переменность

Настоящая загадка – переменность квазаров. Они изменяют свою светимость с необычайной частотой, у галактик таких изменений не бывает. Период изменений может исчисляться годами, неделями и сутками. Рекордом считается изменение блеска в 25 раз за один час. Эта переменность характерна для всех излучений квазара. Исходя из последних наблюдений, выясняется, что бо

льшая часть квазаров расположена возле центров громадных эллиптических галактик.

Изучая их, нам становится более понятной структура Вселенной и её эволюция.

Ближайший квазар 3C 273, который находится в гигантской эллиптической галактике в созвездии Девы. Авторы и права: ESA / Hubble & NASA.

Сияя так ярко, что затмевают собой древние галактики, в которых они находятся, квазары – это отдалённые объекты, являющиеся по сути чёрной дырой с аккреционным диском, в миллиарды раз более массивной чем наше Солнце. Эти мощные объекты очаровывают астрономов с момента их обнаружения в середине прошлого века.

В 1930-х годах Карл Янски (Karl Jansky), физик из Лаборатории Белла (Bell Telephone Laboratories), обнаружил “звёздный шум” имеющий наибольшую интенсивность в направлении центральной части Млечного Пути. В 1950-х годах астрономы благодаря использованию радиотелескопов смогли обнаружить новый тип объектов в нашей Вселенной.

Поскольку этот объект выглядел как точечный, астрономы назвали его “квазизвёздным радиоисточником” или квазаром. Однако это определение не совсем верное, поскольку, по данным Национальной Астрономической Обсерватории Японии, только около 10 процентов квазаров излучают сильные радиоволны.

Понадобились годы изучения, чтобы понять, что эти отдалённые пятнышки света, которые, казалось, выглядят как звёзды, создаются частицами, разгоняющимися до скоростей, приближающихся к скорости света.

“Квазары являются одними из самых ярких и самых дальних известных небесных объектов. Они имеют решающее значение для понимания эволюции ранней Вселенной”, – подчеркнул астроном Брэм Венеман (Bram Venemans) из Института астрономии им. Макса Планка в Германии.

Предполагается, что квазары образуются в тех областях Вселенной, в которых общая плотность вещества намного выше среднего показателя.

Большинство квазаров было найдено в миллиардах световых лет от нас. Поскольку свету требуется определённое время что бы пройти это расстояние, изучение квазаров очень похоже на машину времени: мы видим объект таким, каким он был, когда свет покидал его, миллиарды лет назад. Почти все, из более чем 2000 известных на сегодняшний день квазаров, находятся в молодых галактиках. Наш Млечный Путь, как и другие подобные галактики, вероятно уже прошёл этот этап.

В декабре 2017 года был обнаружен самый отдалённый квазар, который находился на расстоянии более 13 миллиардов световых лет от Земли. Учёные с интересом наблюдали за этим объектом, известным как J1342 + 0928, поскольку он появился всего лишь через 690 миллионов лет после Большого взрыва. Квазары такого типа могут предоставить информацию о том, как галактики эволюционируют с течением времени.

Яркий квазар PSO J352.4034-15.3373 находящийся на расстоянии 13 миллиардов световых лет. Авторы и права: Robin Dienel / Carnegie Institution for Science.

Квазары излучают миллионы, миллиарды, а возможно даже и триллионы электронвольт энергии. Эта энергия превышает общее количество света всех звёзд в галактике, поэтому квазары сияют в 10-100 тысяч раз ярче чем, например, Млечный Путь.

Если бы квазар 3С 273, один из самых ярких объектов в небе, находился в 30 световых годах от Земли, он казался бы таким же ярким, как и Солнце. Однако на самом деле расстояние до квазара 3C 273 составляет по крайней мере 2,5 миллиарда световых лет.

Квазары относятся к классу объектов, известных как активные галактические ядра (АГЯ). Сюда также входят сейфертовские галактики и блазары. Всем этим объектам необходима сверхмассивная чёрная дыра для существования.

Сейфертовские галактики являются самым слабым типом АГЯ формирующим только около 100 килоэлектронвольт энергии. Блазары, как и их двоюродные братья – квазары, выделяют значительно большие объёмы энергии.

Многие учёные считают, что все три типа АГЯ – это по сути одни и те же объекты, но расположенные к нам под разными углами.

Благодаря быстрому развитию технологий, астрономы совершают все более интересные и невероятные открытия во Вселенной. Например, звание «самого большого объекта во Вселенной» переходит от одних находок к другим практически ежегодно. Некоторые открытые объекты настолько огромны, что ставят в тупик своим фактом существования даже лучших ученых нашей планеты. Давайте поговорим о десяти самых крупных из них.

Относительно недавно ученые обнаружили самое большое холодное пятно во Вселенной. Оно расположено в южной части созвездия Эридан. Своей протяженностью в 1,8 миллиарда световых лет это пятно поставило ученых в тупик. Они не подозревали, что объекты такого размера могут существовать.

Несмотря на наличие слова «войд» в названии (с английского «void» означает «пустота») пространство здесь не совсем пустое. В этом регионе космоса расположено примерно на 30 процентов меньше скоплений галактик, чем в окружающем его пространстве. По мнению ученых, войды составляют до 50 процентов объема Вселенной, и этот процент, по их же мнению, будет продолжать расти благодаря сверхсильной гравитации, которая притягивает к себе всю окружающую их материю.

Суперблоб

В 2006 году титул самого большого объекта во Вселенной получил обнаруженный загадочный космический «пузырь» (или блоб, как их обычно называют ученые). Правда, титул этот он сохранял ненадолго. Этот пузырь протяженностью 200 миллионов световых лет представляет собой гигантское скоплением газа, пыли и галактик. С некоторыми оговорками этот объект похож на гигантскую зеленую медузу. Объект обнаружили японские астрономы, когда изучали один из регионов космоса, известного наличием огромного объема космического газа.

Каждая из трех «щупалец» этого пузыря содержит галактики, которые располагаются между собой в четыре раза плотнее, чем обычно во Вселенной. Скопление галактик и газовых шаров внутри этого пузыря носят название пузырей Лайман-Альфа. Считается, что эти объекты стали появляться примерно через 2 миллиарда лет после Большого взрыва и являются настоящими реликтами древней Вселенной. Ученые предполагают, что обсуждаемый пузырь образовался, когда массивные звезды, существовавшие еще в ранние времена космоса, вдруг стали сверхновыми и выбросили в космос гигантские объемы газа. Объект настолько массивен, что ученые верят, что он в общем и целом является одним из первых образовавшихся космических объектов во Вселенной. Согласно теориям, со временем из скопившегося здесь газа будут образовываться все больше и больше новых галактик.

Сверхскопление Шепли

Многие годы ученые считают, что наша галактика со скоростью 2,2 миллиона километров в час притягивается через Вселенную куда-то в сторону направления созвездия Центавра. Астрономы предполагают, что причиной этому является Великий аттрактор (Great Attractor), объект с такой силой гравитации, которой достаточно аж для того, чтобы притягивать к себе целые галактики. Правда, выяснить, что же это за объект, ученые долгое время не могли. Предположительно этот объект расположен за так называемой «зоной избегания » (ZOA), областью на небе, закрываемой галактикой Млечный Путь.

Однако со временем на помощь пришла рентгеновская астрономия. Ее развитие позволило заглянуть за область ZOA и выяснить, что именно является причиной такого сильного гравитационного притяжения. Правда, то, что ученые увидели, поставило их в еще больший тупик. Оказалось, что за областью ZOA находится обычное скопление галактик. Размеры этого скопления не соотносились с силой оказываемого на нашу галактику гравитационного притяжения. Но, как только ученые решили заглянуть поглубже в космос, они вскоре обнаружили, что наша галактика притягивается в сторону еще большего объекта. Им оказалось сверхскопление Шепли — самое массивное сверхскопление галактик в наблюдаемой Вселенной.

Состоит сверхскопление из более 8000 галактик. Его масса примерно в 10 000 больше, чем масса Млечного Пути.

Великая стена CfA2

Как и большинство объектов в этом списке, Великая стена (также известная как Великая стена CfA2) когда-то тоже могла похвастаться титулом самого большого из известных космического объекта во Вселенной. Она была открыта американским астрофизиком Маргарет Джоан Геллер и Джоном Питером Хунрой во время изучения эффекта красного смещения для Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. По подсчетам ученых, его длина составляет 500 миллионов световых лет, ширина 300 миллионов, а толщина — 15 миллионов световых лет.

Точные же размеры Великой стены по-прежнему остаются загадкой для ученых. Она может быть гораздо больше, чем считается, и иметь протяженность 750 миллионов световых лет. Проблема в определении точных размеров заключена в расположении этой гигантской структуры. Как и в случае со сверхскоплением Шепли, Великая стена частично закрыта «зоной избегания».

Вообще эта «зона избегания» не позволяет разглядеть около 20 процентов наблюдаемой (досягаемой для нынешних телескопов) Вселенной. Она находится внутри Млечного Пути и представляет собой плотные скопления газа и пыли (а также высокую концентрацию звезд), которые сильно искажают наблюдения. Для того чтобы посмотреть сквозь «зону избегания», астрономам приходится использовать, например, инфракрасные телескопы, которые позволяют пробиться через еще 10 процентов «зоны избегания». Через что не смогут пробиться инфракрасные волны, пробиваются радиоволны, а также волны ближнего инфракрасного спектра и рентгеновские лучи. Тем не менее фактическое отсутствие возможности рассмотреть такой большой регион космоса несколько расстраивает ученых. «Зона избегания» может содержать информацию, которая сможет заполнить пробелы в наших знаниях о космосе.

Сверхскопление Laniakea

Галактики, как правило, объединены в группы. Эти группы называются скоплениями. Регионы космоса, где эти скопления более плотно расположены между собой, носят название сверхскоплений. Ранее астрономы проводили картографирование этих объектов путем определения их физического нахождения во Вселенной, однако недавно был придуман новый способ картографирования локального пространства. Это позволило пролить свет на информацию, которая была ранее недоступна.

Новый принцип картографирования локального пространства и находящихся в нем галактик основан не на вычислении места расположения объектов, а на наблюдениях за показателями оказываемого объектами гравитационного воздействия. Благодаря новому методу определяется расположение галактик и на основе это составляется карта распределения гравитации во Вселенной. По сравнению со старыми, новый метод является более продвинутым, потому что он позволяет астрономам не только отмечать новые объекты в видимой нами Вселенной, но и находить новые объекты в тех местах, куда раньше не было возможности заглянуть.

