Есть конспект?
Пришлите нам!

Мерцание квазаров помогает измерить скорость расширения вселенной


Астрономы, использующие рентгеновскую обсерваторию Чандра, идентифицировали мерцание изображений четырех отдаленных квазаров (полученных ранее 2 ноября 1999 года) как изображения одного и того же - квазара RXJ 0911.4+0551. Тщательно запланированное наблюдение по сравнению частоты их мерцаний, может быть использовано, как для того, чтобы определить скорость расширения Вселенной, так и для того, чтобы измерить расстояния до этих самых удаленных объектов Вселенной. Эти две задачи - одни из самых основных задач в современной астрономии.

Точное расстояние до квазаров до сих пор не известно. Над этим идут постоянные споры ученых. Квазары - чрезвычайно отдаленные галактики с ядрами, которые светят с интенсивностью 10 триллионов Солнц, что теоретически соответсвует явлению наличия супермассивной черной дыры в центре галактики.

Наблюдение этих квазаров будет проводится и дальше путем заснятия их изображений в различные моменты времени, зависящие от скорости света и их местоположения.

Это второй счастливый случай подтверждающий на практике один из эффектов Общей Теории Относительности - отклонение света в сильном гравитационном поле, названный еще "гравитационной линзой". Ранее (в 1979 году) уже были зафиксированы (правда в оптическом диапазоне) изображения квазаров Q0957+561A и Q0957+561B, которые на поверку их спектрального анализа оказались одним объектом (см. рисунки).

Но здесь имеет место более удивительная картина, когда к Земле пришли сразу четыре оптических луча от одного объекта, дефлектором которого, по всей видимости, является тусклая галактика.

Эти четыре изображения квазаров формируются, когда гравитационное поле галактики, встретившееся на пути потоков радиоволн от одного квазара, вынуждает их cгибаться и изменять траектории их путей, четыре из которых, удивительным образом, были направлены в одну точку - в сторону Земли.

В отличие от обычных галактик, квазар сильно изменяется по интенсивности (пульсирует), особенно по рентгеновскому диапазону волн. Это, вероятно, вызвано сильными потоками газа в черную дыру, которая находится в центре квазара. В квазаре RXJ 0911.4+0551, астрономы видели внезапную вспышку интенсивности потока рентгеновских лучей, которая продолжалась приблизительно 2000 секунд. Эта вспышка наблюдалась в одном из четырех изображений квазара.

Поэтому, если удастся измерить задержку в 2000 секунд (если ее не было до этого ранее) на любом последующем из трех других голографических изображений квазара, позволит получить абсолютно точное расстояние до галактики-дефлектора, что поможет определить скорость и направления разбегания или сближения нашей и этой галактик.

Главная трудность в измерении задержек состоит в том, что яркость каждого изображения должна быть тщательно проверена более чем за несколько периодов задержки. Также, квазар должен показывать достаточную стабильность пульсации на протяжении какого-то времени, промежуток которого значительно больше, чем задержка. Такая ситуация может и не встретиться ни разу.

В частности, потребовалось почти 20 лет оптических и радио наблюдений, чтобы получить универсальную принятую задержку для квазара Q0957+561 с точностью 3%. Данная же ситуация с 4 квазарами позволит определить задержку всего из одного наблюдения, если его удастся зафиксировать.

Российскими учеными была предложена другая модель, которую можно использовать по прошествии года наблюдений за этими объектами, если так и не удастся поймать эту задержку.

Она заключается в следующем.

Измеряя постоянно меняющееся положение всех четырех квазаров, можно определить, триангуляционным методом расстояние до галактики-дефлектора, а затем и до самого истинного положения квазара, родителя четырех своих голографических копий. Реальное изменение положений квазаров на небесной сфере, за счет их оргомных расстояний до нас, не превышает 0,001-0,0001" (угловых секунд) за год. Данная же оптическая композиция, за счет движения Земли по орбите, а также за счет собственного движения нашей галактики, галактики-рефлектора и квазара-источника во Вселенной, позволяет получать более существенные изменения положения голографических копий квазара на небесной сфере (от 0,1 до 0,01" за год), которые легко могут быть зафиксированы в радиодиапазоне (современная точность радиоизмерений которого доходит до 0,001").


Dr.BoT© Konspektiruem.ru