Колин Стюарт - Вселенная на ладони [litres]

У этой системы есть свои недостатки. Классификация галактики зависит от угла зрения, под которым мы ее наблюдаем. Старую спиральную галактику, утратившую большую часть своих рукавов, можно легко спутать с эллиптической галактикой, если мы смотрим на нее в фас. В 2011 году команда астрономов, проводивших исследования в рамках ATLAS3D, программы изучения галактик, обнаружила, что две трети местных галактик, ранее классифицированных как эллиптические, на самом деле оказались быстро вращающимися дисками.

Как мы уже видели ранее, центральная область галактики М87 возбуждена значительно сильнее, чем балдж нашего Млечного Пути. По этой причине астрономы дали М87 название «активной галактики», а ее центральной области – название «Активного ядра галактики» (АЯГ). Млечный Путь не является активной галактикой.

Все это так или иначе сводится к вопросу о том, сколько всего вещества и энергии поглощает сверхмассивная черная дыра в галактике. Если огромное количество вещества засасывается в черную дыру, то она формирует разрастающийся диск – по существу, большую плоскую вращающуюся очередь из вещества и материала, ожидающего того момента, когда будет втянуто внутрь дыры. По мере того как газ и пыль, спирально закручиваясь, все стремительнее втягиваются внутрь дыры, возникшее трение поднимает температуру до невероятных высот и сверхразгоряченная материя начинает светиться высокоэнергетичным ультрафиолетовым светом и рентгеновскими лучами. Центральная часть активной галактики обычно выделяет больше энергии, чем вся остальная часть галактики, вместе взятая. Некоторые из АЯГ настолько мощные, что они способны затмить тысячи галактик, подобных Млечному Пути.

АЯГ способны также вспыхивать, демонстрируя взрывной рост количества выделяемой ими энергии за короткий промежуток времени.

Предполагается, что это происходит потому, что сверхмассивная черная дыра в этот момент пожирает особенно большую порцию вещества. По длительности такой вспышки астрономы могут определить количество поглощаемого вещества. Вспышка, длящаяся неделю, вероятно, вызвана облаком шириной в одну световую неделю (1/52 светового года).

Примерно в одной из десяти активных галактик взаимодействия между разрастающимся диском и магнитным полем черной дыры приводят к формированию из некоторого материала симметричных струй или потоков, извергающихся из диска под прямым углом к нему. Это именно то, что происходит на М87. Однако струи вещества не выходят из недр самой черной дыры – это просто невозможно по определению. Они выплескиваются из областей самого разрастающегося диска, находящихся непосредственно за горизонтом событий черной дыры.

Наиболее мощные АЯГ могут быть видны на огромном расстоянии от них из всех точек Вселенной. На первый взгляд они кажутся звездами, однако измерения показали, что они часто находятся на расстоянии миллиардов световых лет. Ни одна из обычных звезд не может оставаться достаточно яркой, чтобы быть видимой с такого огромного расстояния, поэтому они были определены как «квазизвездные объекты». Это определение позже было сокращено до просто «квазаров».

Астрономы называют АЯГ в зависимости от угла, под которыми мы их наблюдаем. Если случается так, что мы смотрим на какую-нибудь струю прямо сверху вниз, она будет называться блазаром.

Поскольку эти струи очень узкие, блазары представляют собой очень компактные объекты. Кроме того, они очень переменчивы, так как сила АЯГ‐струй зависит от того, сколько газов потребляет черная дыра, расположенная в центре.

Астрономы называют АЯГ квазарами или блазарами в зависимости от угла зрения, под которым мы их наблюдаем

Вглядываться в далекие космические объекты, такие как квазары или блазары, означает смотреть в прошлое. Вообразите, что вы получаете почтовую открытку от друга, который пишет о каком-то празднике. Когда вы читаете это, вы не задумываетесь о том, что они делают в этот момент, – вы пытаетесь понять, что они собирались делать, когда писали все это несколько дней назад. Для того чтобы сообщение дошло до вас, потребовалось время, следовательно, открытка принесла вам новости о прошлом, об уже совершившемся, не о настоящем. То же самое происходит со светом и космическим пространством.

Когда мы наблюдаем какой-либо объект, находящийся на расстоянии в миллиарды световых лет от нас, мы осознаем, что этому свету потребовались миллиарды лет для того, чтобы достичь Земли. Следовательно, в этом случае мы видим образ Вселенной, каким он был в прошлом, миллиарды лет назад. Астрономы установили, что большая часть квазаров и блазаров обнаруживается на огромных расстояниях от Земли, из чего можно заключить, что на ранней стадии Вселенной они были более распространены, чем сейчас.

Есть множество имен, с которыми ассоциируется астрономия XX века, но имени Весто Слайфера среди них нет. История каким-то образом прошла мимо него, в то время как его вклад в наше понимание Вселенной трудно переоценить: в 1912 году он стал первым человеком, измерившим красное смещение галактики.

Мы уже встречались с идеей красного и фиолетового смещений ранее, когда обсуждали метод радиальной скорости при исследовании экзопланет. Если источник света удаляется от вас, его световые волны будут удлиняться и их спектральные линии – аналоги черных штрихкодов – будут смещаться в направлении красного конца спектра цветов. Спектральные линии приближающихся объектов смещены в сторону фиолетового конца. Чем сильнее смещение, тем быстрее движется объект.

Космический телескоп «Хаббл» (КТХ) коренным образом изменил наше представление о Вселенной.

Одной из самых знаменитых фотографий, сделанных им, является снимок глубокого поля Хаббла. В период с 18 по 28 декабря 1995 года астрономы с помощью КТХ непрестанно вглядывались в область неба размером с песчинку, которую держат на расстоянии вытянутой руки. Фотография была заполнена тремя тысячами крапинок, пятен и клякс – одними из самых отдаленных галактик, когда-либо открытых человеком. Они находятся так далеко от нас, что большая их часть уже не существует. За 13 с небольшим миллиардов лет, которые потребовались для того, чтобы их свет добрался до нас, они исчезли.

В период с 2003 по 2004 год астрономы сделали аналогичные фотографии, получившие название ультраглубокого поля Хаббла. Оценки, сделанные на ее основании, позволяют предполагать, что в доступной нашему обзору Вселенной присутствует 2 триллиона галактик. В каждой из них имеются сотни миллиардов звезд, а это значит, что во Вселенной больше звезд, чем количество сердцебиений, которые отмечались на протяжении всей человеческой истории. Если учесть, что на каждого представителя Homo Sapiens, когда-либо жившего на нашей планете, приходится одно сердцебиение в секунду, – то это все равно в тысячу раз меньше, чем число звезд во Вселенной.