Первые результаты исследования местного скопления галактик с использованием нового метода позволило обнаружить новое сверхскопление. Важность этого исследования заключается в том, что оно позволит нам лучше понять, где же наше место во Вселенной. Ранее считалось, что Млечный Путь находится внутри сверхскопления Девы, однако новый метод исследования показывает, что этот регион является лишь частью еще более крупного сверхскопления Laniakea — одного из самых больших объектов во Вселенной. Он простирается на 520 миллионов световых лет, и где-то внутри него находимся мы.

Великая стена Слоуна

Впервые Великая стена Слоуна была обнаружена в 2003 году в рамках проекта Слоановского цифрового небесного обзора — научного картографирования сотен миллионов галактик, для определения самых крупных объектов во Вселенной. Великая стена Слоуна является гигантским галактическим филаментом, состоящим из нескольких сверхскоплений. Они как щупальца гигантского осьминога распределяются во все стороны Вселенной. Благодаря своей длине в 1,4 миллиарда световых лет, «стена» когда-то считалась самым большим объектом во Вселенной.

Сама Великая стена Слоуна не так изучена, как сверхскопления, которые находится внутри нее. Некоторые из этих сверхскоплений интересны сами по себе и заслуживают отдельного упоминания. Одно, например, имеет ядро из галактик, которые вместе со стороны выглядят, как гигантские усики. Внутри другого сверхскопления наблюдается высокое гравитационное взаимодействие между галактиками — многие из них сейчас проходят период слияния.

Наличие «стены» и любых других более крупных объектов создает новые вопросы о загадках Вселенной. Их существование противоречит космологическому принципу, который теоретически ограничивает то, насколько большими могут быть объекты во Вселенной. Согласно этому принципу, законы Вселенной не позволяют существовать объектам размером более 1,2 миллиарда световых лет. Однако объекты подобные Великой стене Слоуна полностью противоречат этому мнению.

Группа квазаров Huge-LQG7

Квазары — это высокоэнергетические астрономические объекты, расположенные в центре галактик. Считается, что центром квазаров являются сверхмассивные черные дыры, которые притягивают к себе окружающую материю. Это приводит к огромному выбросу излучения, мощь энергии которого в 1000 раз больше энергии вырабатывающейся всеми звездами внутри галактики. В настоящий момент на третьем месте среди самых крупных структурных объектов во Вселенной находится группа квазаров Huge-LQG, состоящая из 73 квазаров, разбросанных на более 4 миллиардов световых лет. Ученые считают, что столь массивная группа квазаров, а также аналогичные ей, являются одной из причин появления самых крупных структурных во Вселенной, таких как, например, Великая стена Слоуна.

Группа квазаров Huge-LQG была обнаружена после анализа тех же данных, благодаря которым была обнаружена Великая стена Слоуна. Ученые определили ее наличие после картографирования одного из регионов космоса с помощью специального алгоритма измеряющего плотность расположения квазаров на определенной области.

Следует отметить, что само существование Huge-LQG по-прежнему является предметом споров. Одни ученые считают, что этот регион космоса действительно представляет единую группу квазаров, другие ученые уверены в том, что квазары внутри этой области космоса расположены случайным образом и не являются частью одной группы.

Гигантское гамма-кольцо

Растянувшееся на 5 миллиардов световых лет Гигантское галактическое гамма-кольцо (Giant GRB Ring) является вторым самым крупным объектом во Вселенной. Помимо невероятного размера, этот объект привлекает к себе внимание благодаря своей необычной форме. Астрономы, изучая всплески гамма-лучей (огромные выбросы энергии, которые образуются в результате гибели массивных звезд), обнаружили серию из девяти всплесков, источники которых находились на одинаковом расстоянии до Земли. Эти всплески образовали на небосводе кольцо, в 70 раз превышающее диаметр полной Луны. Учитывая, что сами по себе всплески гамма-излучения являются довольно редким явлением, шанс на то, что они сформируют подобную форму на небосводе, равен 1 к 20 000. Это позволило ученым предположить, что они являются свидетелями одного из самых крупных структурных объектов во Вселенной.

Само по себе «кольцо» — это лишь термин, описывающий визуальное представление этого явления при наблюдении с Земли. Согласно одному из предположений, гигантское гамма-кольцо может являться проекцией некоей сферы, вокруг которой все выбросы гамма излучения происходили в относительно небольшой период времени около 250 миллионов лет. Правда, здесь же возникает вопрос о том, что за источник мог создать такую сферу. Одно из объяснений связано с предположением о том, что галактики могут собираться в группы вокруг огромной концентрации темной материи. Однако это лишь теория. Ученые по-прежнему не знают, как образуются подобные структуры.

Великая стена Геркулес — Северная Корона

Самый большой структурный объект во Вселенной тоже был обнаружен астрономами в рамках наблюдения за гамма-излучением. Этот объект, получивший название Великая стена Геркулес — Северная Корона, простирается на 10 миллиардов световых лет, что делает его в два раза больше Гигантского галактического гамма-кольца. Так как самые яркие всплески гамма-излучения производят более крупные звезды, обычно расположенные в областях космоса, где содержится больше материи, астрономы каждый раз метафорически рассматривают каждый такой всплеск, как укол иголки в нечто более крупное. Когда ученые обнаружили, что в области космоса в направлении созвездий Геркулеса и Северной Короны слишком часто происходят всплески гамма-излучения, они определили, что здесь имеется астрономический объект, представляющий собой, вероятнее всего, плотную концентрацию галактических скоплений и другой материи.

Интересный факт: имя «Великая стена Геркулес — Северная Корона» было придумано филиппинским тинейджером, который записал его в «Википедию» (вносить правки в эту электронную энциклопедию, кто не знает, может любой желающий). Вскоре после новостей о том, что астрономы обнаружили огромную структуру на космическом небосклоне, на страницах «Википедии» появилась соответствующая статья. Несмотря на то, что придуманное имя не совсем точно описывает этот объект (стена охватывает сразу несколько созвездий, а не только два), мировой Интернет быстро к нему привык. Возможно, это первый случай, когда «Википедия» дала имя обнаруженному и интересному с научной точки зрения объекту.

Так как само существование этой «стены» тоже противоречит космологическому принципу, ученым приходится пересматривать некоторые свои теории о том, как на самом деле сформировалась Вселенная.

Космическая паутина

Ученые считают, что расширение Вселенной происходит не случайным образом. Есть теории, согласно которым все галактики космоса организованы в одну структуру невероятных размеров, напоминающую нитевидные соединения, объединяющие между собой плотные области. Эти нити рассеяны между менее плотными войдами. Эту структуру ученые называют Космической паутиной.

По мнению ученых, паутина сформировалась на очень ранних этапах истории Вселенной. Вначале формирование паутины происходило нестабильно и неоднородно, что впоследствии помогло образованию всего того, что сейчас имеется во Вселенной. Считается, что «нити» этой паутины сыграли большую роль в эволюции Вселенной — они ее ускорили. Отмечается, что галактики, которые находятся внутри этих нитей, имеют существенно более высокий показатель звездообразования. Кроме того, эти нити являются своего рода мостиком для гравитационного взаимодействия между галактиками. После своего формирования внутри этих нитей галактики направляются к галактическим скоплениям, где в итоге со временем умирают.

Только недавно ученые начали понимать, чем же на самом деле является эта Космическая паутина. Изучая один из далеких квазаров, исследователи отметили, что своим излучением воздействует на одну из нитей Космической паутины. Свет квазара направился прямиком к одной из нитей, что разогрело находящиеся в ней газы и заставило их светиться. На основе этих наблюдений ученые смогли представить распределение нитей между другими галактиками, составив тем самым картинку «скелета космоса».

Самые огромные объекты во вселенной. Какой самый большой космический объект? Сверхскопление галактик. Галактика Андромеды. Черные дыры. Где сконцентрирована самая большая масса

Благодаря постоянному развитию технологий астрономы находят все больше и больше разнообразных объектов во Вселенной. Звание «крупнейшего объекта во Вселенной» переходит от одной структуры к другой практически каждый год. Приведем примеры самых больших объектов, которые были обнаружены на данный момент.

1. Сверхпустота

В 2004 году астрономы обнаружили самую большую пустоту (так называемый войд) в известной вселенной. Она находится на расстоянии 3 млрд световых лет от Земли в южной части созвездия Эридана. Несмотря на название «пустота», войд размером в 1,8 млрд световых лет не является фактически полностью пустой областью в космосе. Его отличие от прочих участков Вселенной заключается в том, что плотность вещества в нем на 30 процентов меньше (другими словами, в войде меньше звезд и скоплений).

Также Сверхпустота Эридана примечательна тем, что в данной области Вселенной температура микроволнового излучения на 70 микрокельвинов меньше, чем в окружающем пространстве (где она равняется приблизительно 2,7 кельвина).

2. Космическая клякса

В 2006 году команда ученых-астрономов из Университета Тулузы нашла таинственную зеленую каплю в космосе, которая стала крупнейшей на тот момент структурой во Вселенной. Эта капля, получившая название «Капля Лайман-Альфа», представляет собой гигантскую массу газа, пыли и галактик, которая «расползлась» на 200 миллионов световых лет в ширину (это в 7 раз превышает размеры нашей галактики, Млечного пути). Свет от нее добирается до Земли целых 11,5 миллиардов лет. Учитывая, что возраст Вселенной чаще всего оценивается в 13,7 миллиардов лет, гигантская зеленая капля считается одной из самых древних структур во Вселенной.

3. Сверхскопление Шепли

Ученым давно было известно, что наша галактика движется в направлении созвездия Центавра со скоростью 2,2 миллиона километров в час, но причина движения оставалась загадкой. Около 30 лет назад появилась теория, согласно которой Млечный путь притягивает к себе «Великий аттрактор» – объект, гравитация которого достаточно сильная, чтобы притягивать нашу галактику на огромном расстоянии. В итоге было обнаружено, что наш Млечный путь и вся Местная группа галактик притягивается к так называемому Сверхскоплению Шепли, состоящему из более чем 8000 галактик общей массой в 10 000 раз больше Млечного пути.

4. Великая стена CfA2

Как и многие из структур в этом списке, Великая стена CfA2 при обнаружении была признана крупнейшим известным объектом во Вселенной. Объект находится на расстоянии примерно в 200 миллионов световых лет от Земли, а его приблизительные размеры составляют 500 млн световых лет в длину, 300 млн в ширину и 15 млн световых лет в толщину. Точные размеры установить невозможно, поскольку облака пыли и газа Млечного пути закрывают от нас часть Великой стены.

