Эволюция Вселенной и происхождение жизни

Радиоизображения квазаров демонстрируют интересную картину: квазары состоят из центрального точечного ядра, окруженного излучающими облаками, которые время от времени убегают от ядра. Скорость облаков настолько велика, что их движение наблюдается как увеличение углового расстояния от ядра. Это совершенно исключено при наблюдении галактик. Поперечные движения по небу обычно вообще незаметны из-за больших космических расстояний.

Нормальные галактики движутся со скоростью несколько сотен километров в секунду. При наблюдении соседних галактик это приводит к смещению порядка 0,001 секунды дуги в год. Но квазары находятся гораздо дальше соседних галактик, скажем, в 1000 раз. Следовательно, угловая скорость 0,001 "/год, как это определено по наблюдениям VLBI, соответствует пространственной скорости сотни тысяч километров в секунду. Иными словами, скорости во вспышках квазаров близки к скорости света. Нередко наблюдаемые на небе поперечные смещения в квазарах при их пересчете на пространственную скорость дают значения в 3-10 раз больше скорости света, но на самом деле это оптическая иллюзия. Реальные скорости близки к скорости света, но никогда не превосходят ее.

Часто на изображениях квазаров видна светлая полоска, называемая джетом и выходящая прямо из ядра квазара. Вероятно, джет — это траектория вещества, вытекающего из ядра. Во многих случаях существуют продолжение этого короткого джета за пределы активной галактики. Такой длинный джет был обнаружен, например, у Лебедя А (см. рис 26.5). После открытия крупномасштабных джетов у астрофизиков сформировалась общепринятая сейчас точка зрения, что существуют гигантские каналы передачи энергии от ядра к внешним излучающим областям, удаленным на сотни тысяч световых лет. Но в длинных джетах до сих пор не замечено какого-либо движения, за исключением областей, очень близких к ядру (короткий джет), где движение происходит почти со скоростью света.

Мы не знаем, существует ли простая связь между короткими и длинными джетами. Отметим, что представление о длинных джетах как об «энергетических магистралях» сталкивается с проблемами. С учетом неизбежных потерь энергии в таких каналах количество наблюдаемой энергии, выделяемое на внешнем конце джета, порою в миллион раз больше того, которое втекает в короткий джет, и к тому же в миллион раз больше, чем можно ожидать из окрестностей массивной черной дыры. Альтернативное объяснение может быть таким: длинные джеты — это следы, оставленные черными дырами, выброшенными из ядра галактики. Каждая из внешних излучающих областей может содержать собственную черную дыру, вырабатывающую энергию. Тогда не возникает трудностей с потерей энергии, поскольку расстояние ее переноса мало (рис. 26.8). До сих пор нет убедительных свидетельств в пользу той или иной модели.

Рис. 26.8. Модель радиогалактики с выбросом черных дыр, предложенная Маури Валтоненом. Каждая область радиоизлучения содержит выброшенную сверхмассивную черную дыру.

Гравитационные линзы.

В 1979 году сотрудник Манчестерского университета Денис Уолш обнаружил два квазара на расстоянии всего лишь 6 угловых секунд друг от друга (рис. 26.9). Он сообщил эту новость в Национальную обсерватории Кит-Пик (США) Роберту Карсвеллу и Рею Вейману, попросив их изучить спектры этих квазаров. Каково же было их удивление, когда оказалось, что оба спектра совершенно одинаковые: в них имелись одни и те же линии с одинаковой интенсивностью и одинаковым красным смещением. Это было поразительно! Все известные до этого момента квазары отличались своей индивидуальностью: спектр каждого квазара был так же индивидуален, как отпечатки пальцев. Каким же образом эти два квазара Q0957+561А и В оказались близнецами?

Рис. 26.9. Первая гравитационная линза Q0957 + 561 А и В. С разрешения Bill Keel.

Разгадка заключалась в том, что на самом деле это один квазар, но его изображение раздвоилось из-за массивной галактики, лежащей на луче зрения между нами и квазаром. В результате эффекта гравитационной линзы (см. главу 25) свет квазара может доходить до нас разными путями, огибая галактику с двух разных сторон. В случае Q0957+ 561 эти два пути оказались видны на небе под углом 6". Галактики не являются идеальными линзами. Вместо одного изображения они создают два, три или даже больше. В случае Q0957 + 561 эффект гравитационного линзирования подтвердил Алан Стоктон с Гавайских островов, обнаруживший галактику, действующую как линза. Сегодня нам известны и многие другие гравитационные линзы (рис. 26.10).