Звёздное небо над нами: J043947.08+163415.7

Нам кажется, что звёзды на небе никогда не меняются. На самом деле меняется всё, даже звёзды. Просто очень медленно.

К примеру, когда в центре галактики просыпается сверхмассивная чёрная дыра и начинает поглощать материю, возникает излучающий «маяк», и буквально через 50-100 миллионов лет начнётся настоящее световое шоу.

Запаситесь терпением и наблюдайте.

В январе 2019 года космический телескоп «Хаббл» обнаружил… Нет, не так…

Последние десятилетия астрономия словно пересела с велосипеда на электросамокат. С появлением телескопов нового поколения, мощных вычислительных систем и алгоритмов учёные — или те, кто себя за них выдают — стали получать данные такого масштаба и точности, что порой не верится.

Среди всех этих открытий особенно выделяются объекты, будто из фантастического романа (как принято говорить на Альтерлите — про меня есть, значит, зачёт). Маяки из прошлого, свет которых добирается до нас спустя миллиарды лет. Поговорим о них и постараемся не потерять чувство реальности.

Астрономы странный народ. Всякой мелочёвке типа Плутона, Меркурия, Альдебарана и Бетельгейзе присваивают красивые таинственные имена.

В январе 2019 года космический телескоп «Хаббл» обнаружил самый яркий квазар, который когда-либо наблюдали. Это удивительное творение Вселенной получило дурацкое название J043947.08+163415.7

Скучнее, чем артикул на рейтузах.

Квазар — сокращение от «квази-звёздный радиоисточник» (quasi-stellar radio source, с молдавского или с какого-то ещё, не знаю; я в школе немецкий учил).

Впервые квазары обнаружили ещё в 60-х. По виду они напоминали звёзды, но с одним маленьким нюансом: излучали столько света и энергии, что, если попытаться записать количество излучения, хоть в джоулях за секунду, хоть в киловаттах, мегаваттах или гигаваттах — число займёт несколько строк метким почерком.

В научной литературе квазары обычно описываются через светимость — мощность, с которой объект излучает энергию во всех диапазонах электромагнитных волн. Не только видимый свет, но и радиоволны, рентген, инфракрасный, ультрафиолет и всё остальное, что летит сквозь космос.

Но изначально квазар излучает энергию. Мы воспринимаем лишь небольшую её часть — в лучшем случае как свет,и то через приборы. Уровень энергии самого яркого из известных квазаров настолько колоссален, что пытаться объяснить это несколькими словами бессмысленно.

Давайте представим более-менее наглядно.

Вот наше Солнце. Оно выделяет столько энергии — тепловой, световой, гравитационной, даже радиоактивной — что на Меркурии вечное пекло, а все планеты (включая гигантов с кольцами, лунами и прочими причиндалами) послушно кружат на орбите, потому что гравитация Солнца держит всю эту космическую дискотеку вместе. Не говоря уже о «душевной теплоте» нашего светила: температура солнечного ядра около 15 миллионов градусов.

Солнце – всего лишь одна из звёзд в галактике Млечный Путь, где есть звёзды с таким количеством излучаемой энергии, что наш скромный жёлтый карлик в сравнении с любой из них выглядит светлячком на фоне Братской ГЭС.

Всего в галактике Млечный путь более 200 миллиардов светил.

А теперь внимание: рассматриваемый квазар с дурацким именем излучает энергии в миллиарды раз больше, чем вся наша галактика вместе взятая.

Квазары — это ядра далёких галактик, в которых прячется сверхмассивная чёрная дыра, активно пожирающая материю. Газ, звёздная пыль и даже целые звёзды падают в эту пасть и при этом разогреваются до безумных температур, излучая энергию, в сотни триллионов раз превышающую светимость нашего Солнца.

Это мы говорим о «рядовых» квазарах. J043947.08+163415.7 выдаёт на гора энергию, в сотни раз превышающую среднестатистический аналог.

И это в тени!

Квазар J043947.08+163415.7 излучает свет, который шёл к нам почти 12,9 миллиарда лет — это значит, мы видим его таким, каким он был, когда Вселенной было всего-то менее миллиарда лет от роду! Для сравнения: нашему Солнцу около 4,6 млрд лет, Земле — примерно столько же

В характеристиках квазаров встречаются непонятные термины. Или не так: изредка встречаются понятные.

Из остальных для начала нужно разобрать красное смещение и гравитационное линзирование.

Когда мы говорим, что квазар имеет красное смещение z = 6,51, мы говорим о том, насколько сильно его свет «растянулся» из-за расширения Вселенной.

Чем дальше объект, тем сильнее его свет сдвигается в красную (длинноволновую) часть спектра.
Для знатоков истории: z = 6,51 означает, что мы видим объект таким, каким он был примерно через 850 миллионов лет после Большого взрыва.
Или проще: квазар J043947.08+163415.7 отправил нам «фото», пока Земля ещё не родилась даже как космическая идея.

Иногда Вселенная играет в оптические фокусы. Если между нами и квазаром находится массивная галактика или скопление галактик – что чаще всего и случается – их гравитация искривляет свет, словно гигантская линза. Это и называется гравитационное линзирование.
В случае нашего героя, квазара с милым названием J043947.08+163415.7, этот эффект увеличил его яркость примерно в 50 раз.

Без «линзы» он казался бы всего лишь в 11 000 000 000 000 раз ярче Солнца. 

Масса центрально части, то есть чёрной дыры квазара J043947.08+163415.7 — 700 миллионов солнечных масс. 

Поскольку наблюдаемая Вселенная — это только та её часть, откуда свет успел дойти за 13,8 млрд лет, разумно предположить, что далеко за горизонтом событий могут находиться и более яркие, и более массивные квазары. Мы просто не можем их пока увидеть — ни свет, ни гравитационные волны от них к нам не дошли.

Так что да, вполне возможно, что где-то в глубинах космоса полыхают миллионы подобных или даже более мощных «фар» Вселенной — просто они пока не заглядывали к нам в окно. А может, и никогда не заглянут, ведь свет имеет предел скорости, а Вселенная расширяется.

И да, в смысле нет, ни один квазар не виден невооружённым глазом. То есть никто из нас это колоссальное древнее чудо не увидит никогда.

Они очень далеко, на расстояниях в миллиарды световых лет. Даже если сияют ярче всех звёзд вместе взятых, из-за огромного расстояния их свет к нам доходит как очень тусклая точка, с трудом распознаваемая только в мощный телескоп.

P. S. Хотел было назвать статью «Сияющие гиганты на краю Вселенной», но, перечитав главу об истории города Дзюнитаки, решил оставить как есть.

Нам кажется, что звёзды вечны. Но и они умирают. А квазары — тем более. Они рождаются, пылают сотни миллионов лет, потом гаснут навсегда. Просто очень медленно…