5. Ланиакея

Галактики, как правило, группируются в кластеры. Те регионы, где кластеры расположены более плотно упакованы и связаны друг с другом силами гравитации, называются сверхскоплениями. Когда-то считалось, что Млечный Путь вместе с Местной группой галактик является частью сверхскопления Девы (размером 110 млн световых лет), но новые исследования показали, что наш регион является лишь рукавом намного более огромного суперкластера, названного Ланиакея, размер которого составляет 520 миллионов световых лет.

6. Великая стена Слоуна

Великая стена Слоуна была впервые обнаружена в 2003 году. Гигантская группа галактик, простирающаяся на 1,4 миллиарда световых лет, носила титул крупнейшей структуры во Вселенной до 2013 года. Располагается она приблизительно на расстоянии 1,2 миллиарда световых лет от Земли.

7. Huge-LQG

Квазары — ядра активных галактик, в центре которых (как предполагают современные ученые) находится сверхмассивная черная дыра, выбрасывающая наружу часть захватываемой материи в виде яркой струи материи, что приводит к сверхмощному излучению. В настоящее время третьей по величине структурой во Вселенной является Huge-LQG — кластер из 73 квазаров (а соответственно и галактик), удаленный от Земли на расстояние в 8,73 миллиарда световых лет. Размеры Huge-LQG составляют 4 миллиарда световых лет.

8. Гигантское кольцо из гамма-всплесков

Венгерские астрономы обнаружили на расстоянии 7 миллиардов световых лет от Земли одну из крупнейших структуру во Вселенной — гигантское кольцо, образованное вспышками гамма-излучения. Гамма-всплески являются самыми яркими объектами во Вселенной, поскольку высвобождают всего за несколько секунд столько энергии, сколько Солнце дает за 10 миллиардов лет. Диаметр обнаруженного кольца составляет 5 миллиардов световых лет.

9. Великая стена Геркулес — Северная Корона

В настоящее время крупнейшей структурой во Вселенной является суперструктура из галактик, получившая название «Великая стена Геркулес-Северная Корона». Ее размеры составляют 10 миллиардов, или 10 процентов от диаметра наблюдаемой Вселенной. Структура была открыта благодаря наблюдениям за вспышками гамма-излучения в районе созвездий Геркулеса и Северной Короны, в регионе, удаленном от Земли на 10 миллиардов световых лет.

10. Космическая паутина

Ученые считают, что распределение материи во Вселенной не является случайным. Было высказано предположение, что галактики организованы в огромную универсальную структуру в виде нитевидных волокон или скоплений «перегородок» между огромными пустотами. Геометрически структура Вселенной больше всего напоминает пузырчатую массу или соты. Внутри сот, размер которых составляет примерно 100 миллионов световых лет, практически отсутствуют звезды и какая-либо материя. Такая структура была названа «Космической паутиной».

Это может показаться невероятным, но космические открытия прямо влияют на повседневный быт людей. Подтверждением тому .

В переводе с испанского Эль Гордо означает «толстяк». Именно так астрономы назвали самое большое и горячее из известных скопление галактик нашей Вселенной. Кластер Эль Гордо расположен на расстоянии 9,7 млрд световых лет от Земли. Он состоит из двух отдельных скоплений меньшего размера, сталкивающихся со скоростью в несколько миллионов километров в час.

Пульсар J1311−3430 или «Черная вдова» весит, как два Солнца, но в ширину он не больше штата Вашингтон. Каждый день эта сверхплотная нейтронная звезда становится больше, «поедая» соседнюю звезду-компаньонку. За 93 минуты пульсар делает полный оборот вокруг своей жертвы, обрушивая на нее потоки радиации и забирая ее энергию. У этого процесса один исход: однажды жертва окончательно исчезнет.

Год на астероиде (3753) Круитни длится примерно столько же, сколько на Земле — 364 дня. Это значит, что данное небесное тело вращается практически на том же расстоянии от Солнца, что и наша планета. Наш орбитальный двойник был обнаружен в 1986 году. Однако угрозы столкновения нет: Круитни не подойдет к Земле ближе, чем на 12 млн километров.

Отвергнутая своей «родительской» звездой, одинокая планета CFBDSIR2149 блуждает по Вселенной на расстоянии 100 световых лет от нас. Скорее всего, эта странница была выброшена из своей солнечной системы в неспокойные годы ее становления, когда определялись орбиты других планет.

Облако Смит представляет собой гигантское скопление газообразного водорода, которое в миллионы раз тяжелее Солнца. Его протяженность — 11 тысяч световых лет, а ширина — 2,5 тысячи лет. По форме облако напоминает торпеду, и по сути — тоже: облако мчится к нашей галактике и врежется в Млечный путь примерно через 27 млн лет.

В 300 тысячах световых лет от центра Млечного пути находится галактика-спутник, которая практически полностью состоит из темной материи и газа. Свидетельства ее существования ученые обнаружили в 2009 году. И только несколько месяцев назад астрономам удалось найти в этом скопище темной материи четыре звезды возрастом 100 млн лет.

Голубой оттенок Мраморной планеты HD 189733b ассоциируется с океанами. На самом деле это газовый гигант, вращающийся на близкой к звезде орбите. Там никогда не было воды. Температура превышает 927 градусов Цельсия. А «небесную синеву» создает дождь из расплавленного стекла.

Когда нашей Вселенной было всего около 875 млн лет от роду, в космосе сформировалась черная дыра массой в 12 млрд Солнц. Для сравнения, черная дыра в центре Млечного Пути (на снимке вверху) всего лишь в 4 млн раз тяжелее Солнца. Сверхмассивная J0100+2802 находится в центре галактики, расположенной в 12,8 млрд световых лет от нас. Сейчас ученые ломают голову над вопросом: как ей удалось достичь таких размеров за столь короткий промежуток времени?

Звезда R136a1 в 256 раз тяжелее Солнца и ярче него в 7,4 млн раз. Ученые считают, что колоссы такого размера могут появиться в результате слияния множества более мелких звезд. Продолжительность жизни огненной химеры — всего лишь несколько миллионов лет, после чего ее составляющие выгорают.

Туманность Бумеранг, расположенная на расстоянии 5000 световых лет от Земли, — самое холодное место во Вселенной. Температура внутри облака газа и пыли достигает -272 градусов ниже нуля. Облако расширяется со скоростью около 590 тысяч км в час. Газ туманности охлаждается за счет резкого расширения так же, как и хладагент в холодильниках.

В нашем рейтинге представлены самые большие, холодные, горячие, старые, смертоносные, одинокие, темные, яркие — и другие «самые-самые» объекты, которые удалось обнаружить человеку в космосе. До одних буквально рукой подать, другие же находятся на краю известной нам Вселенной.

Суперблоб

Сверхскопление Шепли

Состоит сверхскопление из более 8000 галактик. Его масса примерно в 10 000 больше, чем масса Млечного Пути.

Великая стена CfA2

Сверхскопление Laniakea

Великая стена Слоуна

Группа квазаров Huge-LQG7

Гигантское гамма-кольцо

Великая стена Геркулес — Северная Корона

Космическая паутина

Обзор самых огромных космических объектов и явлений.

Мы со школьных лет знаем, что самой крупной планетой является Юпитер. Именно он — лидер по размеру планет Солнечной системы. В этой статье мы расскажем, какая самая большая планета и космический объект существуют во Вселенной.

Как называется самая большая планета во Вселенной?

TrES-4
— является газовым гигантом и самой большой планетой во Вселенной. Как не странно, этот объект обнаружили лишь в 2006 году. Это огромная планета, которая во много раз превышает размер Юпитера. Она вращается вокруг звезды, точно так же, как Земля вокруг Солнца. Планета окрашена в оранжево коричневый цвет, ведь температура на ее поверхности составляет более 1200 градусов. Поэтому на ней нет твердой поверхности, в основном это кипящая масса, состоящая в основном из гелия и водорода.

Благодаря постоянному происхождению химических реакций, планета является очень горячей, излучает тепло. Самое странное — это плотность планеты, она очень высокая для такой массы. Поэтому ученые не уверены, что она состоит только из газа.

Как называется самая большая планета в Солнечной системе?

Одной из самых больших планет во Вселенной является Юпитер. Это одна из гигантских планет, которые являются преимущественно газовыми. Состав также очень похож на Солнце, в основном состоит из водорода. Скорость вращения планеты очень высокая. Из-за этого вокруг нее образуются сильные ветра, которые провоцируют возникновение цветных облаков. Благодаря огромным размерам планеты и скорости ее движения, она отличается сильным магнитным полем, которое притягивает множество небесных тел.

Этим обусловлено большое количество спутников планеты. Одним из самых больших является Ганимед. Несмотря на это, в последнее время ученые очень сильно заинтересовались спутником Юпитера — Европой. Они считают, что планета, которая покрыта коркой льда, внутри имеет океан, с возможной простейшей жизнью. Что дает возможность предполагать существованию живых существ.

Самые большие звезды во Вселенной

VY
. До недавнего времени считалась самой огромной звездой, ее открыли еще в 1800 году. Размер примерно в 1420 раз больше радиуса Солнца. Но при этом масса всего в 40 раз больше. Это обусловлено низкой плотностью звезды. Самое интересное, что последние несколько столетий звезда активно теряет свой размер и массу. Это связано с прохождением термоядерных реакций на ее поверхности. Таким образом в результате возможен скорейший взрыв данной звезды с образованием черной дыры или нейтронной звезды.
Но в 2010 году Шаттл НАСА обнаружил еще одну огромную звезду, которая находится за пределами Солнечной системы. Ей дали название R136a1
. Эта звезда в 250 раз больше Солнца и светит гораздо ярче. Если сравнивать насколько ярко светит Солнце, то свечение звезды было похожее на сияние Солнца и Луны. Только в данном случае Солнце будет светить гораздо меньше, и скорее похоже на Луну, чем огромный гигантский космический объект. Это подтверждает, что практически все звезды стареют и теряют свою яркость. Это обусловлено наличием на поверхности огромного количества активных газов, которые постоянно вступают в химические реакции, распадаются. Со времен открытия звезда потеряла четверть своей массы, как раз благодаря химическим реакциям.

Вселенная изучена недостаточно хорошо. Это обусловлено тем, что прибыть на планеты, которые находятся на расстоянии огромного количества световых лет, просто невозможно физически. Поэтому ученые занимаются изучением данных планет при помощи современного оборудования, телескопов.

VY Большого пса

Топ-10 самых больших космических объектов и явлений

Существует огромное количество космических тел и объектов, которые удивляют своими размерами. Ниже представлен ТОП-10 самых огромных объектов и явлений, находящихся в космосе.

