Kwazary
to najodleglejsze znane nam obiekty we Wszechświecie. Najdalsze
oddalone są od Ziemi co najmniej o 15 mld lat świetlnych.
Najdalsze kwazary oddalają się od naszej galaktyki z prędkością
większą od 9/10 prędkości światła. Aby odkryć takie obiekty
astronomowie ciągle szukają słabych obiektów na niebie. Dzięki
teleskopom optycznym można w ciągu jednej nocy uzyskać widma
kilkuset małych obiektów. To niezmiernie przyspiesza
poszukiwanie kwazarów z dużym przesunięciem ku czerwieni. Tak
odległe obiekty umożliwiają astronomom podróżowanie w czasie.
Jest to bardzo ekscytujące, gdy oglądasz obiekt, taki jaki był
załóżmy 10-15 mld lat temu. Tyle bowiem potrzebuje światło, by
przebiec drogę od tych tajemniczych obiektów do naszej Ziemi.
Jednak nie biegnie ono po linii prostej. Ulega ono załamaniu pod
wpływem pola magnetycznego. Nie ma co się z tym ukrywać: przez
tak długi okres, Wszechświat bardzo zmienił się. Astronomowie
patrząc w głąb Wszechświata, oglądają go, jak wyglądał dawno,
dawno temu. Dzięki temu mogą badać jakie warunki panowały, gdy
kosmos był jeszcze bardzo młody. Jest to, co by nie mówić,
zabawa w historyka, jednak astronomowie mają do czynienia z
faktami, a historycy ze strzępkami informacji...
Jak już wcześniej wspomniałem, pole grawitacyjne powoduje
załamanie się promieni świetlnych. Odkrycia tego dokonał Albert
Einstein. Test jego teorii został przeprowadzony w 1919 roku
podczas zaćmienia Słońca. Okazało się, że położenia gwiazd
leżących niedaleko tarczy słonecznej uległy nieznacznemu
przesunięciu, ponieważ promienie świetlne zostały lekko
odchylone podczas przejścia w pobliżu jego powierzchni.
Co ciekawe, kwazary również dostarczają ten efekt... W 1979 roku
odkryto kilka kwazarów położnych bardzo blisko siebie. Okazało
się, iż jest to para obrazów wytworzonych przez pojedynczy
obiekt, którego bieg światła został zniekształcony przez
soczewkę magnetyczną.
Obecnie znamy wiele soczewek magnetycznych. Niektóre wytwarzają
wielokrotne obrazy odległych kwazarów. W niektórych przypadkach
obraz odległych galaktyk zostaje wydłużony w piękny, święcący
łuk. Iluzja łuku powstaje dlatego, ponieważ światło odległego
obiektu przechodzi przez gromadę galaktyk. Jeśli jest to gromada
galaktyk zawierająca dostatecznie dużą koncentrację masy, np.
gigantyczną galaktykę eliptyczną, otrzymujemy zadziwiająco
zniekształcony obraz.
W jednym przypadku kwazar i zniekształcająca masa są tak dokładnie
ustawione w linii prostej z Ziemią, że obraz radiowy kwazara
jest prawie idealnym pierścieniem.
Nie jest możliwe, by kwazary były gwiazdami. Te ostatnie oddalone
o kilkanaście mld lat świetlnych od Ziemi są niewidoczne nawet
przez największe teleskopy. Niemożliwe jest również by były
galaktykami. Gdyby były galaktykami, jak w takim razie
wytłumaczyć fakt, że tak w krótkim czasie zmieniają swoją
jasność? Galaktyki składają się z miliardów gwiazd, mają
średnicę liczoną w tysiącach lat świetlnych; niemożliwe jest
więc, by wszystkie gwiazdy jednocześnie zaczęły mrugać. Kwazar
musi być o wiele mniejszy od galaktyki, ale też musi mieć taką
samą masę i produkować olbrzymie ilości energii.
