Введение
В настоящее время считается точно установленным следующее.
Активность ядра галактики вызывается падением (аккрецией) межгалактического вещества на ядро галактики. Квазар – это и есть активное ядро галактики.
Читаем определения квазара:
Физический энциклопедический словарь(1 том, 1983 г).
Квазары – мощные внегалактич. источники эл.-магн. излучения; представляют собой активные ядра далёких галактик.
Физическая энциклопедия (5 томов, 1988-1998 г).
Квазары – внегалактич. объекты малого угл. размера, характеризующиеся значит. красным смещением спектральных линий (z > 0,1). Полагают, что наиб. вероятный механизм, обеспечивающий светимость К. связан с выделением энергии при аккреции газа на чёрную дыру.
Некоторые активные ядра галактик испускают джеты. Замечено, что активные ядра с джетами бывают, как правило, у очень массивных эллиптических галактик.
По наблюдениям наземных телескопов была разработана теория активности ядер галактик (т.е. квазаров) и образования лжетов. То, как образуются джеты, объясняют две разные теории. В одной теории чёрная дыра разгоняет электроны для до почти световых скоростей своим вращением. А электроны уже порождают излучение в джете. Другая теория аналогична, но энергия для джета отнимантся у вращающегося аккреционного диска.
Что представляет собой чёрная дыра на самом деле неизвестно. Но в данном случае это неважно. Проект «Радиоастрон» позволяет с высокой точностью наблюдать за тем, что происходит возле этого объекта, и этого пока достаточно.
Наблюдения Радиоастрона показали следующее:
- в реальности квазары в 10-100 раз ярче, чем предсказывает теория;
- джет хотя и тонкий на всём протяжении, но в основании очень широкий и закрученный (рис.1).
Рис. 1
То, что джет в основании широкий и закрученный, объясняют влиянием аккреционного диска. Это, в общем, верно, хотя не совсем точно.
Но чтобы объяснить яркость квазаров, которая в 10-100 раз больше предсказанной, надо допустить, что чёрная дыра, находящаяся в центре ядра, разгоняет не электроны, а протоны. Но для разгона протонов энергии вращения чёрной дыры (или аккреционного диска) не хватит, потому что протоны почти в две тысячи раз тяжелее электронов. Значит, для объяснения должен быть найден какой-то другой механизм.
-------------------------***-------------------------
Для объяснения высокой мощности квазаров и особенностей джетов привлечём сведения о межгалактическом газе, магнитном поле и гравитации.
Межгалактический газ в окрестности галактики может иметь плотность в десятки и даже сотни частиц на кубический метр. По земным меркам это глубокий вакуум. Но с учётом космических масштабов, это совсем не вакуум.
Межгалактический газ разогрет ударными волнами до температуры в десятки миллионов градусов. Значит, он ионизирован, то есть является плазмой. Поскольку газ на 89% состоит из водорода, то это водородная плазма, состоящая из электронов и протонов. Противоположно заряженные электрон и протон имеют тенденцию к объединению в нейтральный атом водорода. Они и объединяются. Но тут же при очередном столкновении с какой-нибудь частицей опять происходит ионизация — атом водорода распадается на ион и электрон. В результате описанного процесса каждый атом примерно половину времени будет нейтральным, а половину времени в виде двух заряженных частиц – электрона и протона. Запомним это, потому что это очень важно для дальнейшего объяснения. На нейтральный атом действует только гравитационное притяжение ядра галактики, а на заряженные частицы действует ещё и магнитное поле. Причём действие магнитного поля гораздо сильнее гравитационного притяжения.
В момент ионизации атома протон и электрон разлетаются в разные стороны, так как заряды у них пртивоположные (рис.2)
Рис. 2
А так как протон в две тысячи раз массивнее электрона, то именно он оказывает влияние на всю массу газа. В конце концов вся масса газа начинает заворачивать в ту сторону, куда тянет протон. Так образуется аккреционный диск. Он не плоский, как принято изображать, а только наиболее широкий на экваторе галактики (рис.3). Он то и создаёт иллюзию широкого основания джета при рассматривании джета «в упор».