Список:

— самая большая планета Солнечной системы. Ее объем составляет 70% от всего объема самой системы. При этом больше 20% припадает на Солнце, а 10% распределены между другими планетами и объектами. Самое интересное, что вокруг этого небесного тела множество спутников.
. Мы считаем, что Солнце — это огромная звезда. На самом деле, это не что иное, как желтая карликовая звезда. А наша планета — лишь небольшая часть того, что вращается вокруг этой звезды. Солнце постоянно уменьшается. Это происходит благодаря тому, что водород синтезируются в гелий при микро-взрывах. Звезда окрашена в яркий цвет, и обогревает нашу планету благодаря экзотермической реакции с выделением тепла.
Наша . Ее размер составляет 15 x 10 12 степени километров. Состоит из 1 звезды и 9 планет, которые движутся вокруг этого яркого объекта по определенным траекториям, которые называются орбиты.
VY
— это звезда, которая находится в созвездии Большого Пса. Представляет собой красный супергигант, его размер самый огромный во Вселенной. Если сравнивать, то он примерно в 2000 раз больше в диаметре, чем наше Солнце и вся система. Интенсивность свечения выше.
VY
Огромные запасы воды.
Это не что иное, как гигантское облако, внутри которого находится огромное количество водяных паров. Их количество примерно в 143 раза больше, чем объем земного океана. Ученые прозвали объект
Огромная черная дыра NGC 4889
. Эта дыра находится на огромном расстоянии от нашей Земли. Представляет собой не что иное, как воронкообразную пропасть, вокруг которой находятся звезды, а также планеты. Это явление находится в созвездии Волосы Вероники, ее размер в 12 раз больше, чем вся наша Солнечная система.
то не что иное, как спиральная Галактика, которая состоит из множества количества звезд, вокруг которых могут вращаться планеты, спутники. Соответственно в Млечном пути может содержаться огромное количество планет, на которых возможна жизнь. Потому как на них есть вероятность того, что существуют условия, благоприятны для зарождения жизни.
Эль Гордо.
Это огромное скопление галактик, которые отличаются ярким свечением. Это обусловлено тем, что подобное скопление всего на 1% состоит из звезд. Остальная часть припадает на горячий газ. Благодаря этому происходит свечение. Именно по этому яркому свету ученые обнаружили данное скопление. Исследователи предполагают, что этот объект появился в результате слияния двух галактик. На фото видно свечение этого слияния.
Эль Гордо
Суперблоб
. Это что-то похожее на огромный космический пузырь, который заполнен внутри звездами, пылью и планетами. Представляет собой скопление галактик. Существует гипотеза о том, что именно из этого газа и образуются новые галактики.
. Это нечто странное, похожее на лабиринт. Именно это — скопление всех галактик. Ученые считают, что она образуется не случайно, а по определенной схеме.

Вселенная изучена очень мало, поэтому со временем возможно появятся новые рекордсмены и будут называться самыми огромными объектами.

ВИДЕО: Самые огромные объекты и явления во Вселенной

Наверняка каждый хоть раз в жизни натыкался на очередной список природных чудес, в котором перечислены самая высокая гора, самая длинная река, самый сухой и самый влажный регионы Земли и так далее. Подобные рекорды впечатляют, но они совершенно теряются, если сопоставить их с космическими рекордами. Представляем вам пять «самых-самых» космических объектов и явлений, описанных журналом New Scientist.

Самые холодные

Все знают, что в космосе очень холодно – однако в действительности это утверждение неверно. Понятие температуры имеет смысл только при наличии вещества, а космос – это практически пустое пространство (звезды, галактики и даже пыль занимают очень незначительный его объем). Поэтому когда исследователи говорят, что температура космического пространства составляет около 3 кельвинов (минус 270,15 градуса Цельсия), речь идет о среднем значении для так называемого микроволнового фонового, или реликтового излучения — излучения, сохранившегося со времен Большого взрыва.

И, тем не менее, в космосе присутствует множество очень холодных объектов. Например, газ в туманности Бумеранг, удаленной от Солнечной системы на расстояние 5 тысяч световых лет, имеет температуру всего один кельвин (минус 272,15 градуса Цельсия). Туманность очень быстро расширяется – составляющий ее газ движется со скоростью примерно 164 километров в секунду, и этот процесс приводит к ее охлаждению. В настоящее время туманность Бумеранг — единственный известный ученым объект, температура которого ниже температуры реликтового излучения.

В Солнечной системе тоже есть свои рекордсмены. В 2009 году аппарат NASA под названием Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) самую холодную точку в окрестностях нашей звезды — оказалось, что экстремально морозное место Солнечной системы находится совсем рядом с Землей в одном из затененных лунных кратеров. По сравнению с холодом туманности Бумеранг 33 кельвина (минус 240,15 градусов Цельсия) не кажутся столь уж выдающимся значением, однако если вспомнить, что самая низкая температура из зарегистрированных на Земле, — это всего минус 89,2 градуса Цельсия (этот рекорд был зафиксирован на антарктической станции «Восток»), то отношение немного меняется. Не исключено, что по мере дальнейшего изучения Луны будет найден новый полюс холода.

Если включить в понятие «космические объекты» аппараты, созданные людьми, то в этом случае первое место в списке самых холодных объектов следует отдать орбитальной обсерватории «Планк», точнее, ее детекторам. При помощи жидкого гелия они охлаждаются до невероятных 0,1 кельвина (минус 273,05 градуса Цельсия). Экстремально холодные детекторы нужны «Планку» для того, чтобы изучать то самое реликтовое излучение — если приборы будут теплее космического «фона», то они просто не смогут «засечь» его.

Самые горячие

Теплые температурные рекорды впечатляют куда больше холодных — если в сторону минуса разбежаться можно только до нуля кельвинов (минус 273,15 градуса Цельсия, или абсолютный ноль), то в направлении плюса простора куда больше. Так, только поверхность нашего Солнца — рядового желтого карлика — разогревается до 5,8 тысячи кельвинов (с позволения читателей, в дальнейшем шкала Цельсия будет опускаться, так как «лишние» 273,15 градуса в итоговой цифре не изменят общую картину).

Поверхность голубых сверхгигантов — молодых, экстремально горячих и ярких звезд — на порядок теплее поверхности Солнца: в среднем их температура колеблется от 30 до 50 тысяч кельвинов. Голубые сверхгиганты, в свою очередь, далеко отстают от белых карликов — небольших очень плотных звезд, в которые, как считается, эволюционируют светила, чьей массы недостаточно для образования сверхновой. Температура этих объектов достигает 200 тысяч кельвинов. Звезды класса сверхгигантов — одни из самых массивных во Вселенной с массой до 70 солнечных, могут разогреваться до миллиарда кельвинов, а теоретический температурный предел для звезд составляет около шести миллиардов кельвинов.

Тем не менее, и это значение не является абсолютным рекордом. Сверхновые — звезды, заканчивающие свою жизнь взрывным процессом, могут ненадолго превышать его. Например, в 1987 году астрономы зарегистрировали сверхновую в Большом Магеллановом облаке — скромных размеров галактике, расположенной по соседству с Млечным Путем. Изучение испущенных сверхновой нейтрино показало, что в ее «внутренностях» температура составляла около 200 миллиардов кельвинов.

Те же самые сверхновые могут порождать и куда более горячие объекты — а именно, гамма-всплески. Этим термином обозначают выбросы гамма-излучения, происходящие в отдаленных галактиках. Считается, что гамма-всплеск связан с превращением звезды в черную дыру (хотя детали этого процесса до сих пор неясны) и может сопровождаться разогревом материи до триллиона кельвинов (триллион – это 10 12).

Но и это еще не предел. В конце 2010 года во время экспериментов по столкновению ионов свинца в Большом адроном коллайдере была зафиксирована температура в несколько триллионов кельвинов. Опыты на БАК призваны воссоздать условия, существовавшие спустя несколько мгновений после Большого взрыва, так что косвенно этот рекорд тоже можно считать космическим. Что касается собственно зарождения Вселенной, то, согласно существующим физическим гипотезам, температура в этот момент должна была записываться как единица с 32 нулями.

Самые яркие

Единицей измерения освещенности в СИ является люкс, который характеризует световой поток, падающий на единицу поверхности. Например, освещенность стола вблизи окна в ясный день составляет около 100 люксов. Для характеристики светового потока, испускаемого космическими объектами использовать люксы неудобно – астрономы пользуются так называемой звездной величиной (безразмерной единицей, характеризующей энергию квантов света, дошедшего от звезды до детекторов прибора — логарифм отношения регистрируемого от звезды потока к некоторому стандартному).

Невооруженным взглядом на небе можно рассмотреть звезду по имени Альнилам, или Эпсилон Ориона. Этот голубой сверхгигант, удаленный от Земли на 1,3 тысячи световых лет, в 400 тысяч раз мощнее Солнца. Яркая голубая переменная звезда Эта Киля обгоняет наше светило по светимости в пять миллионов раз. Масса Эты Киля составляет 100-150 солнечных масс, и долгое время эта звезда была одной из самых тяжелых среди известных астрономам. Однако в 2010 году в звездном скоплении RMC 136a было обнаружено — если положить звезду RMC 136a1 на воображаемую чашу весов, то для того, чтобы уравновесить ее, потребуется 265 Солнц. Светимость новооткрытого «здоровяка» сравнима со светимостью девяти миллионов Солнц.

Как и в случае с температурными достижениями, верхние строчки в списке рекордов яркости занимают сверхновые. Затмить самую яркую из них — объект под названием SN 2005ap — смогут девять миллионов Солнц (точнее, хотя бы девять миллионов и одно).

Но абсолютные победители в этой номинации — гамма-всплески. Средний всплеск кратковременно «пыхает» с яркостью, равной яркости 10 18 Солнц. Если же говорить о стабильных источниках яркого излучения, то на первом месте окажутся квазары – активные ядра некоторых галактик, представляющие собой черную дыру с падающей на нее материей. Разогреваясь, вещество испускает излучение яркостью более 30 триллионов Солнц.

Самые быстрые

Все космические объекты движутся друг относительно друга с головокружительной скоростью из-за расширения Вселенной. Согласно наиболее общепринятой на сегодня оценке, две произвольные галактики, находящиеся на расстоянии 100 мегапарсек , удаляются от Земли со скоростью 7-8 тысяч километров в секунду.

