kvazarai

kvazãrai (angl. quasars), aktyviųjų galaktikų tipas. Kvazarai šviesiausi, pvz., kvazaro 3C273 tikrasis šviesis prilygsta apie 2∙10¹² Saulių šviesiui, ir labai tolimi visatos objektai, jų spinduliuotės galia milžiniška (apie 10⁴⁰ W). Kvazarų spektrams būdingos stiprios plačios emisijos linijos. Tariant, kad kvazarų spektrų raudonojo poslinkio z = (λ–λ₀)/λ₀ (λ₀ – kvazaro išspinduliuotos bangos ilgis, λ – Žemėje užregistruotas tos bangos ilgis) priežastis yra objekto tolimas nuo mūsų dėl visatos plėtimosi, nustatomas labai didelis apie 3 mlrd. l.y. atstumas iki daugumos kvazarų (iki tolimiausių net apie 13 mlrd. l.y.). Taigi kvazarų šviesa mus pasiekia iš labai tolimos praeities ir didelio nuotolio. Kvazarai nuotraukose atrodo tarsi žvaigždės – taškiniai šviesos šaltiniai, tik Hubble’io kosminiu teleskopu buvo galutinai nustatyta, kad jie yra galaktikos ir beveik visa jų spinduliuotė sklinda iš branduolio. Kvazarų energijos šaltinis – galaktikos centre esanti didžiulės masės (apie 10⁹ M_⨀; čia M_⨀ – Saulės masė) juodoji skylė. Į ją iš akrecinio disko artėdama spirale krinta medžiaga, kuri įkaista ir išspinduliuoja milžinišką energijos kiekį. Kvazarai spinduliuoja visų ilgių elektromagnetines bangas – nuo gama spindulių iki radijo bangų, o jų branduolio spinduliuotės galia šimtus kartų didesnė už kitos galaktikos dalies. Tokiai galiai sukurti juodoji skylė turi susiurbti maždaug 10 M_⨀–1000 M_⨀ medžiagos per metus. Sprendžiant pagal spartų kvazarų šviesio kitimą, spinduliuojanti jų dalis yra labai mažų matmenų, t. y. tik šviesos dienų–mėnesių dydžio. Bendrasis aktyviųjų galaktikų modelis, kuris paaiškina ir kvazarų prigimtį, buvo sukurtas 20 a. 9 dešimtmetyje. Jis visą aktyviųjų galaktikų įvairovę (radiogalaktikos, Seyferto galaktikos, blazarai ir kvazarai) aiškina galaktikos centre esančios juodosios skylės masės, į ją susiurbiamos medžiagos kiekio ir akrecinio disko, besisukančio aplink juodąją skylę, posvyrio į stebėtoją skirtumais. Dalis kvazarų iš centro statmenai akreciniam diskui išmeta plazmos čiurkšles, kuriose reliatyvistiniais greičiais magnetiniame lauke judančios elektringosios dalelės skleidžia sinchrotroninę spinduliuotę. Manoma, kad susiliejančios galaktikos yra tinkamiausia vieta kvazarui įsižiebti, nes didelė tikimybė, kad bent viena iš sąveikaujančių galaktikų centre turi supermasyvią juodąją skylę, o susiliejant į masyvesnės galaktikos centrinę dalį perteka daug medžiagos, todėl susidaro palankios sąlygos pirmajam ar pakartotiniam kvazaro įsižiebimui galaktikoje. Jaunoje visatoje atstumai tarp galaktikų buvo daug mažesni, todėl galaktikų susiliejimai dažnesni; manoma, todėl tuo metu buvo daugiausia kvazarų. Susiurbusi aplinkinę medžiagą ir neturėdama iš kur jos imti juodoji skylė nurimsta, galaktika vėl tampa neaktyvi. Visų tolimųjų visatos objektų vaizdai yra iškraipyti ir sustiprinti gravitacinių lęšių, todėl kai kurie kvazarai atrodo sudaryti iš kelių atskirų spinduliuotės šaltinių (2006 atrastas 5 vaizdų kvazaras), o jų bendras spindesys daug kartų didesnis negu kvazaro. Dėl šios priežasties sunku nustatyti tikrąjį kvazaro šviesį. Kvazarai peršviečia erdvę iki mūsų, todėl tiriant jų spektrus galima nustatyti ne tik jų pačių savybes, bet ir medžiagos, esančios kvazaro skleidžiamos spinduliuotės kelyje iki mūsų, kiekį bei sudėtį (Gunno ir Petersono reiškinys; Lymano alfa linijų miškas). Net ir tolimiausių (jaunoje visatoje) kvazarų metalingumas artimas Saulės metalingumui, o kai kurių jį net viršija. Kol kas šis faktas vienareikšmiškai nepaaiškintas, nes pirminės III populiacijos žvaigždės dar neatrastos, o kitoks procesas, dėl kurio visatoje atsirastų daugiau sunkesnių už helį elementų, nežinomas. Yra ir kitokia kvazarų prigimties teorija, pagal kurią, bent dalis kvazarų yra kompaktiški objektai, išmesti iš nelabai tolimų aktyviųjų galaktikų branduolių, todėl tikrasis kvazarų šviesis daug mažesnis. Iki 2020 atrasta daugiau nei 750 000 kvazarų; didžiausias atrastų kvazarų raudonasis poslinkis z = 6,4, mažiausias z = 0,06. Pirmieji kvazarai atrasti per dangaus radijo apžvalgas 20 a. 6 dešimtmetyje. Trečiajame Kembridžo radijo šaltinių kataloge (3C; 1959) buvo daug neidentifikuotų radijo šaltinių, kurių dalis (tai paaiškėjo vėliau) buvo kvazarai. 1960 pirmasis atpažintas kvazaras yra objektas 3C48 Trikampio žvaigždyne. Jis panašus į melsvą blyškią žvaigždę (regimasis ryškis 16,2), spektras neįprastas – su daugybe nežinomų plačių emisijos linijų, todėl kilo mintis, kad gal šio objekto spektro linijos dėl Dopplerio reiškinio yra pasislinkusios į raudonąją spektro sritį, t. y. objektas dideliu greičiu (apie 37 % šviesos greičio) tolsta nuo mūsų. Tik 1962 sutapatinus dar vieną taškinį radijo šaltinį (3C273) su optiniu objektu Mergelės žvaigždyne (regimasis ryškis 12,8) M. Schmidtas 5 m teleskopu Mount Palomaro observatorijoje 1963 gavo kvazaro geros kokybės spektrą ir nustatė, kad jo linijos pasislinkusios taip, tarsi objektas toltų nuo mūsų apie 16 % šviesos greičiu. 3C273 (atstumas iki jo apie 2 mlrd. l.y.) yra pirmasis kvazaras, kurio spektro linijų raudonasis poslinkis buvo teisingai paaiškintas.