Квазары

Квазар излучает столько энергии, сколько могли бы излучать десятки галактик, собранных вместе. И при этом квазары выглядят точечными звездообразными объектами, за что они и получили своё имя: квазизвёздные радиоисточники. Почему же такая энергия выделяется в маленьком объёме? Это основная и пока ещё до конца не раскрытая тайна квазаров.
История их открытия заслуживает внимания. В первые годы развития радиоастрономии положения обнаруженных источников на небе были известны недостаточно точно. Иногда источник радиоизлучения совпадал с каким-нибудь необычным оптическим объектом, в частности с Крабовидной туманностью. Но в большинстве случаев на месте даже ярких радиоисточников ничего примечательного на фотографиях не было. Нужны были точные координаты радиоисточников, чтобы провести более тщательные оптические отождествления.
Астрономы предложили оригинальный способ определения координат некоторых радиоисточников. Иногда Луна, двигаясь по небу, проходит перед радиоисточником и закрывает его. Поскольку положение Луны в любой момент известно с большой точностью, необходимо лишь зафиксировать время, когда источник исчезает за лунным диском и когда он появляется вновь.
В 1963 г. Луна должна была пройти перед ярким радиоисточником ЗС 273. Наблюдения этого покрытия были организованы на Паркском радиотелескопе в Австралии и потребовали весьма сложной подготовки. Башня Паркского телескопа недостаточно высока, гак что зеркало нельзя наклонять к горизонту под углом ниже 30°, иначе оно попросту упирается в землю. Но покрытие ЗС 273 Луной происходило ниже! С радиотелескопа пришлось снять несколько тонн металлических конструкций, чтобы сделать наблюдения возможными. За несколько часов до покрытия источника Луной по местным широковещательным радиостанциям было передано сообщение с просьбой не включать никаких передатчиков. Дороги вблизи радиотелескопа патрулировались, чтобы не пропускать случайные автомобили.
Эти меры оказались не напрасными. Наблюдения прошли успешно, и радиоисточник ЗС 273 удалось отождествить со звездой 13-й звёздной величины. Для астрономов это яркая звезда. При внимательном рассмотрении обнаружилось, что из неё исходит светящийся выброс протяжённостью 20″. Чтобы узнать, что собой представляет звезда, нужно получить её оптический спектр. У радиоисточника ЗС 273 он оказался совершенно непохожим на спектр звезды какого-либо класса и содержал яркие линии излучения, характерные для газовых туманностей. Как выяснилось, эти линии принадлежат обычным химическим элементам, но они сильно смещены в красную сторону, что соответствует удалению ЗС 273 от Земли со скоростью около 50 000 км/с. Все галактики участвуют в общем расширении Вселенной и удаляются друг от друга со скоростями тем большими, чем больше расстояния между ними. Коэффициент пропорциональности в этом законе расширения Вселенной, открытом американским астрономом Эдвином Хабблом, называется постоянной Хаббла. Зная скорость удаления галактики, можно определить расстояние до неё. Источник ЗС 273 оказался дальше большинства известных галактик, на расстоянии более миллиарда световых лет.
К настоящему времени открыты тысячи квазаров. Не все, но многие из них являются мощнейшими радиоисточниками. ЗС 273 — один из самых близких. Большинство квазаров находятся на расстояниях 10-15 млрд световых лет от нас, т. е. почти на границе наблюдаемой Вселенной. Что же это за объекты, которые выглядят как звёзды, удалены на гигантские расстояния и излучают энергии в десятки, а то и в сотни раз больше, чем целые галактики? Мощность излучения квазаров наиболее высокой светимости такова, что превышает мощность излучения обычной звезды типа Солнца более чем в тысячу миллиардов раз! Законченной теории квазаров нет, но астрофизики имеют весьма правдоподобную гипотезу.
По своим наблюдаемым свойствам квазары похожи на активные ядра известных галактик (см. статью «Галактики с активными ядрами»), только уровень их активности значительно выше. Для них также характерны и бурное движение газа, и сильное радиоизлучение, и выброс струй вещества. Как и активные ядра галактик, квазары являются переменными источниками. Возникло предположение, что все квазары или по крайней мере их значительная часть — это ядра далёких галактик на стадии необычно высокой активности, когда их оптическое излучение имеет столь высокую мощность, что «забивает» излучение самой галактики. Действительно, вокруг многих не слишком далёких квазаров было обнаружено слабое свечение, по-видимому связанное с окружающей их звёздной системой. Иногда даже видны структурные детали, типичные для галактик.
После знакомства с квазарами читатель вряд ли рассчитывает столк-нугься с чем-либо ещё более грандиозным. Однако именно это нам сейчас и предстоит. Речь пойдёт о самом важном достижении радиоастрономии — об открытии реликтового радиоизлучения, которое является отблеском Большого Взрыва Вселенной.