Но даже если не учитывать всеобщего разбегания, небесные тела очень быстро проносятся друг мимо друга – например, Земля обращается вокруг Солнца со скоростью около 30 километров в секунду, а орбитальная скорость самой быстрой планеты Солнечной системы Меркурия составляет 48 километров в секунду.

В 1976 году созданный людьми аппарат Helios 2 переплюнул Меркурий и достиг скорости движения 70 километров в секунду (для сравнения, «Вояджер-1», который недавно добрался до границ Солнечной системы, движется со скоростью всего 17 километров в секунду). И планетам Солнечной системы и исследовательским зондам далеко до комет — они проносятся мимо звезды со скоростью около 600 километров в секунду.

Средняя звезда в галактике движется относительно галактического центра со скоростью около 100 километров в секунду, но существуют звезды, которые перемещаются по своему космическому дому в десять раз быстрее. Сверхбыстрые светила нередко разгоняются достаточно для того, чтобы преодолеть гравитационное притяжение галактики и отправиться в самостоятельное путешествие по Вселенной. Необычные звезды составляют очень незначительную часть ото всех звезд — например, в Млечном Пути их доля не превышает 0,000001 процента.

Неплохую скорость развивают пульсары — вращающиеся нейтронные звезды, которые остаются после коллапса «обычных» светил. Эти объекты могут за секунду совершать до тысячи оборотов вокруг своей оси — если бы на поверхности пульсара мог находиться наблюдатель, то он бы двигался со скоростью до 20 процентов скорости света. А вблизи вращающихся черных дыр самые разнообразные объекты могут разгоняться практически до скорости света.

Самые большие

О размерах космических объектов имеет смысл говорить не вообще, а разбив их на категории. Например, самой большой планетой в Солнечной системе является Юпитер, однако по сравнению с самыми крупными из известных астрономам планет этот газовый гигант кажется малышом, ну или, по крайней мере, подростком. Например, диаметр планеты TrES-4 в 1,8 раза больше диаметра Юпитера. При этом масса TrES-4 составляет только 88 процентов массы газового гиганта Солнечной системы — то есть, плотность странной планеты меньше плотности пробки.

Но TrES-4 занимает только второе место по размеру среди открытых к сегодняшнему дню планет (всего ) — чемпионом считается WASP-17b. Ее диаметр почти вдвое больше диаметра Юпитера, а масса при этом дотягивает только до половины юпитерианской. Пока ученые не знают, каков химических состав таких «вздутых» планет.

Крупнейшей звездой считается светило с именем VY Большого Пса. Диаметр этого красного сверхгиганта составляет около трех миллиардов километров – если выкладывать вдоль диаметра VY Большого Пса Солнца, то их уместится от 1,8 тысяч до 2,1 тысячи штук.

Самыми большими галактиками считаются эллиптические звездные скопления. Большинство астрономов полагают, что такие галактики образуются при столкновении двух спиральных звездных скоплений, однако буквально на днях появилась работа, авторы которой . Но пока звание крупнейшей галактики остается за объектом IC 1101, который относится к классу линзовидных галактик (промежуточный вариант между эллиптическими и спиральными). Чтобы преодолеть расстояние от одного края IC 1101 до другого вдоль длинной оси, свету приходится путешествовать целых шесть миллионов лет. Млечный Путь он пробегает в 60 раз быстрее.

Размер самых больших пустот космоса — регионов между галактическими скоплениями, в которых практически нет никаких небесных тел, намного превосходит размеры любых объектов. Так, в 2009 году было найдено такое диаметром около 3,5 миллиарда световых лет.

По сравнению со всеми этими гигантами размер самого крупного из созданных человеком космических объектов кажется совсем уж незначительным — длина, а точнее ширина Международной космической станции составляет всего 109 метров.

Ученые рассказали, откуда берутся самые странные объекты Вселенной — Хартыя’97 :: Навіны з Беларусі — Беларускія навіны — Рэспубліка Беларусь

Ни одна лаборатория в мире не может создать настолько глубокий вакуум.

Черные дыры будоражат воображение. Идеальные ловушки, из которых не может вырваться даже свет. Монстры, способные разорвать звезду и перекроить судьбу галактики. Ночной кошмар интуиции, вытворяющий головоломные трюки с пространством и временем. Naked Science объясняет, откуда берутся эти загадочные объекты и как астрономы их обнаруживают.

Этот мир создан гравитацией. Она же стремится его разрушить. Та же сила, что вылепила галактики, планеты и звезды, превращает все в черные дыры, если только ей позволить. Чтобы понять суть этого парадокса, поговорим подробнее сначала о творении, потом — о разрушении.

Каша с комочками

Представим себе, что вся материя в видимой Вселенной, включая даже и темную, состоит из водорода. В отношении обычного (не темного) вещества это, кстати, недалеко от истины: оно состоит из водорода на 77%. Равномерно распределим эту материю по пространству. Сколько же получится? Ответ потрясает: шесть атомов на кубический метр. Ни одна лаборатория в мире не может создать настолько глубокий вакуум. По большому счету Вселенная — это великая пустота (в этом месте буддисты хихикают в кулачок).

Сразу после Большого взрыва материя и была размазана по пространству почти равномерно. Существовали лишь небольшие случайные неоднородности. Но в игру вступило всемирное тяготение. Там, где плотность вещества оказалось хоть чуть-чуть больше фоновой, возникли центры притяжения (вспомним, что сила тяготения зависит от массы). Эта гравитация привлекала все новые порции материи. Комок вещества набирал массу, а значит, становился еще более мощным центром тяготения, и круг замыкался. В конце концов материя собралась в галактики, а внутри галактик — в звезды и планеты.

Процесс комкования Вселенной зашел не слишком далеко. В конце концов 80 процентов массы обычного (не темного) вещества до сих пор приходится на межгалактический газ, а половина оставшихся 20 процентов — на межзвездный. И все же именно благодаря всемирному тяготению в мире существует хоть что-то кроме пустынной бездны, в которой изредка встречаются одинокие атомы.

Но гравитация не умеет останавливаться добровольно. Чем ближе две частицы вещества, тем сильнее притяжение между ними. Влекомые этим притяжением, они станут еще ближе, если только никакая другая сила не помешает этому. И тогда тяготение опять возрастет. Гравитация — ненасытный монстр, который стремится сжать любой объект… во что? Старая, добрая теория Ньютона отвечает: в точку. Общая теория относительности Эйнштейна уточняет: в черную дыру.

Это, по существу, и есть ответ на вопрос, откуда берутся черные дыры. Они возникают, когда гравитация оказывается сильнее любой силы, препятствующей сжатию вещества. Но с какими именно объектами происходит подобная неприятность, чтобы не сказать — трагедия?

Когда умирают звезды

Чем массивнее небесное тело, тем больше взаимное притяжение составляющих его частиц вещества и тем труднее противостоять сжатию. Планета или коричневый карлик справляется с этим просто за счет давления сжимаемого вещества. Со звездами этот номер уже не проходит. Зародыш звезды сжимается под действием гравитации, пока его недра не становятся достаточно плотными и горячими, чтобы в них вспыхнули термоядерные реакции. С этого момента к давлению вещества присоединяется давление излучения. Это то самое давление света, открытое великим русским физиком П. Н. Лебедевым. Только на Земле ему понадобились чувствительные приборы, а вот в недрах звезды именно излучение, а вовсе не вещество, вносит в давление решающий вклад. От превращения в черную дыру, этот оплот вечной тьмы, звезду удерживают в буквальном смысле силы света.

Но термоядерное топливо рано или поздно заканчивается. Правда, к этому времени звезда уже рассеивает в пространстве значительную часть своей массы. Но на ее месте остается плотное и все еще достаточно массивное ядро — звездный остаток. И гравитация, которой уже не противостоит давление излучения, стремительно сжимает его. Сжатие продолжается до тих пор, пока…

Пока что? Это зависит от массы остатка, который, понятное дело, определяется массой исходной звезды. Допустим, это было светило умеренной массы (до десяти солнц). Тогда процесс останавливается, когда электроны в звездном остатке переходят в особое состояние: становятся вырожденным электронным газом. Он куда яростнее сопротивляется сжатию, чем обычное вещество. Звездный остаток, остановившейся на этой стадии, называется белым карликом. Кубический сантиметр его вещества может весить тонну, а то и тысячу тонн! В связи с такой огромной плотностью белый карлик солнечной массы размерами напоминает… Землю.

Думаете, это и есть аттракцион невиданной плотности? Как бы не так. Если исходная звезда массивнее десяти солнц, гравитация в звездном остатке еще сильнее. Тогда вырожденный электронный газ уже не может остановить сжатие. В результате электроны сливаются с протонами, образуя нейтроны. Получается нейтронная звезда. Ее радиус при солнечной массе измеряется уже считанными километрами. Кубический сантиметр этой субстанции весит сотни миллионов тонн.

Ну а если звезда при жизни была массивнее тридцати солнц, даже давление нейтронного вещества не в силах остановить сжатие. Тогда и происходит «переход на темную сторону» — превращение в черную дыру. К слову, за теоретическое описание этой метаморфозы Р. Пенроуз получил Нобелевскую премию по физике 2020 года (разделив ее с Р. Генцелем и А. Гез, с которыми мы еще встретимся).

По расчетам теоретиков, нижний предел массы «звездной» черной дыры — около трех солнечных. Верхний предел, если говорить о звездах нашей галактики — около 20 солнц. В галактиках с несколько иным химическим составом он может быть и больше.

Говорить о размере и плотности черной дыры — дело неблагодарное, ведь у нее нет поверхности в привычном смысле. Обычно за условную поверхность черной дыры принимают горизонт событий — ту самую роковую границу, после пересечения которой назад не может вернуться ничто, даже свет. Для «невидимки» массой в три Солнца радиус горизонта событий составляет всего девять километров.

Каннибалы и столкновения

Откуда мы знаем, что черные дыры звездных масс существуют в реальности, а не только в выкладках теоретиков? Прежде всего мы наблюдаем гравитационные волны от их столкновений. За открытие этих волн, кстати, была присуждена Нобелевская премия по физике 2017 года. Это решающее доказательство, официальный бланк с подписью и печатью. Ни один другой процесс не может породить гравитационный сигнал такой же структуры. Число зафиксированных космических ДТП приближается уже к сотне.

