Материал:

Заслуживает внимания вопрос о распределении квазаров в пространстве. Было установлено, что квазары распределены в пространстве изотропно по направлениям, но очень неравномерно по расстояниям: наибольшее число квазаров находится на расстояниях, для которых величина красного смещения Z = 2-5-3. Но мощность квазаров настолько велика, что их можно было бы увидеть и на расстояниях, соответствуют красному смещению Z = 5. Почему же их там не видно?

Световой луч от ближайшего к нам квазара достигает Земли за 260 000 000 лет, а от наиболее удаленного - по 12000000000 лет. Таким образом, мы видим эти объекты не такими, какие они есть в данный момент, а какими они были 12000000000 лет назад. Тем самым мы можем определить интервал времени, в течение которого образовывались эти объекты.

В связи с этим интересно было бы установить количество галактик на расстояниях, соответствующих красному смещению Z> 1. Если бы оказалось, что их там мало, тогда с уверенностью можно было бы говорить, что квазары - это ранняя стадия развития галактик. Если же галактики там есть, значит квазары являются объектами, принципиально отличными от галактик. Пока, к сожалению, наблюдать с поверхности Земли галактики с Z> 1 невозможно.

Гипотезы о происхождении квазаров

После того, как было открыто квазары, многие из них удалось найти и на старых снимках, сделанных десятки лет назад. Изучая эти старые негативы, астрономы заметили, что с 1896 по 1963 гг. Видимая яркость квазара ЗС273 колебалась в пределах 0,7 звездной величины. Выяснилось, что светимость квазаров может заметно меняться не только годами, но и в течение нескольких дней. Отсюда следует, что квазары ни в коем случае не могут быть галактиками.

Действительно, любой процесс распространяется со скоростью, которая не может превышать скорости света. И если в какой-либо части галактики начался процесс, который вызывает повышенное излучение, то он распространится на всю галактику только через тысячи лет. Но все звезды галактики не могут по команде и без всякого физического связи друг с другом вдруг уменьшить или увеличить свою яркость. Итак, поперечники некоторых квазаров не больше несколько световых дней.

Удалось выяснить детали строения некоторых квазаров. Исследование их спектров показывают, что, по крайней мере, внешняя часть этих объектов представляет собой горячий газ. Этот газ движется во всех направлениях со скоростью две-три тысячи километров в секунду. Однако при этом он продолжает окутывать ядро квазара, которое дает непрерывный спектр. Это означает, что сила тяжести, которая удерживает газ, очень велика, и масса центральной части квазара никак не менее чем миллион солнечных масс. На некоторых снимках видно туманности, окутывают квазары.

Квазары имеют очень сильное ультрафиолетовое излучение. Во всех диапазонах электромагнитного излучения - и в видимом, и в невидимом - квазары являются самыми мощными излучателями в космосе. При таком расточительства жизни квазара или, точнее говоря, стадия квазара в жизни какого-то небесного объекта не может быть длинной. Время их жизни составляет около нескольких миллионов лет.

Итак, известны размеры квазаров, удалось кое-что выяснить об их строении и даже определить приблизительно продолжительность их жизни. Однако это не означает, что природу квазаров уже удалось объяснить. Десятки гипотез об их происхождении конкурируют между собой.

По одной из них, квазар - серия одновременных взрывов огромного количества сверхновых звезд. В центральных частях галактик, где звезды расположены гораздо гуще, чем в окрестностях Солнца, взрыв одной сверхновой может вызвать взрыв ближайших звезд. То есть может произойти что-то вроде детонации или цепной реакции. Достаточно убедительных доказательств в пользу этой теории пока нет.

Не так давно астрофизики обратили внимание на странные голубоватые звездочки с резко усиленной ультрафиолетовой частью спектра. Выяснилось, что это совсем не звездочки, а внегалактические тела, которые излучают свет столь же расточительно, как и квазары. Как и квазары, по размерам они небольшие. Отличаются от квазаров эти объекты тем, что не имеют какого-либо заметного радиоизлучения. Эти объекты получили название квази-галактик, или квазаг. Не исключено, что каждый квазаг на время становится квазаром, то есть сверхмощным источником космического радиоизлучения.

Еще одна гипотеза предполагает, что квазары - это остатки того сверхтяжелого Прототила, взрыв которого 15-18 миллиардов лет назад привел к образованию Вселенной. По этой гипотезе, каждый квазар похож на расширяющегося Вселенная в миниатюре. Еще одна гипотеза: квазары - это обычные галактики, но они имеют повышенную яркость, так как между ними и Землей находятся гравитационные линзы.

Поскольку расстояния до квазаров составляют миллиарды световых лет, то явления, связанные с ними, относятся ко времени Большого Взрыва. Итак, удаляясь в прошлое, мы встречаем объекты со все большим энерговыделением.

Природа квазаров остается до сих пор не совсем понятной.

