26
Самый далекий квазар
В начале прошло года в печати появилось сообщение о том, что английские и австралийские астрономы обнаружили новый светящийся объект, который расположен от нас дальней всех других небесных объектов. Оказалось, что это квазар, находящейся в созвездии Стрельца (его экваториальные координаты: склонение +33° и пряме воскхождение 1,3 с).
Квазары (квазизведены) были открыты около двадцати лет тому назад. Так стали называть далекие космические тела, которые по внешнему виду на фотографиях похожи на звезды, но их излучение по мощности сравнимо с излучением целых галактик. (Например, квазар, о котором поддет здесь речь, излучает в 10¹⁴ раз больше энергии, чем Солнце.) Квазары расположены не в нашей Галактике, а очень далеко за ее пределами, на расстояниях в несколько миллиардов световых лет.
Как же можно определить расстояние до квазара? Оказывается, для этого нужно измерить его красное смение. Объясним, что это значит.
При сравнинии спектров химических элементов, входящих в состав квазаров, со спектрами тех же элементов на Земле было обнаружено, что линии в спектрах квазаров сильно смещены в сторону больших длины волн, то есть к красному концу спектра. Если обозначить через λ наблюдаемую длину волны, а через λ₀ — и называется красным смещением. Характерно, что для всех линей спектра данного квазара z одно и то же. С другой стороны, известно, что длина волны, излучаемая источником, меняется при движении источника и наблюдается относительно друг друга. (Этот эффект называется эффектом Доплера). В частности, если источник движется от наблюдаателя, наблюдаемый фиксирует бóльшую длину волны.
Таким образом, был сделан вывод, что квазары удаляются от нас, причем удаляются с очень большими скоростями. Для этого следует относить формулу
где c — скорость света, a v — скорость источника относительно наблюдаателя. Знача красное смещение z, из этой формулы можно найти скорость v. Так, скорость внешнего квазара равна v=0,92 c. Это — самая большая скорость, которую когда-либо наблюдаются.
Теперь, когда известна скорость квазара, можно оценить и расстояние до него. Для этого надо воспользоваться тем, что указана скорость v связывана с расстоянием R до квазара законом Хаббла (законом «разбегания» галактик):
Величину H называют постоянной Хаббла. Ее точное значение изменить трудно; в настоящее время на основе многоолетних наблюдающих значения H≈2,5·10⁻¹⁸c⁻¹.
Для квазара, удаляющегося от нас со скоростью 0,92 c, получаем R≈1,1·10²⁶m≈1,2·10¹⁰ св. лет.
Другими словами, можно сказать, что этот квазар мы видим таким, каким он был приблизительно 12 миллиардов лет тому назад. Если вспомнить, что возраст Вселенной оценывается в 13—15 миллиардов лет, «древность» обнаруженного квазара, безусловно, должен вышать уважение.
Я. С.