Кроме того, бывает, что черная дыра образует тесную пару с нормальной звездой. Близость с хищницей не сулит светилу ничего хорошего. Своей мощной гравитацией та высасывает из партнера вещество, занимаясь самым настоящим каннибализмом. Вокруг черной дыры закручивается облако постепенно падающей на нее материи — аккреционный диск. Струи газа в этом диске раскаляются трением до такой степени, что ярко сияют в рентгеновском диапазоне. Наблюдателям известно несколько десятков ярких рентгеновских объектов, которые слишком массивны для нейтронных звезд. Ученые, обязанные быть дотошными до занудства, называют их кандидатами в черные дыры. Но вообще-то почти нет сомнений, что это именно черные дыры и есть.

Бывает, что черная дыра образует пару с нормальной звездой, но не настолько тесную, чтобы отношения дошли до каннибализма. В этом случае «сгусток тьмы» можно обнаружить, заметив, что светило обращается вокруг невидимого патрона. Наблюдатели исходят из принципа «судя по орбите звезды-спутника, эта штука слишком массивная для нейтронной звезды, а будь это нормальное светило, мы бы его увидели». Это простая идея, но только недавно наблюдения достигли нужной точности. Так что количество открытых таким образом черных дыр измеряется пока единицами.

Вообще-то все это капля в море. В одном только Млечном Пути должны быть сотни миллионов черных дыр звездной массы. Но что же делать: они действительно черные, и обнаруживать их очень непросто.

Размер имеет значение

Следующий класс черных дыр, с которым наблюдатели хорошо знакомы — сверхмассивные. Они имеют массы от миллионов до десятков миллиардов солнц, и, конечно, ни о каком «звездном» их происхождении и речи быть не может.

Сверхмассивные черные дыры образуются в центрах галактик. Это неудивительно, ведь именно там плотность вещества особенно велика. Материя стекается в центр, привлеченная суммарной гравитацией всей галактики. В какой-то момент это облако пыли и газа становится таким плотным, что под действием собственной гравитации сжимается в черную дыру.

У исследователей до сих пор нет ясности, как именно это происходит, вернее, почему это происходит так быстро. Наблюдения самых далеких галактик показывают, что сверхмассивные черные дыры уже существовали, когда возраст Вселенной составлял всего 5% от нынешнего. Столь стремительное возникновение этих монстров — загадка, которую только предстоит разгадать.

Кстати, о наблюдениях. Сверхмассивные черные дыры часто имеют очень впечатляющие аккреционные диски, ведь вещества в центре галактики более чем достаточно. Парадокс: сами черные дыры не излучают ничего, но облако падающего на них вещества превращает их в самые яркие во Вселенной источники излучения. Наблюдателям известны сотни тысяч таких объектов.

Уверены ли астрономы, что это именно черные дыры, а не что-либо другое? Да. Во-первых, в 2008 г. Р. Генцель и А. Гез довольно точно измерили массу и радиус центрального объекта Млечного Пути. Оказалось, что тело, сравнимое по размеру с Солнечной системой, имеет массу в четыре миллиона солнц (что вы знаете об эффективной упаковке!). Такой объект может быть только черной дырой.

Во-вторых, в 2019 г. астрономы впервые получили изображение «тени» черной дыры в галактике М87, которое точно совпало с предсказаниями теории. Конечно, о сотнях тысяч других сверхмассивных черных дыр такой подробной информации нет, но прецедент создан.

Представители среднего класса

Есть во Вселенной и черные дыры, слишком массивные для «звездных», но не дотягивающие до почетного звания сверхмассивных. Они называются черными дырами средней, или промежуточной, массы.

Этот слишком широкий класс явно был сформулирован по принципу «а вот здесь у нас на карте белое пятно». Ясно, что сто солнц и сто тысяч солнц — это очень разные массы, и за ними должны стоять столь же разные механизмы образования. Но как о тех, так и о других известно совсем мало.

Детекторы гравитационных волн однажды зафиксировали столкновение двух необычно крупных черных дыр. Масса первой составляла 71-106 солнечных, а масса второй — 48-83 солнечных. При их столкновении образовался объект массой 126-170 солнц, который уж точно относится к «среднему классу». Но и «участницы ДТП» великоваты для звездных остатков. Возможно, они сами — плод столкновения и слияния черных дыр звездных масс.

С другой стороны пропасти находятся черные дыры массой в сотни тысяч солнц. Они могли образоваться так же, как сверхмассивные. Просто их родительские галактики невелики, поэтому и черные дыры получаются, так сказать, недокормленными. В центрах некоторых карликовых галактик рентгеновские телескопы действительно обнаруживают нечто, похожее на «недосверхмассивную» черную дыру. Количество таких объектов перевалило уже за сотню. А недавно «хищницу» массой около 90 тысяч солнц нашли в ядре карликовой системы, некогда проглоченной галактикой Андромеды.

Реликтовые звери

Осталось рассказать о первичных черных дырах — первом крике новорожденной Вселенной. Они обязательно должны существовать, вот только обнаружить их никак не удается.

Мы упоминали о том, что вещество в новорожденном космосе было распределено почти однородно. Это важное «почти», ведь первичные неоднородности стали точками роста, из которых в итоге образовались галактики. Но в некоторых исключительно редких точках плотность вещества с самого начала была настолько высока, что они сразу же превратились в черные дыры. Это произошло в первые доли секунды после Большого взрыва. До образования атомных ядер оставались минуты, а до появления первых атомов — сотни тысяч лет. Эти черные дыры называют первичными.

Космологи убеждены, что первичные черные дыры существуют. Нет способа избежать их возникновения, не сломав при этом всю теорию ранней Вселенной. Но наблюдатели разводят руками: ни одной черной дыры, которую уверенно можно было бы отнести к первичным, пока не обнаружено. Все данные о количестве таких объектов — это ограничения сверху. Другими словами, «их точно не больше, чем столько-то, потому что будь их больше, мы бы их уже заметили».

Как вообще можно обнаружить и опознать это космическое ископаемое? Прежде всего, по массе. В момент рождения реликтовые черные дыры имели самую разную массу, от пылинки до сотен тысяч солнц. И это единственный известный механизм образования черных дыр с массой существенно меньше солнечной. Если мы когда-нибудь обнаружим такую крошку, станет ясно: вот он, реликтовый зверь.

Впрочем, самые маленькие из первичных черных дыр давно сошли на нет из-за излучения Хокинга. Чтобы дожить до наших дней, такому объекту нужно иметь массу как минимум с крупный астероид (а размером он при этом будет… с протон).

Кстати, об излучении Хокинга. Оно расходует массу черной дыры. Но чем меньше масса, тем сильнее излучение, так что процесс идет с самоускорением. Когда черная дыра становится легче ядра маленькой кометы, она исчезает в яркой вспышке гамма-лучей. Это выглядит буквально как взрыв. Теоретически некоторые из первичных черных дыр взрываются прямо сейчас, в эту самую секунду. Наблюдатели не оставляют надежды разглядеть в гамма-телескопы если не отдельное такое событие, то хотя бы фон от множества далеких взрывов. Есть и другие способы искать первичные черные дыры, но пока ни один из них не дал результата. Если и когда это наконец случится, это открытие, безусловно, будет достойно еще одной Нобелевской премии.

Какие самые яркие объекты во Вселенной?

Большая часть света во Вселенной исходит от звезд. Без звездного света вселенная была бы темной и холодной, а сама жизнь никогда бы не зародилась. Звезды могут быть очень яркими, некоторые из них во много тысяч раз ярче Солнца. Однако по сравнению с некоторыми объектами сами звезды кажутся тусклыми. Самые яркие известные объекты во Вселенной называются квазарами, и они могут быть в 100 000 раз ярче, чем вся галактика Млечный Путь. Что такое квазары и как они образуются?

Что такое квазар?

Изображение квазара, образующегося в большой галактике. НАСА

Квазар состоит из двух лучей энергии, которые движутся наружу в противоположных направлениях. Квазары впервые наблюдались в 19 в.50-х годов и первоначально считались далекими звездами. Только после запуска космического телескопа Хаббл в середине 1990-х годов была раскрыта истинная природа квазаров. Поскольку квазары такие яркие, они выглядят как отдельные объекты, если смотреть в небольшие наземные телескопы. Издалека квазары неотличимы от обычных звезд. На самом деле термин «квазар» означает квазизвездный объект, поскольку изначально астрономы считали их звездами. Хаббл был первым телескопом, способным делать изображения квазаров с высоким разрешением, показывая, что они не звезды, а на самом деле нечто совершенно другое.

Хаббл обнаружил, что каждый квазар во Вселенной берет свое начало в ядрах массивных далеких галактик. Ранее телескопы не могли увидеть, что квазары пришли из галактик из-за того, что квазары значительно затмевают свою родную галактику. Центры самых массивных галактик во Вселенной также являются домом для сверхмассивных черных дыр, поэтому стало очевидно, что квазары должны быть каким-то образом связаны со сверхмассивными черными дырами. Интересным наблюдением за квазарами является тот факт, что они обычно образуются только в самых далеких галактиках. Чем дальше объект, тем дальше во времени мы можем видеть, поскольку свету требуется время, чтобы достичь нас. Мало того, что квазары более распространены в самых дальних галактиках, они также более распространены в ранней Вселенной. Ни в одной из ближайших к Млечному Пути галактик нет известных квазаров. Фактически, ближайший квазар находится на расстоянии более 600 миллионов световых лет. Между тем, самые дальние квазары находятся на расстоянии более 13 миллиардов световых лет, то есть они образовались менее чем через миллиард лет после Большого взрыва.

Как формируются квазары?

Центавр А — активная галактика, излучающая из своего ядра энергетические лучи, подобные квазарам. НАСА

Любое объяснение того, как формируются квазары, должно объяснять, почему они испускаются ядрами массивных галактик и почему они обычно существуют только в ранней Вселенной. Текущая модель образования квазаров состоит в том, что они формируются непосредственно из сверхмассивных черных дыр. Каждую сверхмассивную черную галактику окружает огромный диск из материала, называемый аккреционным диском. Аккреционный диск вращается вокруг сверхмассивной черной дыры, при этом материал постепенно падает в черную дыру с течением времени. Что произойдет, если в черную дыру произойдет гигантский приток вещества? Если огромное количество материала упадет в сверхмассивную черную дыру слишком быстро, материал создаст огромное трение, нагревая аккреционный диск. Как только количество энергии в аккреционном диске становится достаточно высоким, энергия выбрасывается наружу в виде двух гигантских лучей света, образуя квазар.

