JM Free Ebooks - шаблон joomla Форекс
Душанбе, 05 Сентябри 2022 09:50

Квазарҳо яке аз ҷирмҳои дурахшонтарин дар Кайҳон

Муаллиф: Сафаров С.Н.

  Маълум аст, ки сирру асрорҳои аз ҷиҳати илми асоснок нагардида олимонро водор месозад, то баҳри кашфи илмии онҳо кушиш намоянд. Роҳ ба ҳақиқати илми бо ҷамъоварии далелҳо, низоми онҳо, ҷихати умумӣ шурӯъ мешавад. Далелҳо танҳо далелҳо ҳастанд, ки таҳкурсии ягон гипотеза ё кор, ки дар натиҷаи омӯзиши кори душвор пайдо мегардад. Илми астрономия ба мо имконияти медихад, ки барои ҳалли масъалаҳои берун аз атмосфера ва галакттика роҳи хал пайдо намоем.

  Квазар (англ. quasar; аз лот. quas(i) «монанд», + англ. (st)ar «ситора») — синфи ҷирмҳои астрономи ва яке аз дурахшонтарин дар Кайҳон. Дар назар аст, ки квазарҳо тавоно ва ҳастаи фаъоли дури галактика буда дар онҳо Вартаи сиёҳи фавқулмасса, ки дар ҳолати акретсия тамоми материяи фазои иҳоташударо ба худ фурӯ мебарад, чойгир аст. Ин ба Вартаи бузургмасса ва афканишоти пурзўр меорад. Бузургии афканишоти квазар баъзан даҳҳо ва садҳо маротиба тавоноии ҷамъи ҳамаи ситораҳои галактика ба мисли галактикаи моро мегузарад. Мушоҳидаи оилаи галактика дар атрофии квазарҳо (на ҳама) баъдтар муайян карда шуданд. Дар навбати аввал квазарҳо мисли объектҳои бо лағжиши сурхи калони дорои афканишоти электромагнитӣ (радиомавҷҳо ва нурҳои намоён) ва хело андозаи хурди кунҷи дошта муайян шуданд. Баъд аз муайян гаштан дар муддати якчанд сол онҳоро аз манбаҳои нуқтагӣ – ситора бо бузургии ситораги аз ҳама дурахшон +12.6 бо муқоиса аз ҳама ситораи дурахшони бузургии ситорагиаш -1.46 фарқ кардан намешуд. Назарияе вуҷуд дорад, ки квазарҳо дар ҳолати ташаккулёби ба Вартаи сиёҳи фавқулмасса моддаҳои гирду атрофро фуру бурда, галактикаи навро ташкил медиҳанд. Дар вақтҳои охир гуфта мешавад, ки манбаи афканишот диски акретсионии фавқулмассаи Вартаи сиёҳи дар маркази галактика ҷойгирбуда ва лағжиши сурхи квазарҳо бо бузургии лағжиши ҷозибави дар назарияи умумии нисбияти гуфташудаи А. Эйнштейн мебошад.

  Квазарҳоро маякҳои (мино) кайҳон мегуянд. Онҳо дар масофаҳои дур намоён буда (то лағжиши сурх каме гузаштан z = 7) аз руи онҳо сохт ва ташаккулёбии Кайҳон, тақсимшавии моддаҳо муайян ва омўхта мешавад. Дар ҳолати дур ҷойгир будан квазарҳоро аз ситораҳо фарқ кардан гайри имкон буда барои ҳамин  радиоафканишоти онҳоро бо дурустии амиқ аз Замин муайян кардан аз параметрҳои стансияи худкори байнисайёрави истифода мебаранд.

  Ба ғайр аз мушоҳидаҳои ҳозира боз мушоҳидаҳои аввалин вуҷуд доранд. «Квазар (объекти квазиситора) – синфи объектҳои осмонӣ, ки дар ҳудудҳои оптикӣ ба ситораҳо монанд буда дорои радиоафканишоти бузург ва андозаи кунҷии хело хурд (хурдтар аз 10'') мебошанд». Онҳо монанди ситораҳо ҷирми кайҳонии худавканишоткунанда буда бо масса ва нурафкани якчанд маротиба аз Офтоб калон мебошанд. Мушоҳидаи квазарҳо  аввалин маротиба ба охирҳои солҳои 1950-ум ва аввали солҳои 1960-ум рост омада мавриди омўзиш карор гирифтаанд. Ин мушоҳидаҳо ба пурраги дуруст буда бо гузариши вақт квазарҳои радиоафканишоти хурд дошта муайян карда шуданд. Дар соли 2004 ба ин қатор 90% квазарҳои маълум ҷой дода шудаанд.

