Блазары — это ядра галактик, содержащие сверхмассивные черные дыры

В центре активной галактики материя, падающая в сверхмассивную черную дыру, каким-то образом создает струи частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света. Для активных галактик, классифицируемых как блазары. Изображение : NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Блазары являются одними из самых ярких и энергичных объектов во Вселенной и излучают свет во всем электромагнитном спектре. 

В 1929 году Куно Хоффмайстер обнаружил загадочный объект, названный   BL Lacertae . Он не был уверен, как его классифицировать. Был ли этот объект звездой? Галактикой? Или чем-то новым? Его идентичность оставалась загадкой в ​​течение десятилетий. Почти 40 лет спустя было обнаружено, что этот объект имеет радиокомпонент . В 1972 году было обнаружено , что этот объект находится за пределами нашей галактики и очень похож на квазар. 

BL Lacertae был первым из нового класса объектов, которые стали известны как блазары. Это ядра галактик, содержащие сверхмассивные черные дыры размером в миллионы или миллиарды раз больше Солнца . Материя, вращающаяся вокруг черной дыры, сплющивается, образуя то, что называется аккреционным диском. На каждом конце, перпендикулярно диску, вырывается струя энергичных частиц со скоростью, близкой к скорости света. 

Когда мы смотрим вниз вдоль этих струй, эти галактики кажутся самыми яркими, и мы видим самые энергичные частицы. Мы называем это блазаром. Ядро блазара настолько яркое, что затмевает остальную галактику. 

Блазары — одни из самых далеких и ярких объектов во Вселенной — в миллиарды раз ярче Солнца. Обычно они образуются в молодых галактиках или галактиках, переживающих столкновение, поскольку у этих галактик достаточно материала, чтобы слить его в свои черные дыры . 

Блазары иногда резко меняются в яркости за короткое время , от минут до месяцев, иногда увеличиваясь до шести порядков величины . Это увеличение яркости, по-видимому, является случайным, и его причина до сих пор остается загадкой. 

Блазары были обнаружены всеми видами телескопов, включая Event Horizon Telescope и Fermi Telescope , в диапазоне длин волн.

В чем разница между квазарами и блазарами?

Квазары и блазары — это одни и те же объекты — галактики, в которых находятся сверхмассивные черные дыры с джетами, направленными в противоположных направлениях. Разница заключается в угле обзора: в случае блазара мы смотрим вниз на струю, но в случае квазара струя направлена ​​от нас под большим углом.

Являются ли блазары черными дырами?

Блазар состоит из сверхмассивной черной дыры, аккреционного диска и галактики, в которой они находятся.

Формирование блазаров

Не каждая галактика со сверхмассивной черной дырой будет рассматриваться как квазар или блазар. Черную дыру нужно «хорошо кормить», направляя в нее много материала. По мере того, как материя вращается все ближе и ближе к черной дыре и образует аккреционный диск, она светится в ультрафиолетовом и видимом спектрах. Вместо того чтобы упасть в черную дыру, некоторые частицы отклоняются в пару гигантских струй, направленных в противоположных направлениях перпендикулярно аккреционному диску. Эти струи, которые содержат огромное количество частиц, движущихся со скоростью, составляющей часть скорости света, создают магнитные поля, которые, в свою очередь, закручиваются с вращением диска.  

Эти мощные струи излучают на всех длинах волн, от радиоволн до рентгеновских лучей. Кроме того, при столкновении фотонов с высокой энергией создаются высокоэнергетические гамма-лучи.

БЛАЗАРЫ И КВАЗАРЫ — ЭТО ОДНО И ТО ЖЕ?

И квазары, и блазары по своей сути одинаковы. Оба являются активными галактиками, и оба содержат сверхмассивные черные дыры с джетами. Разница между блазарами и квазарами сводится к углу обзора. В случае блазаров мы смотрим вдоль длины джета, тогда как в случае квазаров джет направлен под другим углом. Из-за этого в случае блазаров мы видим самые энергичные частицы, гамма-лучи , из-за чего блазары по своей сути ярче.

Поскольку нам нужно смотреть на активную галактику прямо, чтобы увидеть в ней блазар, блазары — гораздо более редкие открытия, чем квазары. Более миллиона квазаров и чуть более 2800 блазаров были каталогизированы в Million Quasar Catalog .

ЧЕРНАЯ ДЫРА В МЛЕЧНОМ ПУТИ — ЭТО БЛАЗАР?

Нет, сверхмассивная черная дыра Млечного Пути, Стрелец А* (Sgr*), не является блазаром. Чтобы считаться блазаром, струя должна быть направлена ​​вниз по линии нашего зрения. Sgr* также не является квазаром. Черная дыра Млечного Пути в настоящее время не потребляет достаточно материала, чтобы считаться квазаром. 

ОПАСНЫ ЛИ БЛАЗАРЫ?

Нет, блазары не представляют угрозы для Земли или чего-либо на ней. Несмотря на то, что блазары в миллиарды раз ярче Солнца, они находятся очень далеко. Один из ближайших к Земле блазаров — Markarian 421. Он находится в 134 миллионах световых лет от нас и имеет звездную величину 13, то есть вам понадобится как минимум 6-дюймовый (15-сантиметровый) телескоп, чтобы его увидеть. 

ЧЕМУ БЛАЗАРЫ МОГУТ НАУЧИТЬ НАС В ОБЛАСТИ ФИЗИКИ?

Блазары — идеальные лаборатории для условий, которые мы не можем воспроизвести здесь, на Земле. Они релятивистские и обладают высокими энергиями, что позволяет нам исследовать области относительности и частицы очень высокой энергии .

Блазары также могут рассказать нам об условиях в ранней Вселенной. Некоторые блазары, несмотря на то, что имеют черные дыры в миллиарды раз больше Солнца, существуют во Вселенной, которая составляет всего 10% от ее нынешнего возраста. Прямо сейчас мы не знаем, как сверхмассивные черные дыры могут стать такими большими, такими быстрыми . Если черные дыры образуются в результате коллапса массивной звезды, им очень сложно вырасти до таких размеров, поедая материю и сталкиваясь с другими черными дырами. Это говорит о том, что может быть что-то еще, что может дать нам подсказки о том, как образовались первые звезды и галактики.

Статья опубликована в Space.com. Автор: Elizabeth Fernandez.