Na podstawie tego, astronomowie doszli do wniosku, że kwazary
(skrót od nazwy quasi stellar object - niby-gwiazdowy obiekt) to
najstarsze ciała niebieskie. Mają one przedstawiać bardzo
wczesną fazę rozwoju supergęstych jąder pragalaktyk,
produkujących przeogromne ilości energii. Jak twierdzi Allan
Sandage - radioastronom amerykański - mamy możliwość
"przyjrzenia się" widnokręgowi materii we Wszechświecie, jak i
również widnokręgowi czasu Wszechświata.
Istnieją jeszcze bardziej śmielsze spekulacje dotyczące natury
kwazarów. Jednym z nich jest fakt, że są to niezwykłe obiekty
kosmiczne, w stosunku do których nie ma zastosowania prawo
Dopplera. Amerykański astronom - Halton Arpa - twierdzi, że
kwazary znajdują się wewnątrz Drogi Mlecznej, a ich niezwykle
silne poczerwienienie związane jest z nieznanymi nam prawami
fizyki. Jest to w sumie śmieszne, ponieważ stwierdzono to już
dawno, iż prawa fizyki we Wszechświecie poddają się takim samym
prawom co na Ziemi. Pod wpływem tych samych sił może nam spaść
cegła na głowę, gdy wetkniemy nos w nie swoje sprawy:), jak i
odbywa się ruch na Księżycu. Atomy odległych gwiazd wysyłają te
same linie widmowe, co atomy w laboratorium. Tłumacząc to
wszystko na ludzki, nie ma takiego zjawiska fizycznego, które by
wymagało wprowadzenia nowego prawa fizycznego.
Ten zacięty spór o naturę kwazarów poznamy dopiero wtedy, gdy
dokładnie określimy dzielące ich od nas odległości.
Skąd kwazary mają tak dużo energii? To jest kolejny problem
astronomów. Jedni uważają, że energia kwazarów pochodzi z
anihilacji materii, inni - ze zderzeń gwiazd, a jeszcze inni, że
są to zmasowane wybuchy gwiazd supernowych. Ten ostatni pogląd
jest bardzo ciekawy. Od dawien dawna wiadomo, że supernowe
pojawiają się nie tylko w Drodze Mlecznej, ale i w innych
galaktykach. Supernowe stanowią bardzo krótkie stadium
ewolucyjne gwiazd, najprawdopodobniej masywnych. W pewnej fazie
dochodzi do wybuchu spowodowanego naruszeniem równowagi we
wnętrzu gwiazdy. W wyniku tego procesu odsłonięte zostaje
wnętrze gwiazdy o bardzo wysokiej temperaturze, emitujące
olbrzymie ilości energii. W tym stadium, jasność supernowej
dorównuje, ba, nawet przewyższa jasność macierzystej galaktyki.
Potem jasność spada - najpierw gwałtownie, a następnie
stopniowo.
Podczas wybuchu supernowej emitowane są bardzo duże ilości
elektronów poruszających się z prędkością zbliżoną do prędkości
światła. Są one hamowane przez pole magnetyczne, którego
obecność stwierdzono obserwacyjnie. W związku z powyższym, wokół
pozostałości po supernowej powstaje silne radiopromieniowanie
zanikające znacznie wolniej niż promieniowanie optyczne. Teraz
wyobraźmy sobie, że kwazary to nic innego jak wielkie skupiska
gwiazd supernowych wybuchających w bardzo krótkich odstępach
czasu. To mogłoby wytłumaczyć zmienność zarówno względem
promieniowania radiowego jak i optycznego.
Rosyjski astronom Wiktor Abarcumian podał tezę, że we wnętrzu tych
tajemniczych obiektów znajduje się pramateria. Terminem tym
określono nieznany stan materii, która przekształcając się w
"zwykłą" materię wytwarza przeogromne ilości energii.
Która z tych hipotez jest słuszna? Wykażą to dalsze badania tych
najbardziej zagadkowych obiektów Wszechświata.
Korzystałem z następujących
źródeł:
"W kręgu astronomii" - Stanisław R. Brzostkiewicz
"Astronomia" - Simon i Jacqueline Mitton; wyd. Oxford
Harry Kotlet