  Таърихи квазарҳо бо сохта шудани радиорасадхона ва барномаи ҳисоби андозаи кунҷи намоёни радиоманбаъ оғоз гашт. Аввалин радиоманбаъ (квазар) дар охири солҳои 1950 аз тарафи Томас Мэттю ва Алан Сэндиҷ 3С 48 дар бурҷи Мусаллас (Треуголник), ҳамчун 11m бузургии ситорагӣ дар масофаи 3,98 миллиард соли рўшноӣ = 1220 Мегапарсек, ва дар фотолавҳа 26 сентябри соли 1960 - 1962 3С 373, 3С 196 ва 3С 286 ҳамчун объектҳои хираи оптикӣ дар вақти мушоҳидаи радиогии осмон кашф карда шуданд. То соли 1963 аллакай 5 квазар 3С48, 3С147, 3С196, 3С273, 3С 286 муайян карда шуда каталоги сеюми радиоманбаъҳои кайҳони дар Англия тартиб дода шудааст. Дар ҳамин сол астрономии ҳолланди Мартин Шмидт ошкор кард, ки хати тайфии квазарҳо ба самти сурх сахт лағжидаанд. Лағжиши сурх бавуҷудоварандаи эффекти космологии лагғжиши сурх ҳангоми дар ҳолати нобуд гаштани квазарҳо буда, масофа то онҳо бо қонуни Ҳаббл муайян карда мешавад. Тақрибан 9 апрели соли 1963 Ю. Н. Ефремов ва А. С. Шаров бо ҳисобҳои фотометрии тасвири манбаъи 3С 273 тагйирёбии  тобиши квазарро бо даври ҳамаги якчанд руз муайян карданд. Яке аз наздиктарин ва дурахшонтарин квазар 3С 273 дорои тобиши тақрибан 13m бузургии ситорагӣ ва лағжиши сурх z = 0, 158 (масофаи тақрибан 3 млрд с.р ) мебошад. Аз ҳама квазари дур бо дурахшонии бузург, ки сад маротиба аз  дурахшонии галактикаи оддӣ зиёд аст бо ёрии радиотелескоп дар масофаи зиёда аз 12 млрд с.р ба қайд гирифта шудааст. Дар моҳи июли соли 2011 аз ҳама квазари дуртарин (ULAS J112001.48+064124.3) дар масофаи тақрибан 13 млрд с.р аз Замин воқеъ буда  муайян гардид. Дар ҳоли ҳозир миқдори дурусти квазарҳоро муайян кардан хело душвор аст. Ин чунин фаҳмида мешавад, ки аз як тараф муайян кардани квазарҳои нав ба нав ва аз тарафи дигар вуҷуд надоштани сарҳади аниқи квазарҳо байни дигар навъҳои галактикаҳои фаъол аст. Дар нашри соли 1987 дар руйхати Хюитта – Бэрбриҷа квазарҳо 3594 ададро ташкил медоданд. Дар соли 2005 бошад, гурўҳи астрономҳо дар татқиқотҳои худ 195 000 квазарҳоро истифода бурдаанд. Ин аз он шаҳодат медиҳад, ки миқдори беҳад зиёди квазарҳо муайян, татқиқ ва ошкор гардидаанд. 

