Квазары: призраки прошлого, которые сжигают океаны за мгновение

Шалом. Представьте себе объект настолько яркий, что если поместить его на место Плутона, он превратил бы все океаны Земли в пар за пятую долю секунды. А теперь представьте, что мы видим этот объект таким, каким он был, когда Вселенная была еще младенцем.

Добро пожаловать в мир квазаров — самых загадочных и разрушительных «маяков» космоса.

Что не так с этими звездами?

В конце 50-х годов астрономы наткнулись на странность. Радиотелескопы ловили мощнейшие сигналы из далеких уголков космоса, но в оптические телескопы на их месте были видны лишь слабые точки, похожие на обычные звезды. Их так и назвали: квазары — «квазизвездные радиоисточники».

Но только в 1963 году голландский астроном Мартин Шмидт понял, в чем дело. Эти «звезды» находятся не просто далеко, а в миллиардах световых лет от нас. Они не могут быть звездами — звезды на таком расстоянии просто не видны. Шмидт вспоминал: «Осознание пришло внезапно... я весь вечер то бегал, то начинал ходить медленно от радости».

Выяснилось, что квазары — это не звезды, а молодые галактики на заре времен. Мы видим их такими, какими они были 13 миллиардов лет назад.

Почему они светят ярче триллионов солнц?

Секрет их невероятной яркости — в «сердце» галактики. В центре каждого квазара находится сверхмассивная черная дыра. Её масса может быть в 100 миллиардов раз больше массы Солнца.

Гравитация черной дыры притягивает газ и пыль. Вещество не падает в нее мгновенно, а закручивается в бешеном темпе, образуя так называемый аккреционный диск. Из-за трения частиц этот диск раскаляется до миллионов градусов и начинает излучать во всем спектре: от радиоволн до рентгена. Именно это свечение мы и видим как свет квазара.

Физик Энди Бриггс сравнивает это с машиной вдалеке ночью: вы не видите ни марку, ни цвет кузова, а замечаете только яркий свет фар. Так и с квазарами — мы видим лишь их ослепительное «горящее сердце».

Черная дыра в центре: как её понять?

Но что же такое черная дыра? Это не просто «дырка» в космосе. Это область, где гравитация свернула пространство-время настолько, что оттуда не может вырваться даже свет.

Профессор РАН Сергей Попов предлагает представлять это как переход границы между государствами посреди леса. Нет ни стены, ни указателя. Вы идете по лесу, и вдруг, без всякого звука, вы уже в другой стране. С черной дырой так же: если вы окажетесь рядом, вы не заметите границы («горизонт событий»), пока не пересечете её. Но обратной дороги уже не будет — вас навсегда затянет внутрь.

Успокаивающая мысль: мы тоже были квазарами

Астрофизики считают, что почти каждая крупная галактика в молодости проходила через «квазаровую фазу». Наш Млечный Путь — не исключение.

Миллиарды лет назад наша галактика тоже была квазаром и ярко пылала. Потом «еда» для черной дыры (газ и пыль) закончилась, и буря утихла. Но черная дыра осталась. В центре Млечного Пути она называется Стрелец A*. Она «спит», но иногда просыпается и ведет себя, по словам ученых, «непредсказуемо и хаотично».

Зачем ученые охотятся за квазарами?

Квазары — это машина времени. Глядя на них, мы видим Вселенную в возрасте 670–800 миллионов лет (это как увидеть фотографию 50-летнего человека, когда ему было всего 2,5 года).

В начале 2022 года ученые нашли самый старый квазар — J0313-1806, который существовал всего через 670 млн лет после Большого взрыва. Это перевернуло представления о том, как быстро могут формироваться огромные черные дыры.

Что дальше?

Сейчас в космосе работает «Джеймс Уэбб» — самый мощный телескоп в истории человечества. Он уже прислал первые снимки и готовится изучить шесть самых древних квазаров.

Как объясняет астрофизик Сантьяго Аррибас: «Наблюдения позволят нам изучить эволюцию галактик и создание сверхмассивных черных дыр в эти крайне ранние периоды».

Квазары — это напоминание о том, насколько бурной была молодость нашей Вселенной. И, глядя на эти маяки, зажженные миллиарды лет назад, мы смотрим в самое сердце времени.