Рождение и эволюция звезд

Взглянув на небо даже бегло, легко заметить, что мир звезд чрезвычайно разнообразен. Звезды прежде всего отличаются блеском и цветом. Понятно, видимый блеск еще не дает достоверного представления о том, какое количество света излучает в пространство та или иная звезда. Если бы все звезды розмишувалися на одинаковом расстоянии от Земли, то ответ на этот вопрос был бы простой - более яркие звезды есть и более мощными излучателями. Но на самом деле приходится сначала определять расстояние до звезды, а затем с ее видимой яркостью и известной расстоянием вычислять настоящую светимость звезды.

Чем массивнее звезда, тем больше ее светимость. Однако массы звезд не могут быть произвольными. Если ,, скажем, тело имеет массу, в десятки раз меньше, чем у Солнца, то температура в недрах этого тела недостаточна для возникновения ядерных реакций. Тело с такой массой никогда не станет самосветящейся, то есть никогда не превратится в звезду. Такая судьба, например, у Юпитера, который по своей массе "не дотягивает" до звезды.

Есть, очевидно, и верхний предел звездной массы. Во всяком случае, в Метагалактике крайне редко встречаются звезды с массами, которые в десятки раз превышали массу Солнца. А вот размеры звезд очень разные - от сверхгигантов, диаметр которых больше диаметра земной орбиты, к карликовым, нейтронных звезд, диаметр которых составляет около десяти километров.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела

Изучая спектры звезд, астрономы выяснили их состав. Одновременно удалось определить температуру поверхности звезд. Зная истинную светимость и поверхностную температуру звезды, астрономы могут сделать много важных умозаключений. В начале XX века датский астроном Эйнар Герцшпрунг и американский астроном Генри Норрис Рассел независимо друг от друга обнаружили, как много интересных выводов можно получить из диаграммы светимость-температура. Светимости звезд при этом откладываются

по вертикальной оси, а поверхностная температура - по горизонтальной оси. Каждую звезду на небе, для которой известны ее светимость и температура поверхности, можно изобразить на этой диаграмме в виде точки. Например, светимость Солнца равен 1, а его температура близка к 6000 К, поэтому Солнце изображается точкой примерно посередине диаграммы. Этот график назван диаграммой Герцшпрунга-Рассела.

Видно, что точки, изображающие звезды, размещенные по всей диаграмме не беспорядочно. Напротив, они группируются в трех основных областях. Большинство звезд, которые мы наблюдаем на небе, принадлежат к главной последовательности. Главная последовательность проходит через всю диаграмму по диагонали от ярких горячих звезд в левом верхнем углу к слабым холодных звезд в правом нижнем углу. Солнце тоже является звездой главной последовательности.

Кроме главной последовательности, есть другая группа звезд в правом верхнем углу диаграммы Герцшпрунга-Рассела. Эти звезды яркие и холодные. Они излучают света в тысячи раз больше, чем Солнце, но их поверхностные температуры составляют всего 3000-4000 К. Итак, по своим размерам эти звезды должны быть гигантскими. Рядовые диаметры таких звезд составляют несколько сотен миллионов километров. Поскольку эти звезды холодные, они излучают преимущественно красноватый свет. Поэтому их называют красными гигантами.

Почти каждая красная звезда, которую можно наблюдать на небе, - это красный гигант. Например, среди наиболее ярких - Бетельгейзе в Орионе, Антарес в Скорпионе, Альдебаран в Тельце. Все остальные звезды, видимые невооруженным глазом, - это звезды главной последовательности.

В хороший телескоп можно увидеть звезды еще одного типа, которые не принадлежат ни к красных гигантов, ни к главной последовательности. Этот третий тип включает очень горячие и очень слабые звезды. Поверхностная температура, характерная для этих звезд, от 10000 до 20000 К, а излучают они лишь 0,01 часть света, который излучает Солнце. Поэтому точки, изображающие эти звезды, сосредоточены в левом нижнем углу диаграммы Гецшпрунга-Рассела. Очень горячие звезды излучают в основном голубовато-белый свет; эти слабые звезды должны быть небольшими. Как правило, по размерам они похожи на Землю (то есть имеют диаметр примерно 15000 км), и поэтому их называют белыми карликами.

Роль диаграммы Герцшпрунга - Рассела трудно переоценить. Существуют какие-то важные причины, по которым большинство звезд - это либо звезды главной последовательности, или красные гиганты, или белые карлики. Разумеется, есть и исключения, но факт остается фактом - большинство звезд миллиарды лет своей биографии остаются членами одного из этих трех основных семейств.

Звезды эволюционируют. Это означает, что в течение своей жизни звезда меняет свою светимость и поверхностную температуру. Иначе говоря, точка, изображающая звезду, должна перемещаться по диаграмме Герцшпрунга - Рассела.

Источник: https://studbooks.net/7244/estestvoznanie/kontseptsii_sovremennogo_estestvoznaniya

Смотрите также:








ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
_Роджерс Карл, Брак и его альтернативы