  Астрофизик Маартен Шмидт 5 августи соли 1962 дар Расадхонаи Маунт – Паломар объекти ситорамонанд 3С 273 дар бурҷи Сунбула (Дева) ҳамчун 12m,5 бузургии ситорагӣ дар масофаи 590 Мпс (1,92 миллиард соли рўшнои) суръати дуршави 47400 км/с, лағжиши сурх z = 0,16, массаш ба 108 массаи Офтоб баробар буда кашф намуд, ки манбаъи радиоашканиши тавоно дошта, дар серияи хатҳои балмерии тайфи  Н (ҳидроген) ва хати ионизатсияшудаи   Mg (магний) ки ба тарафи сурхи тайф лағжида шуда буд. Координатаҳои ситорагии квазар ЗС 273 бо роҳи мушоҳидаи гирифти ў аз тарафи Моҳ дар расадхонаи Паркс, Австралия муайян карда шуд. Равшанноки ЗС 273 тақрибан 100 маротиба аз равшаннокии Галактикаи мо зиёдтар буда, ба монанди низоми ситорагии фавкулазим баробар буд. Бо чунин равшаннокии баланд астрономҳо дар он вақт дучор наомада буданд. Қайд кардан ҷоиз аст, ки хосияти аҷоиби объекти ЗС 273 танҳо дар асоси радиоафканиш буданаш кашф шуд. Дар фазо  ҳазорҳо ситораҳое вуҷуд доранд, ки бузургии ситорагияшон ба 13m баробар аст. Дар байни онҳо объекти ЗС 273 якчанд маротиба дар майдони биниши телескопҳои оптики афтида буду лекин диқати мушоҳидачиёнро ҷалб карда натавонист. Баъд аз муайян намудани табиати метагаликтикии 3С  273 аниқ гашт, ки 3С  273 бо гузашти вақт равшаннокии худро тағйир медиҳад. Астрономҳои шуравӣ аз Москав А.С.Шаров ва Ю.Н.Ефремов пурра расмҳои куҳнаи осмонро таҳқиқ намуда тасодуфан ин объктро ошкор намуданд. Ин расмҳо дар китобхонаи шишагинӣ институти давлатии астрономии ба номи Штернберг нигоҳ дошта мешуданд. А.С.Шаров ва Ю.Н.Ефремов 73 негативҳоро омўхта (солҳои 1869 то 1963) собит намуданд, ки бузургии ў аз 12m то 12m,7 тағйир меёбад. Ин квазар танҳо ҳолате ошкор шуд, ки дар муддати солҳои 1927 – 29 сели афканиш 3 – 4 маротиба зиёд шуд. Ҳолатҳое мешавад, ки дар як шаборўз бузургии ситорагии квазар 0,2 – 0,3 тағйир меёбад, аммо бо усули оптикӣ ин ҳолатро дарк кардан душвор аст. Баъдтар ин кашфиёт аз тарафи олимони амрикоӣ бо мушоҳидаҳои якчандсола тасдиқи худро ёфта, тағйирёбии равшаннокии фавқулода квазар пештар ба қайд гирифта шуда буд. Тадқиқоте, ки дар Расадхонаи Пулково соли 1956 – ум гузаронида шуда буд, нишон дод ки ядрои Галактикаи NGC 5548 равшаннокии худро бо гузашти вақт тағйир медиҳад. Кашфи тағйирёбии 3С 273 дар ҳақиқат гайричашмдошт бада то ин вақт тағйирёбиро астрономҳо дар ситораҳои гуногун мушоҳида ва омўхта буданд. Фикр мекарданд, ки 3С 273 ин галактикае мебошад аз триллионҳо ситораҳо, ки ҳар яке аз онҳо дар алоҳидагӣ нур меафкананд. Ва баъдан  маълум гашт, ки  3С 273 – яке аз наздиктарин квазарҳо ба мо мебошад. Ниҳоят зуд объектҳое ба қайд гирифта шуд, ки аз хатҳои лағжиши сурх бениҳоят дар қисми дури ултрабунафш дида мешуд. Қайд кардан ҷоиз аст, ки дар тайфӣ 3С 273 хатҳои ултрабунафши ионизатсияшудаи магний бо дарозии мавҷи лаборатории 0,28 микрон, ки дар ҳолати мавҷуд набудани лагжиши сурх дар  қабати озони атмосфераи Замин фуру бурда шудаанд. Квазарҳое кашф шуданд, ки даври тағйирёбии онҳо 200 сонияро ташкил медод, асосан тағйирёби дар майдони биниши оптикӣ ва радиогӣ аз якчанд шабонарўз то як сол давом мекард. Ҳатто дар баъзе аз онҳо афканиши рентгенӣ ба қайд гирифта шуд. Якумин маротиба афканиши рентгенӣ аз объекти берун аз галактикӣ соли 1971 аз тарафи радифи махсуси рентгенӣ “Ухуру” ба қайд гирифта шуда буд ва асосӣ астрономияи рентгениро гузошта буд.    

  Чунин объект радиогалактикаи наздиктарин NGC 4486 буда дигарин чунин объекти манбаъи рентгении метагалактикӣ – галактикаи  сейфертӣ NGC 4151 буд. Баъди кашфи квазар 3С 273, радиогалактикаи Даҷоҷа – А ба қайд гирифта шуд. Зинаи нави тадқиқоти манбаъҳои рентгении берун аз галактикӣ соли 1979, баъди ба мадор баровардани лабораторияи кайҳонӣ ба номи Эйнштейн оғоз ёфт. Дар ин расадхонаи кайҳонӣ эҳсоснокии қабулкунакҳои дастгоҳҳои рентгенӣ 1000 маротиба зиёдтар буд нисбати Ухуру. Дар натиҷа миқдори зиёди квазар ва галактикаҳои  сейфертӣ муайян карда шуд. Ба ҷуз ин маълумоти зиёди мушоҳидавӣ ба даст омад, дар соҳаи астрономияи рентгенӣ, ки барои омўзиши афканиши рентгенӣ ва тарокумҳои галактикӣ басо ҷолиб буд. Дар замони ҳозира якчанд ҳазор галактикаҳои ядрояшон ноором маълум аст, ки онҳоро аз рўи таснифашон ба се гурўҳ ҷудо мекунанд:

1.Галактикаҳои, ба монанди галактикаи ба қайдгирифтаи Сейферӣ;

2.Радиогалактикаҳо ва квазарҳо;

3.Объектҳои навъи BL Сусмор (Латсертидҳо).

Ҳамагӣ зиёда аз 100 квазарҳои афканиши рентгенӣ дошта таҳқиқ шуда, инчунин миқдори зиёди тарокумҳо ва галактикаҳои сейфертӣ ошкор гардиданд. Амалан ҳамаи квазарҳо манбаъҳои афканиши рентгенӣ мебошанд, ки тавоноии онҳо дар ҳудудҳои калон аз сад як ҳиссаи афканиши пурраи галактикаи мо (1044 эрг/с) то он миқдоре, ки ҳазорҳо маротиба аз тавоногии пурраи галактика тағйир меёбад. Тавоногии афканиши рентгении квазарҳо ва ядроҳои фаъоли галактикаҳо нишондоди онанд, ки равандҳои ба амалоянда, ки бо гармшавии газ то ҳарорати садҳо миллион дараҷа алоқаманд аст.

