Знаю, стаття ще не почалась, але давайте трохи пограємо.
Що є найзагадковішим і водночас найцікавішим у всій астрономії, про що ми знаємо вкрай мало? Виникло багато думок? Авжеж, адже астрономія — наука, сповнена таємниць. Але якщо до цієї загадки додати епітет моторошна, відповідь стає трохи очевиднішою.
Майже кожен, хто хоча б трохи цікавився астрономією, чув про чорні діри. Це справді дивовижні, лякаючі й дуже загадкові об’єкти. Ті, хто копав глибше, напевно дізнавалися, звідки взялася ця назва, чи можемо ми їх бачити і які вони бувають.
Але як вам таке: існують об’єкти ще цікавіші за самі чорні діри. І , ба більше, чорні діри є частиною їхньої будови. Йтиметься про активні ядра галактик.
Активні ядра галактик (АЯГ) — це центральні регіони деяких галактик (які, через те, що містять в собі АЯГ, звуться активними), які випромінюють надзвичайно велику кількість енергії. Це випромінювання не можна пояснити лише зорями або звичайною міжзоряною речовиною.
Це випромінювання не можна пояснити лише зорями або звичайною міжзоряною речовиною. Тим не менш, найбільш поширене пояснення полягає в наявності надмасивної чорної діри у центрі галактики, яка поглинає навколишню матерію.
Матеріал, що падає у чорну діру, нагрівається й випромінює світло у широкому діапазоні: від радіохвиль до гамма-випромінювання.
Потужність деяких АЯГ перевищує сумарну світність усіх зір у відповідній галактиці. Саме завдяки цій енергії АЯГ є чудовим інструментом для вивчення процесів у далеких космічних об’єктах.
До основних типів активних галактичних ядер належать квазари, сейфертівські галактики, радіогалактики та блазари.
Квазари — найяскравіші й найвіддаленіші АЯГ, здатні світити сильніше за сотні мільярдів зір. Сейфертівські галактики мають активні ядра, але менш енергійні, ніж квазари, є переважно спіральними або пекулярними. Радіогалактики випромінюють потужне радіохвильове випромінювання завдяки гігантським струменям плазми, що розповсюджуються на сотні тисяч світлових років. А блазари — особливий тип, де струмінь спрямований майже точно у напрямку до спостерігача, тому спостерігається надзвичайна варіативність і поляризація випромінювання.
Кожен тип дає змогу краще зрозуміти механізми дії чорних дір.
Чорні діри в центрі галактик
Надмасивні чорні діри — ключ до феномену активних ядер. Їхні маси можуть сягати мільйонів або навіть мільярдів сонячних мас.
Коли міжзоряний газ, пил чи навіть зорі наближаються до горизонту подій, вони прискорюються й розігріваються, утворюючи так званий акреційний диск. Цей диск — джерело колосальної енергії.
Відбувається також викид частини матерії у вигляді струменів (джетів), які можуть бути настільки потужними, що долають гравітаційне тяжіння самої галактики (Детальніше можна прочитати тут: DeBuhr, 2011 “Galaxy-Scale Outflows Driven by Active Galactic Nuclei”).
Чорна діра сама по собі не світиться, але процеси навколо неї можуть робити центр галактики яскравішим за все інше в ній. Саме ці процеси й називаються активністю.
Енергії, які продукують активні ядра
Активні галактичні ядра здатні продукувати енергію, порівняну або й більшу за світність цілої галактики. Наприклад, типовий квазар може випромінювати понад 1⁰¹² сонячних світностей L⊙. Це відбувається завдяки надзвичайно ефективному процесу перетворення маси на енергію — набагато ефективнішому за термоядерні реакції в зорях. Струмені (джети), які виникають навколо чорних дір, несуть енергію на відстані у мільйони світлових років. Вони впливають на міжгалактичне середовище, перешкоджаючи утворенню зір у сусідніх областях.
АЯГ — це справжні “двигуни” космічної еволюції, здатні перетворювати цілі галактики протягом мільярдів років.
…І хоча чорні діри здаються нам кінцем усього — нескінченно темними проваллями, з яких ніщо не може вирватися, — у контексті активних ядер галактик вони, навпаки, стають джерелами неймовірної енергії. Це парадоксально, але саме ті об’єкти, що поглинають усе навколо, можуть перетворитися на яскраві маяки, які видно на мільярди світлових років.
Активні ядра — це не просто загадкові утворення. Це одні з найбільш енергетичних і видовищних явищ у Всесвіті. Вони нагадують нам, наскільки дивовижним, величним і несподіваним може бути космос. І навіть якщо ми вже знаємо багато, усе ще більше — попереду.
Тож наступного разу, коли почуєте про чорну діру, подумайте: можливо, десь там, за мільярди світлових років, вона є серцем величезної галактики, що світиться яскравіше за ціле сузір’я. І це — лише одна з історій, яку розповідає нам Всесвіт.
Завжди ваш, маленький блог про науку.