Почему квазары обычно появляются только в самых дальних галактиках? Как оказалось, квазары обычно образуются на ранних стадиях формирования галактик. Когда галактика формируется, она втягивает огромное количество окружающего материала. Огромное количество этого материала неизбежно попадает в сверхмассивную черную дыру в центре галактики, что, в свою очередь, приводит к процессу, вызывающему образование квазара. По мере формирования галактика становится гораздо более активной, и в сверхмассивную черную дыру попадает больше материала. По мере старения галактики сверхмассивная черная дыра поглотит большую часть лишнего материала вокруг себя, и квазар перестанет существовать. Каждая галактика, включая наш Млечный Путь, вероятно, подвергалась этому процессу в прошлом. Галактика также может снова стать активной, если произойдет столкновение с другой большой галактикой. Когда две или более галактик сталкиваются, происходит гигантский приток материала, который попадает в аккреционный диск вокруг сверхмассивной черной дыры. Меньшие квазары могут быть произведены во время галактического столкновения.

Эйдан Ремпл 29 июня 2022 г. в науке

Самый яркий квазар ранней Вселенной сияет светом 600 триллионов солнц

Ученые обнаружили энергетическое ядро далекой галактики, которая побила рекорд самого яркого объекта в ранней Вселенной, сияя светом, эквивалентным 600 триллионам солнц.

Исследователи идентифицировали объект — объект с питанием от черной дыры, называемый квазаром, среди самых ярких обитателей вселенной — из-за случайного выравнивания с тусклой галактикой, расположенной ближе к Земле, что усилило его свет.

Квазар находится на расстоянии 12,8 миллиардов световых лет и сияет в центре формирующейся галактики в ранний период истории Вселенной, называемый эпохой реионизации, когда первые звезды и галактики начали выжигать нейтральную дымку. водорода по всему космосу. Исследователи объявили об открытии 9 января на зимней встрече Американского астрономического общества в Сиэтле. [Смотреть: Объяснение самого яркого квазара ранней Вселенной]

Недавно обнаруженный квазар в центре формирующейся галактики — самый яркий объект, когда-либо обнаруженный в ранней Вселенной. Квазар производит энергию, когда газ падает в сверхмассивную черную дыру. (Изображение предоставлено: Н. Корнмессер/ЕКА/Хаббл, НАСА)

«Это то, что мы давно искали», — сказал Сяохуэй Фань, исследователь из Университета Аризоны и ведущий автор новой работы, в заявлении команды космического телескопа Хаббла. «Мы не ожидаем найти много квазаров ярче этого во всей наблюдаемой Вселенной!»

Несколько мощных наземных телескопов и космический телескоп Хаббла объединили свои наблюдения за объектом, получившим обозначение J043947.08+163415.7, чтобы узнать о нем больше. Согласно заявлению, квазар получает свою яркость от сверхмассивной черной дыры: материал из газового диска, окружающего черную дыру, падает, что приводит к выбросам энергии на разных длинах волн. Квазар, вероятно, вспыхнул, когда Вселенной было меньше миллиарда лет, но часть его света только сейчас достигает Земли. Согласно новым наблюдениям, черная дыра, питающая этот квазар, в несколько сотен миллионов раз превышает массу Солнца.

Несмотря на интенсивную яркость, расстояние до квазара настолько велико, что его не было бы видно, если бы не удачный трюк с позиционированием. В результате процесса, называемого гравитационным линзированием, свет от квазара огибает галактику между объектом и Землей, увеличивая наше поле зрения: квазар кажется в три раза больше и в 50 раз ярче, чем в противном случае, говорится в заявлении исследователей. . И это вообще наблюдалось только потому, что промежуточная галактика была достаточно тусклой, чтобы не заглушить свет от сверхдальнего квазара.

Изображение далекого квазара J043947.08+163415.7, полученное телескопом Хаббл, увеличенное благодаря промежуточной галактике на переднем плане. (Изображение предоставлено НАСА, ЕКА, Х. Фан (Университет Аризоны))

Более подробная информация об этом квазаре, который, как представляется, также производит 10 000 звезд в год, может помочь исследователям узнать больше об этом далеком, но ключевом периоде в истории, когда первые звезды и галактики зажигали и формировали вселенную, которую мы знаем сегодня. Еще больше телескопов присоединяются к поискам, чтобы попытаться узнать больше о системе.

«Это обнаружение является неожиданным и важным открытием; в течение десятилетий мы думали, что эти линзированные квазары в ранней Вселенной должны быть очень распространены, но это первое в своем роде, что мы обнаружили», — Фабио Пакуччи, исследователь из Йельского университета. Университет, соавтор работы и ведущий автор последующей работы о квазаре, говорится в заявлении обсерватории Кека. «Это дает нам подсказку о том, как искать «фантомные квазары» — источники, которые существуют, но еще не могут быть обнаружены на самом деле».0003

«Наше теоретическое исследование предсказывает, что мы можем упустить значительную часть этих «фантомных квазаров», — добавил Пауччи. «Если их действительно много, это перевернет наше представление о том, что произошло сразу после Большого взрыва, и даже изменит наше представление о том, как эти космические монстры росли в массе».

Новая работа была подробно описана 9 января в Astrophysical Journal.

Напишите Саре Левин по адресу [email protected] или подпишитесь на ее @SarahExplains. Следите за нами в Твиттере @Spacedotcom и на Facebook. Оригинальная статья на Space.com.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space. com.

Сара Левин начала писать для Space.com в июне 2015 года в качестве штатного корреспондента, а в 2019 году стала помощником редактора. Ее работы были отмечены журналами Scientific American, IEEE Spectrum, Quanta Magazine, Wired, The Scientist, Science Friday и Inside NOVA WGBH. Сара имеет степень магистра в рамках Программы отчетности по науке, здоровью и окружающей среде Нью-Йоркского университета и степень бакалавра математики в Университете Брауна. Когда Сара не пишет, не читает и не думает о космосе, она увлекается музыкальным театром и математическими работами из бумаги. В настоящее время она является помощником редактора новостей в Scientific American. Вы можете следить за ней в Твиттере @SarahExplains.

Топ-12 самых ярких объектов Солнечной системы

Один из 12 самых ярких объектов Солнечной системы. Восход солнца в Южной Каролине через кусок пляжного стекла. Изображение через Фрэн Акино.

Какие самые яркие объекты в нашей Солнечной системе вы видите на своем небе? Солнце, конечно, самое яркое, но вас могут удивить некоторые другие объекты, попавшие в список. Вы можете увидеть первые семь объектов в этом списке невооруженным глазом, даже находясь в городах и пригородах. Последние объекты в списке более тусклые и, следовательно, более сложные, и, вероятно, потребуют места с темным небом и некоторой оптической помощи.

В астрономии яркость объектов измеряется так называемой звездной величиной. Чем меньше число, тем ярче объект. Так, объектов 1-й величины указывают на самые яркие звезды на нашем небе, 2-й величины более тусклых, 3-й величины еще слабее и так далее. Обратите внимание, что некоторые объекты, например, некоторые планеты, даже ярче 1-й величины, достигая максимума в отрицательных чисел в самом ярком свете.

Без оптики человеческий глаз может видеть объекты с точностью до 6-й величины , в оптимальных условиях и при темном небе. Существует около дюжины естественных объектов Солнечной системы, которые теоретически видны невооруженным глазом. На практике более слабые очень трудно увидеть одним глазом, но, возможно, это возможно для тех, у кого острое зрение и настоящая темнота.

Временные объекты, такие как очень яркие метеоры или кометы, не включены в этот список. Необычайные метеоры могут сделать ночное небо таким же ярким, как днем, а некоторые кометы тоже достигают ошеломляющей яркости, например, кометы Икея-Секи в 1965, которая достигла колоссальной величины -10, и ее можно было увидеть в полдень. Но поскольку они находятся в небе только на временной основе, а не за тем, что можно регулярно или постоянно наблюдать, эти объекты сюда не включены. Мы также не включаем искусственные объекты, такие как спутники и Международная космическая станция. Посетите веб-сайт Heavens-Above, если вам интересно наблюдать за искусственными объектами, вращающимися вокруг Земли.

Вот 12 самых ярких природных объектов Солнечной системы, в порядке от самого яркого к самому тусклому:

1. Солнце . Здесь нет ничего удивительного. Солнце светит с величиной -26,7. Технически на солнце нельзя даже смотреть без специальных защитных фильтров для защиты глаз. Прямой взгляд на солнце без специальных защитных фильтров может привести к слепоте. Тем не менее, теперь было бы подходящим временем, чтобы вооружиться фильтрами для наблюдения за солнцем и начать программу регулярных наблюдений за солнцем. Возможно, вы знаете, что активность Солнца увеличивается и уменьшается в цикле продолжительностью 11 лет. О новом цикле — Солнечном цикле 25 — было официально объявлено в сентябре 2020 года. На фотографиях сообщества EarthSky мы начинаем видеть больше солнечных пятен! И, безусловно, их будет больше, число которых увеличится до пика лет через пять или около того.

Подробнее: 7 советов по безопасному наблюдению за солнцем

Посмотреть на фотографиях сообщества EarthSky. | Виктор С. Рогус написал 20 января 2021 года: «Солнечное пятно, ранее известное как AR2797, разделилось на две части: AR2797 и AR2798. Замыкающее солнечное пятно AR2798 потрескивает солнечными вспышками С-класса». Спасибо, Виктор!

2. Луна . Яркость Луны меняется в зависимости от того, в какой фазе она находится. В полную фазу, когда она самая яркая, ее звездная величина достигает -12,7. С другой стороны, Луна в фазе полумесяца сияет с величиной около -6. Если вы наблюдатель дальнего космоса, луна достаточно яркая, чтобы разрушить ваше ночное зрение, а это означает, что она не позволит вам получить лучший обзор далеких, тусклых звездных скоплений, туманностей и галактик. Если вы используете телескоп, Луна должна быть вашей последней остановкой во время ночных наблюдений. Однако только для глаз нет ничего прекраснее, чем яркая луна, сияющая в ночном небе, отбрасывающая свой свет и создающая лунные тени на окружающем вас ландшафте. Посетите страницу лунных фаз EarthSky, чтобы узнать даты основных лунных фаз в 2020 году.

Лунные календари EarthSky показывают фазы луны каждый день на весь 2021 год. Мы гарантированно распроданы. Получите один, пока можете!