 

  Радиосохтори квазарҳо ба радиогалактикаҳо шабоҳати зиёд дошта, танҳо бо як сохтор онҳоро фарқ кардан душвор аст. Ба монанди радиогалактикаҳо бисёр ҳолатҳо радиоманбаъҳои дугоник мушоҳида мешавад, ки дар байни онҳо ҳолатҳое мешавад, ки радиоманбаъ бо координатаҳои наздик ба объекти оптикии ситорамонанд – квазар дида мешавад. Дар кам ҳолатҳо дар масофаҳои наздик квазарҳо дар наздикии обеъкти ситорамонанд ташкилаҳои тўлкашида мушоҳида мешаванд. Аз квазари 3С 273 моддаҳои зиёд ихроҷшуда мушоҳида мешвад, ки то 20" тўл кашидааст. Дар чунин масофаи бузург бо ин андозаи кунҷӣ, тақрибан 100 ҳазор соли рўшноӣ рост меояд. Ин моддаи партофташуда, ба ҷуз афканиши оптикӣ инчунин афканиши радиогӣ низ дорад, бинобар ин  квазари 3С 273 ҳамчун радиоманбаъи дугоник қабул кардан мумкин аст. Дар соли 1963 Э. Сэндиҷ омўзиши ҳаракати газро нисбатан дар галактикаи ба мо наздик М 82 ба итмом расонида, ба хулосае омад, ки ин тавсифи ҳаракати газ ба он нишон медиҳад, ки тақрибан 1,5 миллиард сол пеш аз ядрои М 82 ихроҷи моддаҳои калони гази партофташудаанд, ки нисбати массаи Офтоб миллионҳо маротиба зиёдтар аст. Ин ва дигар далелҳо академик Амбартсумянро ба чунин фикр овард, ки дар дохили ядрои галактикаҳо ҷисмҳои зичияшон бениҳояд калон, аз моддаҳои ғайри ситорагӣ вуҷуд доранд. Қайд кардан ҷоиз аст, ки чунин ихроҷи моддаҳои аномалӣ дар баъзе радиогалактикаҳо мушоҳида мешавад. Афканиши оптикии квазарҳо табиати гармӣ надошта  партофташудани энергияи пурқувват алоқаманд (то 1041Вт) ба  ҳаҷми наонқадари Кайҳон аст. Дурахшонии пурқуввати квазарҳо имконият медиҳад, ки онҳоро дар масофаҳои миллиардҳо соли рўшноӣ мушоҳида шавад.  

          Дар соли 1982 астрономҳои австралиягӣ квазари навро кашф карданд, ки номи PKS 200-330 гирифт. Ошкор намуда шуд, ки лагжиши сурхаш рекордӣ буда Z=3.78 аст. Ин аз он гувоҳи медиҳад, ки хатҳои тайфӣ ин объекти астрономиро дар натиҷаи эффекти Доплер, ки дарозии мавҷияш 3,78 маротиба зиёд аст аз манбаъи нурафканиши беҳаракат аз мо дур мекунад. Ин квазар дар телескопи оптикӣ ҳамчун ситораи 19m дида мешавад, масофа то он бошад 12,8 миллиард соли рўшноиро ташкил медиҳад.

    Дар нимаи дуюми солҳо 80 – ум  боз якчанд квазарҳои алоҳида кашф шуданд, ки бузургии лагжиши сурхи онҳо  аз 4,0 зиёд аст.  Қайд кардан ҷоиз аст, ки радионурҳои  фиристодаи ин квазар вақте фиристода шуда буд, ки галактикаи мо аз ҷумла Низоми офтоб нав ташакулл меёфт. Ин масофаро нурӣ фиристодашуда дар муддати 13 миллиад соли рўшноӣ тай мекунад. Ин кашфиётҳои пай дар пай дар пойгаҳи илмӣ аз тарафи астрономони австралягӣ дар Расадхонаи Сайдинг – Спринг ва астрономони амрикои да Расадхонаи  Маунт – Паломар дар Калифорния кашф шуданд. Ҳоло аз ҳама квазари дуртарин аз мо - квазари PC 1158+4635 бо лағжиши сурхи 4,733 дар масофаи 13,2 миллиард соли рўшноӣ ҷойгир аст.