Рис. 3
Может возникнуть вопрос: что значит рассматривть джет «в упор?». Дело в том, ято Радиоастрон именно так и рассматривал джет (рис.4)
Рис. 4
Радиоастрон изучал джет галактики М87 (рис.5), а он составляет с лучём зрения всего 18о. Вот и получается, что мы смотрим на джет почти в упор.
Рис. 5
Замечание. Явление заворачивания газа в ту сторону, куда тянет протон, и есть причина того, что во Вселенной всё вращается (см. схему на рис.6)
Рис. 6
Таким образом, одну из особенностей джета мы объяснили, хоть и не очень подробно. Осталось объяснить, каким образом «чёрная дыра разгоняет поток протонов почти до световых скоростей». Данное выражение написано курсивом и взято в кавычки потому, что дело тут не в чёрной дыре. Условия для разгона протонов создают гравитационное притяжение галактики в целом и её дипольное магнитное поле.
В статье «Радиоастрон показал выдающиеся результаты» показано, что в нашей Галактике имеется дипольное магнитное поле (рис.7)
Рис. 7
Тем более, дипольное магнитное поле должно быть у эллиптической галактики, масса которой на порядок больше. Что из этого последует поясняет рисунок 8.
Рис. 8
По центру рисунка (рис.8b) показаны магнитные линии дипольного магнитного поля. Межгалактический газ падает на галактику одинаково со всех сторон. Но так как межгалактический газ это водородная плазма, то каждый атом в нём примерно половину времени будет нейтральным, а половину времени в виде двух заряженных частиц – электрона и протона. Гравитационное притяжение к центру галактики действует одинаково и на нейтральные, и на заряженные частицы. Но заряженные частицы могут двигаться только вдоль магнитных линий. Поэтому, с какой стороны газ на галактику ни упадёт, магнитные линии дипольного поля приведут его в центр галактики (рис.8а). В результате в центре галактики лоб в лоб столкнутся два газовых потока, содержащих протоны. Это как в Большом Адронном Коллайдере, только неизмеримо грандиознее.
Известно, что в БАК столкновение потоков протонов порождает антиматерию. То же самое должно произойти и в центре эллиптической галактики, но в таких больших количествах, что может вспыхнуть процесс аннигиляции. Продуктом аннигиляции является опять же плазма, которая может беспрепятственно двигаться только вдоль магнитных линий. Следовательно, струя зародившегося джета будет под огромным давлением направлена по оси галактики навстречу аккрецирующему газу. Это должно вызвать в плазме джета сильную турбудентность и неоднородность, что и можно увидеть на рис.5 невооружённым глазом.
Описанный механизм аккреции межгалактического газа на галактику с дипольным магнитным полем, возможно, и есть тот самый механизм, который позволит объяснить наблюдаемую яркость квазаров, превосходящую в 10-100 раз яркость, предсказанную современными теориями.
А на рис.8с показано, что вместо джета получается в нашей маломощной галактике Млечный Путь. Прочесть об этом можно в статье «Космический адронный коллайдер и пузыри Ферми» (http://www.astrogalaxy.ru/902.html). Кстати, зафиксированная недавно яркая вспышка в ядре нашей галактики может иметь ту же природу.
Это интересно
+3
|
|||
Последние откомментированные темы:
-
Физик заявил, что на Земле живут миллионы пришельцев
(4)
TatiKa
,
26.02.2022
-
Британский ученый призывает к освоению Нептуна и Урана
(4)
фм+/
,
14.02.2022
-
NASA наймет теологов для выполнения необычного задания
(6)
TatiKa
,
10.02.2022
-
Сан-Марино может стать новой «Женевой НЛО»
(4)
фм++)
,
11.01.2022
-
Стивен Хокинг предсказал появление коронавируса
(2)
TatiKa
,
19.11.2021
-
Итальянский физик-теоретик: наша реальность – это «игра квантовых зеркал»
(5)
TatiKa
,
15.11.2021
-
Как «поет» Солнце и звучат другие объекты космоса
(4)
TatiKa
,
29.10.2021
-
Следы мифической планеты в вавилонских текстах
(2)
TatiKa
,
26.09.2021
-
Астрономы будут искать технологии, созданные внеземными цивилизациями
(3)
TatiKa
,
26.09.2021
20240426214717