Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса

Иногда свет от блестящего аккреционного диска не виден, а вместо него наблюдается сильное инфракрасное излучение. Астрономы называют такие системы сейфертовскими галактиками 2-го типа и строят модели, в которых ядра этих галактик окружены толстыми кольцами темной пыли. Пыль поглощает свет, исходящий от аккреционного диска, тем самым скрывая его от нашего взгляда, и повторно излучает этот свет на длинах волн среднего инфракрасного диапазона. Лучшим примером станет ближайшая к нам спиральная галактика с баром М77 (NGC 1068) в созвездии Кита, центральная область которой обильно излучает в инфракрасном диапазоне. Считается, что эмиссионные линии ее спектра исходят из облаков высокоионизированного газа, находящихся не более чем в световом году от черной дыры, расположенной в ядре, а также от аккреционного диска.

Если посмотреть на область ядра плашмя, а не с ребра, мы сможем увидеть прямое излучение аккреционного диска — и станем свидетелями самого высокоэнергетического излучения и самых широких эмиссионных спектральных линий. Такие системы называются сейфертовскими галактиками 1-го типа и служат относительно близкими аналогами квазаров, светящихся еще сильнее и заметных на гораздо бо́льших расстояниях.

Нам нужно зайти довольно далеко, чтобы найти настоящий квазар — активную галактику, излучение ядра которой превосходит все остальные. Один из ближайших примеров — и первый объект, опознанный как квазар, — это 3С 273 в созвездии Девы. Значительное красное смещение эмиссионных линий его спектра указывает на то, что с тех пор, как свет этого квазара был впервые испущен, космос расширился в 1,16 раза. Это означает, что мы видим его таким, каким он испускал свое излучение примерно 2,4 млрд лет назад, когда находился примерно в 5 млрд световых лет от нас. Несмотря на невероятную удаленность квазара 3С 273, астрономы-любители могут наблюдать его в телескопы с апертурой 350 мм и более. Видимая звездная величина квазара, равная 12,9, в сочетании с огромным расстоянием до него дает просто невероятную абсолютную светимость — около 4 трлн солнц, или в 100 с лишним раз больше, чем у обычной галактики, и все это из области размером не больше нашей Солнечной системы. Недавние снимки, сделанные космическим телескопом «Хаббл» и космической рентгеновской обсерваторией «Чандра», позволили получить намеки на строение 3С 273, в том числе увидеть мощную струю и рассеянный звездный свет. Изображения других квазаров показывают большое разнообразие форм — от спиральных галактик, на первый взгляд совершенно обычных, до множества сливающихся галактик. Мы вернемся к квазарам в девятой главе, поскольку в расширяющейся Вселенной они, как кажется, занимают особый временной период.

КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ

Красное смещение спектральной эмиссионной линии, исходящей от галактики, определяется как (z = Δλ / λ_o), где Δλ — наблюдаемое увеличение длины волны эмиссионной линии, а λ_o— длина волны, измеренная в лаборатории. Эта величина отражает степень расширения Вселенной с тех пор, как свет был впервые испущен. У квазара 3С 273 наблюдаемое красное смещение составляет z = 0,158. Это означает, что с тех пор, как он впервые излучил наблюдаемый нами свет, Вселенная расширилась на 16 %, или в 1,16 раза. Принимая как данность то, что возраст Вселенной составляет 13,8 млрд лет (и, по существу, она свободно расширяется), мы видим свет таким, каким он был испущен около 2,4 млрд лет назад.

Подсчет галактик