Дар расадхонаи Маунт-Паломар бо телескопи 5 – метра татқиқотчиёни амрикоӣ дар сохаи ситорахо, бо роҳбарии татқиқотчии беҳтарин дар соҳаи квазарҳо М.Шмидт дар моҳи сентябри соли 1991 исбот намуданд, ки объекти дуртарини Кайҳонро бо рақами PC 1247+3406, ки лағжиши сурхаш ба  4,897 баробар аст, кашф намуданд. Нури аз вай омада баробари синни Кайҳон мебошад. Ҳоло ҳазорҳо квазарҳо маълуманд, ки онҳо аз мо дар масофаҳои миллиардҳо соли рўшноӣ ҷойгиранд.  Боз дигар объекти дуртарин 4С 41.17 бо лагжиши сурхи 0,91 ва дар дурии 13 миллиард соли рўшноӣ ҷойгир аст, ошкор гардид. Қимати максималии лағжиши сурх метавонад ба 5 баробар бошад, яъне барои ин объект дар он лаҳза кайҳон ду маротиба ҷавон буда метавонад. Диаметри квазарҳо ба 1 соли рўшноӣ баробар буда дурахшонияшон аз дурахшонии галактикаҳои оддӣ 100 маротиба бештар аст. Тағйирёбии онҳо дар соҳаи оптики ва радиогӣ дар ҳудуди аз якчанд шабонарўз то якчанд солҳо мехобад. Ҳисобҳои оморӣ нишон доданд, ки миқдори нисбии нестшавии квазарҳо дар натиҷаи тавоноии афканиши онҳо мебошад. Натиҷаи беҳтарини ҳисобҳои оморӣ нишон медиханд, ки миқдори квазарҳо хело зиёд буд нисбати ҳозир ва  дар он лаҳза Кайҳон 3-5 маротиба ҷавонтар буд. Дар он вақт миқдори квазарҳо баробари миқдори галактикаҳо дар Кайҳон буданд. Фарзияе, ки галактикаҳо дар аввал кавзар буданд, рад кардан ғайри мумкин аст!

Дар замони имрӯза яке аз соҳаҳои паҳнгаштаи ба чашм айён квазар – ин Вартаи сиёҳи фавқулмасса, ки моддаҳои атрофро дар ҳолати акретсия фуру мебарад, мебошад. То чанде наздик шудани чангҳои нав ташаккулёфта ба Вартаи сиёҳ онҳо тела хурда ё бар мехўранд, ки ин ба афканишоти бузург меорад. Агар дар ҳамин ҳолат Вартаи сиёҳ дорои майдони магнитии пурзур бошад, пораҳои афтидашуда даврзанон ҷамъшуда фаввораҳои аз қутбҳо партофташуда ба амал меояд.

Бо таъсири қувваи ҷозибаи бузурги ба вуҷуд оварандаи Вартаи сиёҳ моддаҳо ба марказ равона шуда аммо ҳарақати онҳо дар ин ҳолат бо радиус набуда ба таври спирали (ҳалқашакл) иҷро мешавад. Дар ин сурат қонуни бақои моменти импулс маҷбур мекунад, ки чангчаҳо тезтар ба маркази вартаи сиёҳ наздик шуда якбора дар диски акретсиони ҷамъ шаванд. Бинобар ин ҳамаи конструксияи квазар Зуҳроро бо ҳалқаҳояш ба ёд меорад. Дар диски акретсиони суръати чангҳо хело баланд буда бархўрди онҳо на танҳо фотонҳои баланд энергия (афканишоти ренгени) балки дигар дарозиҳои мавҷи афканишоти электромагнитиро ба вуҷуд меорад. Ҳангоми бархўрди энергияи чангҳо, ҳаракати суръати даври кам шуда онҳо оромона ба Вартаи сиёҳ наздик шуда фуру бурда мешаванд. Қисми дигари чангҳо ба майдони магнити бо қутбҳои Вартаи сиёҳ равона шуда аз он ҷо бо суръати баланд партофта мешаванд. Фаввораҳои мушоҳида намудаи олимон, ки дарозии он ба 1 млн соли рўшнои мерасад, чунин пайдо мешавад. Чангҳо дар фаввораҳо бо гази байниситоравӣ бар мехўранд, ки ин радиомавҷҳоро ба вуҷуд мерад. Дар маркази диски акретсиони ҳарорат на он қадар баланд буда ба 100 000 К мерасад. Ин минтақа нурҳои ренгениро афканиш мекунад. Каме дуртар аз марказ ҳарорат пастар тақрибан 50 000 К буда, онҷо афканишоти ултрабунафш ба амал меояд. Бо наздикшавии ба сарҳади диски акретсиони ҳарорат паст шуда дар ин минтақа афканишоти мавҷи электромагнитии дароз наздик то ҳудудҳои инфрасурх афканда мешавад.

Ҳастаи галактикаи оддӣ дар дохилаш Вартаи сиёҳ  бо массаи 1 млрд массаи Офтоб ҷойгир аст (одатан 100 млн массаи Офтоб ва расдиус то 5 воҳиди астрономии дар маркази галактикаи оддӣ). Пас барои 3С273 вартаи сиёҳ бояд дорои андозаи системаи Офтоби - 108 км бошад, ки массаи 108 Офтобро нигоҳ дорад. Барои Офтоб Вартаи сиёҳ бояд, андозаи 6 км – ро дошта бошад). Ҳамин тавр фикр мекунем, ки дар маркази галактика Вартаи сиёҳи фавқулмасса ҷойгир аст ва бо ин роҳ бисёре аз таркиби квазарҳоро муайян менамоем.