Посмотреть фотографии сообщества EarthSky. | Каннан А. из Сингапура сделал этот снимок 26 января 2021 года и написал: «Растущая выпуклая луна поднимается из-за многоквартирного дома. Луна была освещена на 94,1%, а расстояние от Земли составляло 391 375 км [243 000 миль] от Земли, когда была сделана эта фотография. Было еще почти дневная луна, так как небо в это время было еще ясным». Спасибо, Каннан А!3. Венера . Ближайшая к Земле планета, находящаяся на один шаг дальше по орбите вокруг Солнца, также является самой яркой планетой. Он может светить до -4,7 звездной величины, достаточно ярко, чтобы его можно было увидеть при дневном свете, если знать, где искать. Яркость Венеры частично объясняется ее близостью к Земле, а также, в значительной степени, ее плотными отражающими облаками. Как и у всех других объектов Солнечной системы, у Венеры меняется яркость в зависимости от ряда факторов, в том числе от того, насколько она близка к Земле и в какой фазе находится. Да, как планета, вращающаяся внутри Земли, Венера показывает фазы! Венера была в нашем утреннем небе — на востоке перед восходом солнца — в конце 2020 года. Однако вскоре она исчезнет с нашего неба на несколько месяцев, путешествуя за Солнцем с Земли. Венера вернется на наше вечернее небо в мае 2021 года. Найдите местоположение Венеры для каждого месяца в путеводителе по планетам EarthSky.

Посмотреть на фотографиях сообщества EarthSky. | Кэтрин Эванс поймала Венеру на рассвете 17 января 2021 года из долины Эдна в Сан-Луис-Обиспо, Калифорния. Она написала: «Ближе и ближе к восходу солнца, чтобы его больше не видели». Так и есть, Екатерина! Спасибо. Даже в начале февраля 2021 года, если у вас будет ясное небо до восточного горизонта, вы все равно сможете бросить последний взгляд на Венеру. Посмотрите очень низко на восток до восхода солнца. Если не видно, попробуйте посмотреть в бинокль.

4. Марс . Красная планета является второй ближайшей планетой к Земле после Венеры, и ее максимальная звездная величина не часто достигает -2,9. Но когда это происходит… вау! Какое зрелище! Как и у других планет за пределами земной орбиты, когда Марс наиболее яркий во время своего противостояния, когда он находится напротив Солнца от Земли, восходя на востоке, а солнце садится на западе. Оппозиции Марса возникают, когда наша более быстрая Земля движется между Марсом и Солнцем. Это происходит примерно раз в два года. Некоторые оппозиции Марса лучше, чем другие. Марс был особенно ярким в 2018 году, и его последнее противостояние — примерно в середине октября 2020 года — тоже было хорошим. Около месяца вокруг оппозиции 2020 года Марс был ярче Юпитера. В другое время (на самом деле большую часть времени) Марс относительно слаб. Иногда он действительно очень слаб, когда находится на дальней от нас стороне Солнечной системы, сияя на почти максимальном расстоянии от Земли (около 250 миллионов миль или 400 миллионов километров). В конце концов, Марс — всего лишь маленькая планета, меньше Земли. Поэтому его яркость резко увеличивается и уменьшается по мере того, как мы и Марс движемся вокруг Солнца. Найдите местоположение Марса для каждого месяца в путеводителе по планетам EarthSky.

Посмотреть на фотографиях сообщества EarthSky. | Нико Пауэ из Кивони, штат Иллинойс, запечатлел Марс рядом с Урожайной Луной 2 октября 2020 года. Нико сказал: «Там был слой облаков, но появление этих двоих нельзя отрицать».

5. Юпитер . Поскольку Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, некоторые ошибочно полагают, что это самая яркая планета. Но не так. Большая удаленность Юпитера от нас позволяет Венере и Марсу, нашим соседям, сиять ярче. Однако Юпитер почти всегда ярче Марса (за исключением тех случаев, когда Марс проявляет себя лучше всего). В своем максимуме Юпитер сияет с величиной -2,8, почти такой же яркой, как пик Марса -2,9., и ярче Сириуса, самой яркой звезды неба, которая сияет с величиной -1,4. Юпитер был назван в честь древнего царя богов. И у него царственный вид, он всегда сияет одной и той же ослепительной яркостью, не меняясь в яркости, как Марс. Плюс Юпитер величаво движется по небу; он не привязан к восходу или закату, как Венера. Познакомьтесь с Юпитером, и вы будете наслаждаться наблюдением в своем небе большую часть года. Найдите местоположение Юпитера для каждого месяца в планетарном справочнике EarthSky.

6. Меркурий . Сюрприз! Редко замечаемая планета Меркурий сияет ярче, чем Сатурн в своих лучших проявлениях. Меркурий может достигать -1,9 звездной величины. Это ярче, чем Сириус, самая яркая звезда на небе. Но поскольку Меркурий является самой внутренней планетой нашей солнечной системы, этот мир больше, чем любой другой в нашей солнечной системе, связан с солнцем в нашем небе. Его всегда можно увидеть незадолго до восхода солнца или вскоре после заката, и он никогда не поднимается очень высоко в ночном небе. Поэтому его яркость часто компенсируется тем фактом, что вы смотрите на планету в сумерках, а не на красивом темном небе. Тем не менее, яркость Меркурия вас удивит!

7. Сатурн . Кольцевая планета Сатурн ошеломляет в телескоп, и ее также легко поймать без помощи оптики. Одним глазом вы не увидите его колец, но вы увидите золотой цвет Сатурна и его устойчивый свет. При величине +0,7 Сатурн затмевает большинство звезд и находится на одном уровне с большинством самых ярких звезд. Кроме того, поскольку он вращается вокруг нашего Солнца за орбитой Земли, случайные наблюдатели видят его чаще, чем Меркурий. Сатурн часто бывает глубокой ночью, когда его яркость контрастирует с глубинами темного ночного неба.

Посмотреть на фотографиях сообщества EarthSky. | Дэн Вайман из Оушенсайда, Калифорния, запечатлел Меркурий, Юпитер, Сатурн и стаю птиц 11 января 2021 года. Спасибо, Дэн! Каждый месяц находите Юпитер, Сатурн и Меркурий в справочнике планет EarthSky.

8. Ганимед . Если вы наблюдаете за небом, вы, вероятно, видели все упомянутые объекты без помощи оптики, сознательно или нет. Но видели ли вы самый большой спутник Юпитера, Ганимед? Бинокль позволит вам увидеть Ганимеда, вращающегося вокруг Юпитера, когда спутник наиболее яркий, примерно 4,6 звездной величины. Ганимеду требуется около семи земных дней, чтобы совершить полный оборот вокруг Юпитера, а другим галилеевым спутникам требуется разное количество времени (Ио — почти два дня, Европа — около четырех дней, Каллисто — 17 дней). Таким образом, в любую ночь вы найдете спутники в постоянно меняющихся положениях относительно Юпитера. Они выглядят как маленькие «звездочки», растянутые по линии, которая делит Юпитер пополам. Таким образом, вы захотите использовать программное обеспечение, например интерактивную страницу Луны Юпитера SkyandTelescope.com, чтобы узнать, какая точка вокруг Юпитера является Ганимедом, исходя из местоположения, даты и времени, на которое вы смотрите. Что приводит нас к …

9. Ио . Следующим пунктом в списке яркости Солнечной системы является вулканический спутник Юпитера Ио. Ио немного больше, чем наша Луна, и является самым внутренним галилеевым спутником и сияет с величиной 5,0, когда он в лучшем случае. Можно ли увидеть Ио — или Ганимеда — одним глазом? Теоретически у вас должно получиться. Но на практике их не так просто увидеть в сиянии самого Юпитера. Некоторые наблюдатели с известным зрением (например, Стивен Джеймс О’Мира) утверждали, что видели Ганимед невооруженным глазом. Но такие претензии редки. Скорее всего, вам понадобится бинокль для Ганимеда, Ио или Европы (см. ниже). Небольшие телескопы показывают все четыре галилеевых спутника в их бесконечном танце вокруг Юпитера.

Посмотреть на фотографиях сообщества EarthSky. | Джон Нельсон был в Пьюджет-Саунд, штат Вашингтон, 24 сентября 2020 года, когда он сделал это изображение. Видите Юпитер и его спутники в левом верхнем углу? Возможно, вам придется увеличить это фото, чтобы увидеть спутники Юпитера. Иоанн писал: «Все четыре галилеевых спутника были видны. Я немного осветлил их в Photoshop Elements, чтобы их было легче увидеть на фотографии, которую нельзя увеличить. Слева направо спутники — Каллисто, Ганимед, Европа, а справа от Юпитера — Ио». Спасибо, Джон.

10. Веста . Четвертый открытый астероид, Веста, — единственный астероид, вошедший в наш список самых ярких объектов Солнечной системы. Веста — второй по величине астероид после Цереры. Веста может достигать звездной величины 5,1 при максимальном сближении с Землей. Его противостояние — главное событие года для наблюдателей за астероидами — произойдет 4 марта 2021 года. Именно тогда Земля пронесется более или менее между Вестой и Солнцем, приближая к нам астероид в этом году. Поскольку рядом с ним нет яркого локатора, как у Ганимеда и Ио с Юпитером, лучше наблюдать за Вестой пару ночей подряд, чтобы увидеть, какая тусклая «звезда» в этом районе медленно движется перед фиксированный звездный фон. Попробуйте TheSkyLive, чтобы получить графики и другую информацию о том, как наблюдать за Вестой.

11. Европа . Мы возвращаемся к Юпитеру за следующим пунктом в списке, Европой, еще одним из четырех больших галилеевых спутников Юпитера. Европа — отличный объект для рассмотрения и размышлений, потому что она может таить в себе океан — и, возможно, жизнь — под своей ледяной коркой. Европа входит в наш список самых ярких объектов Солнечной системы с величиной 5,2. Опять же, мы рекомендуем использовать программное обеспечение для наблюдений, такое как интерактивная страница спутника Юпитера SkyandTelescope. com, чтобы узнать, какой галилеев спутник какой.

12. Уран , наконец. Многие знают, что планета Уран теоретически видна невооруженным глазом. Седьмая планета от Солнца имеет в лучшем случае звездную величину 5,6. Уран легче всего увидеть невооруженным глазом после того, как он сначала определит его местоположение с помощью бинокля или телескопа. У него диск вместо точного изображения через оптическое устройство, и он может даже казаться слегка голубовато-зеленым. Его особенно легко найти в тех случаях, когда он тесно связан с объектами, которые легче найти, такими как Марс.

Посмотреть на фотографиях сообщества EarthSky. | Виктор С. Рогус из Седоны, штат Аризона, сделал это изображение Урана и Марса с помощью своего телескопа 20 января 2021 года. Он написал: «Небо этим вечером было в лучшем случае ясным, но я смог запечатлеть это изображение сверх- показал Марс и планету Уран через тонкие облака. Свету требуется 2 часа 43 минуты и 27 секунд, чтобы добраться от Урана до нас».