Масалан, маасаи Вартаи сиёҳи дар маркази галактика ҷойгирбуда  106-1010 массаи Офтоб ва радиуси ҷозибави дар ҳудудҳои 3×106 ÷3×1010 км мехобад, ки мувофиқан бо гузашта андозаи квазарҳоро нишон медиҳад.

Маълумотҳои навтарин бошанд ҳам зичии он қисмҳое, ки нур мебарояд дастгири мекунанд. Масалан, мушоҳидаҳои 5 – сола мадори шашто ситораро муайян намудаанд, ки онҳо тақрибан ба маркази афканишоти чойгирбуда дар галактикаи мо давр мезананд. Яке аз онҳо чанде пеш аз Вартаи сиёҳ дар масофаи ҳамаги 8 соати рушнои бо суръати 9 000 км/с ҳаракат карда дур шудааст.

Вақте ки дар атрофи Вартаи сиёҳ модда бо шакли гуногун пайдо мешавад, Вартаи сиёҳ ба афканиши энергияи фурубарии мода оғоз менамояд. Дар марҳилаи аввал вақте, ки аввалин галактикаҳо ташаккул ёфтаанд, дар атрофи Вартаи сиёҳ бисёр мода мавҷуд буданд, ки барои онҳо худташаккулкунанда «пищей», ҳисоб меёфтанд ва Вартаҳои сиёҳ хело дурахшон рушнои медоданд, ки онҳо квазарҳо буданд! Бомаврид, энергияе, ки квазар дар як сония афканиш мекунад, барои таъмин кардани Замин бо ҷараён муддати миллиардҳо сол кифоя аст. Яке аз квазари рекорди бо раками 550014+81 интенсивнокии афканишоти рушноиаш 60 ҳазор маротиба аз Роҳи Каҳкашони мо бо садҳо миллиард ситора зиёд аст.

Вақте ки моддаҳо ва чангҳо дар атрофии марказ кам мешавад, рушнои нотавон шуда аммо ҳастаи галактика ва минтақаҳои он дурахшониашонро давом медиҳанд (ин ҳодисаро «ҳастаи фаъоли галактика» мегуянд, ки кайҳо ба астрономҳо маълум аст). Оқибат вақте мерасад, ки вартаи сиёҳ аз фазои атроф қисмати асосии моддаҳоро фуру бурда баъд аз он афканишот қариб ба охир мерасад ва вартаи сиёҳ ба оъекти тира мубаддал мешавад. Боз он вақти худро интизор мешавад! Ҳангоме, ки дар атроф моддаҳо пайдо мешаванд, (мисол, ҳангоми бархурди ду галактика) вартаи сиёҳ бо қувваи нав дурахшида боз ҳарисона ситораҳо ва чангчаҳои иҳотанамудаи гази байниситорагиро фуру мебарад. Бинобар ин барои квазари намоён шудан атрофии иҳотанамудаи он вобастагии калон дорад. Дастгоҳои ҳозиразамон ҳоло имкониян медиҳанд, ки дар атрофии квазарҳои дур сохтори ситораҳои алоҳидае, ки гизо асоси барои вартаҳои сиёҳ ҳастанд, фарқ намоянд.

Бо вуҷуди ин дар замони мо бархуди галактикаҳо кам ба амал меоянд, аз ҳамин сабаб пайдо шудани квазарҳо ғайри имкон аст. Дар ҳақиқат ин дуруст аст, барои он ки қариб тамоми квазарҳои мушоҳидашуда аз мо дар масофаҳои хело дур қарор дошта ин маънои онро дорад, ки нӯри аз онҳо ба мо омада кайҳо ҳангоми тавлиди аввалин галактикаҳо фиристода шудааст.

Расми 5. Намудҳои гуногуни квазарҳо

Фарзияе пайдо мешавад: квазар метавонад ҳодисаи оптикӣ шавад ё бо масофа то он вобастаги дорад. Барои санҷиши ин фарзия бояд, галактикаи оддии пурқуватро гирифт ва онро ба масофаи хело дур тақрибан ба механизми акретсиони лағжиши сурх бурд ва аз ин чи бар меояд. Механизми аккретсионии ғеҷиши сурх ба он фаҳмонида мешавад, ки афканишоти гази акретсионишуда аз баъзе минтақаҳои галактика мутаносиби энергияи гази акретсияшуда дар ин минтақа мебошад. Механизми гузариши энергияи кинетики гази акретсияшуда ба афканишот чунин аст. Ҳангоми бархўрди атоми нейтрал бо чангчаҳои массивнок (ионҳо ё дигар атомҳои нейтрал) онҳо ионизатсия шуда дар ҷойи атоми нейтрал ион ва элетрони озод пайдо шуда ба энергияи кинетики атоми ионизатсияшуда мегузарад. Дар оянда ҳангоми бархўрди электрон бо кадом яке аз ион онҳо рекамбинатсия шуда атоми нейтрали ба вуҷуд меояд ва энергияи кинетики электронро иҳота намуда дар намуди энергияи кванти афканишоти электромагнитӣ ҷудо мешавад. Раванди ионизатсия – рекомбинатсия бо хело суръати балан омада афканишоти рекамбинатсиони гази акретсияшударо ба вуҷуд меорад.

Афканишоти рекомбинатсиони бо ду роҳ метавонад ба вуҷуд ояд:

  • ҳаногми бархурди чангчаҳои акретсиякунанда бо чангчаҳои гази байниситорави – афканишот Iаг;
  • ҳангоми бархурди чангчаҳои акретсиякунанда байни худ – афканишот Iаа. Бо ин роҳ афканишоти пурраи гази акретсияшуда суммаи ду бавуҷудоваранда аст: 

Iизл= Iаа + Iаг.

Вобаста аз ҷойгиршавии массаи галактикаҳо ва гази байниситораги ҳар яке аз ин механизмҳо метавонад, бартари дошта бошад.

Маълум аст, ки зичии гази байниситоравӣ якбора немонотонӣ ва лаппишнок аз 10-3 то 2∙10-3 ва ҳатто 105 см-3 тағйир меёбад. Дар ҳоли ҳозир ҳисоботи мушоҳидаҳои абрҳои газӣ бо зичии бештар вуҷуд дорад. Барои гузаронидани ҳисоботҳо галактикаи спиралӣ (ҳалқашакл), монанд ба галактикаи мо бо чунин масофаро мегирем, ки қисми калони шохаи спиралӣ ва ҳаста дар флуктуатсияи фони осмони торик ноаён аст. Агар чунин галактика ба мушоҳид бо паҳлу нигаронида шуда бошад, пас механизми акретсиёни лағжиши сурх хело заиф падидор мегардад, зеро гази акретсиякунанда дар зичии галактика дар шохаҳои спирали оҳиста шуда гази акретсиякунанда ба самти перпендикуляр ба зичии галактика равона мешавад ва лағжиши сурхи хурд мегардад. Пас агар галактикаи спиралии дур ба мушоҳид бо зичӣ нигаронида шавад, он вақт эффекти бавуҷудоварандаи акретсияи газ хело хуб намудор мегардад.

Афканишоти Iаг – ро дар абрҳои зичии газ мебинем. Дар ҳастаи галактикаи спиралӣ зичии (~105 см-3) абрҳои ҳидрогенӣ бо диаметри 0,1 пк мушоҳида шуда ғафсии галактикаи спиралӣ дар марказ 5•1020 ÷ 1021 см – ро ташкил медиҳад. Бо назардошти андозаи нишондодаи зичии абрҳо, мавҷудияти онҳоро дар масофаи R то маркази галактика зиёда аз 1017 см интизор шудан мумкин аст. Фарз мекунем, ки абрҳо дар қабати 1017< R <1018 см ҷойгир шудаанд. Барои галактикаи бо массаи М=1045 г. лағжиши сурх z афканишоти гази акретсиякунанда барои 1017< R < 1018см метавонад, дар ҳудудҳои аз 0,2 то 4,5 (вобаста аз ҷойгиршавии масса дар ҳаҷми галактика) ва суръати аккретсия аз 109 то 2•1010 см/с тағйир ёбад.

Зичии гази байнигалактикӣ ба 10-6 см-3 баробар аст. Агар газ дар маркази галактика ростхатта акретсия мешуд, пас ҳангоми R ~ 1017см будан зичии он ба ~30 см-3  баробар мебуд. Дар ҳақиқат бошад, бузургии намоёни зичӣ бештар (бо тартиб ё ба он монанд) ба мисли гази байнигалактика акретсия дар қутбҳо на ростхатта ба амал омада бо хати магнитӣ ғеҷида "эффект воронка" – ро ба вуҷуд меорад. Ин дар расми – 6 оварда шудааст. Бо ранги кабуд конус тасфир ёфтааст, ки дар он гази акретсиякунанда ростхатта ҷойгир шудааст. Масири газ барои дар ҳақиқат ба вуҷуд омадани акретсия бо ранги сиёҳ нишон дода шудааст. Тавре ки  мебинед, ҳангоми ба маркази галактика наздик будан, ҳамон қадар зичии воқеии гази акретсиякунанда  қавитар гашта аз зичии баҳисобгирифтаи барои акретсияи ростхатта зиёдтар аст.

Бо ин ҳама ҳисобот, баҳодиҳии итенсивнокии афканишоти гази акретсияшуда аз хачми абр бо диаметри 0,1пк зичи nг =105 см-3, ҷойгиршуда дар масофаи 1017< R <1018см аз маркази галактика муқоиса бо тавонои афканишот пурраи галактика дар худудхои оптики   афканишоти Iизл ~ 1042 ÷ 1044эрг/с медихад. Ҳисоби масофаи r то дуртарин галактика бо формулаи  (с – суръати рӯшноӣ, H – доимии Ҳаббл) ба вуҷуд меояд. Ҳангоми z =0,74, Н =75 км·с/Мпс пас масофаи r ба 1,1•1028 см баробар мешавад. Агар дар ҳақиқат галактика аз мушоҳид дар масофаи 1026см ҷойгир бошад, пас ин масофа ду тартиб ва энергияи афканиш дар чор тартиб баланд бардошта мешавад. Аз ин бар меояд, ки энергияи афканиши квазарҳо ба Iаф ~ 1046 ÷ 1048 эрг/с баробар аст.

Механизми дар боло номбаршудаи афканишоти квазарҳо имкон медиҳад, ки гипотезаи Вартаи сиёҳро ҷалб накарда таркиби квазарҳоро фаҳмонад.

1) ҳисобкунӣ бо масофаи космологӣ "бузургӣ" энергияи афканишоти квазар ~ 1046 ÷ 1048 эрг/с ин натиҷаҳои аз ҳад зиёди масофа то квазарҳо

2) андозаи ғайричашмдошти хурди квазар ~ 1012 см, ки аз тағйирёбии афканиш ҳисоб карда мешавад, сабаби асосии соиши гази акретсиякунандаи майдони магнитии галактика дар найчаи танг ("эффекти воронка").

3) Мавҷудияти хатҳои эмиссионӣ дар тайфи квазар бо гуногунии z , инчунин хатҳои абсорбтсионӣ бо лағжиши сурхи зиёдтар аз хатҳои эмиссионӣ дар расми – 7 тасвир ёфта. Агар дар кунчи биниш се абри газӣ дар масофаҳои гуногун аз маркази галактика R1>R2>R3 ҷойгир шуда бошанд, пас афканишот аз ин абрҳо дорои лағжиши сурхи z1< z2 < z3 мегарданд.

Бо ин роҳ дар тайфи квазар хати афканиш (эмиссионӣ) бо лағжиши сурхи гуногун z1,em < z2,em < z3,em метавонад, пайдо шавад. Пайдошавии хати фурубурд (абсорбтсионӣ) аналогӣ фаҳмонда мешавад. Агар интенсивноки афканишот аз абрҳои 2 ва 3 бо тавоноӣ муқоиса кунем, пас ҳамаи афканишот аз абри 3 ба абри 2 фуру бурда шуда дар тайф хати абсорбтсионӣ бо z2,abs > z1,em  пайдо мешавад. 

 

Барои пайдоиши ин падидаи ҳамчун квазар мушоҳидашуда зарур нест, ки галактика спиралӣ бошад. Кофист, ки он дорои майдони магнитии худ бошад ва кунҷи φ байни меҳвари магнитӣ ва кунҷи биниш начандон бузург бошад. Бо заиф гаштани майдони магнитӣ ё ки афзудани кунҷи φ дар боло гуфташуда эффекҳо тағйир меёбанд ("эффекти воронка" нест шуда, z коҳиш меёбад).

Сафаров С.Н.

ходими хурди илмии

Институти астрофизикаи АМИТ

 

Адабиётҳои истифодашуда:

  1. Засов А. В., Постнов К. А. Ядра галактик. Общие сведения. Общая астрофизика. Фрязино: Век 2, 2006, Т. 3. С.371-496
  2. Квазары. Большая Советская энциклопедия (в 30 т.) / А. М. Прохоров. 3-е изд. М.: Сов. энциклопедия, 1973, Т. XI. С. 564-565.
  3. Даукурт Г.Что такое квазары? К.: Радяньска школа, 1985, 131 с.
  4. Гаген-Торн В. А., Шевченко И. И. Оптическая переменность и радиоструктура внегалактических источников. Свидетельство рекуррентной активности// Астрофизика.—1982.—18.—С.245-254.
  5. Птускин В. С., Хазан Я. М.Галактический центр и происхождение космических лучей// Астрон. журн.,1981, Т. 58. С. 959-968.
  6. Иан Николсон. Тяготение, черные дыры и Вселенная М.: Мир, 1983, С. 155-240.
  7. Статья из журнала «Небосвод» от 11.2008 и 06.2007.
  8. Б. Штерн. Гамма – всплески: секундные катастрофы галактического масштаба.
  9. «Увлекательная астрономия», Комаров В.Н., «Наука», 1968.
  10. Хокинг С. Краткая история времени: от Большого взрыва до чёрных дыр. Пер. с англ. Н. Я. Смородинской. – СП.: «Амфора», 2001.
Хондан 211 маротиба
Маводҳои дигар дар ин бахш: « Бурҷҳо Тақвими шамсӣ »