Magnus Fragor

Главная » Статьи » Космос

Что такое квазизвезда?

Для начала решим что такое "квази"? "КВАЗИ от латинского quasi – якобы, как будто, соответствующая по значению словам "мнимый", "ненастоящий". По этому учёные и назвали из квазизвездами, потому-что предполагают их существование.

Если говорить простыми словами для простоты восприятия, то квазизвезда – это очень массивная звезда, которая существовала на очень раннем этапе развития Вселенной. В отличие от современных звёзд, которые светятся за счёт термоядерного синтеза в их ядрах, квазизвёзды получают энергию из черной дыры, находящейся внутри этой звезды.

Размеры квазизвезд могли достигать до 10 миллиардов км., это в ≈7000 раз больше нашего с вами Солнца, по астрономическим меркам, в диаметре квазизвезда достигала 69 а.е. (астрономическая единица).

Для примера:
• расстояние от Солнца до Земли составляет 150 миллионов километров или 1 а.е.
• расстояние от Солнца до Плутона составляет почти 49 а.е.
• Зонду New Horizons потребовалось 10 лет , чтобы добраться от Земли до Плутона. А чтобы пролететь от одного конца квазизвезды до другого, ему бы понадобилось ≈ 15 лет.

Если мы будем определять, где конец Солнечной системы – на границе орбиты Плутона или на Облаке Оорта? Даже НАСА не имеет окончательного ответа. Для нашего ответа мы определим его как гелиопаузу – точку, в которой звездный ветер Солнца взаимодействует с межзвездным веществом. Гелиопауза находится в ≈120 а.е. от Солнца. Как уже говорилось ранее, размер квазизвезды составляет примерно 69 а.е., а это означает, что квазизвезда меньше, чем Солнечная система).

Считается, что квазизвезда живет всего от 1 до 7 миллионов лет. Квазизвезды, как и другие гигантские звезды, не очень эффективны в использовании своего топлива, поэтому они мало живут и умирают молодыми. Температура таких звезд составляет около 3700 градусов, когда в того же Солнца составляет всего 5500 градусов, поэтому квази-звезды при всех их размерах на самом деле холоднее Солнца.

Не путайте с квазаром (объектом, который выглядит как звезда, но ею не является), квазизвезда – это теоретический тип звезды, которая могла существовать только в юной Вселенной. Квазизвезда должна была быть звездой-каннибалом, но вместо того, чтобы прятать в центре другую звезду, она прячет черную дыру. Квазизвезды должны были образоваться из массивных звезд населения III. Когда обычные звезды коллапсируют, они становятся сверхновыми и оставляют черную дыру. В квазизвездах плотный внешний слой ядерного материала поглотил бы всю энергию, вырвавшуюся из коллапсирующего ядра, остался бы на месте и не стал бы сверхновой. Внешняя оболочка звезды осталась бы нетронутой, тогда как внутренняя образовала бы черную дыру.

Как и современная звезда на основе синтеза, квазизвезда достигла бы равновесия, хотя и поддерживалось бы оно больше, чем просто энергией синтеза. Энергия, излучаемая из ядра, черной дыры, обеспечивала бы давление, противостоящее гравитационному коллапсу. Квазизвезда питалась бы материей, падающей во внутреннюю черную дыру, и высвобождала бы энергию. Из-за этой мощной испускаемой энергии, квазизвезда была бы невероятно яркой и в 7000 раз более массивной, чем Солнце.

В конце концов, однако, квазизвезда потеряла бы свою внешнюю оболочку спустя примерно миллион лет, оставив только массивную черную дыру. Астрофизики предположили, что древние квазизвезды были источником сверхмассивных черных дыр в центрах большинства галактик, включая нашу. Млечный Путь мог начаться с одной из этих экзотических и необычных древних звезд.

Но чтобы стало понятно, как хороши эти ваши квазизвёзды, нужно сперва немножко рассказать о так называемых типах звёздного населения. Их, этих типов, существует три – и разница между ними состоит в том, насколько велико содержание металлов в веществе этой самой звезды. В первой группе их больше всего, во второй – умеренно, в третьей их нет вовсе.

Также нужно понимать, что астрофизика на оси вращала всю эту вашу химию, и металлами там называется всё, что тяжелее гелия. Например, кислород.

Звёзды III группы самые старые – настолько старые, что закончились как эмпирическая данность задолго до того, как образовалась Земля. Металлов в них не было потому, что все элементы тяжелее гелия синтезировались в этих самых звёздах III группы, когда водород в них заканчивался,и термоядерная реакция набрасывалась на гелий. Потом они, разумеется, разлетались в мелкие клочья, заодно разнося по вселенной те самые металлы – элементы, которые образовались из гелия. Из этого вещества потом возникали звёзды II группы, ну и вы поняли идею.

С квазизвёздами случай был, однако, особый. Чисто технически они относятся к III группе – то есть, сейчас такую вы уже не найдёте. Благодаря тому, что в составе этих звёзд был изначально один только водород и больше вообще ничего, они становились страшно массивными – настолько, что пока внешние их слои только разогревались, готовясь стать частью ещё не сформировавшейся звезды, внутренние уже коллапсировали от собственной массы и со страшным взрывом превращались в чёрную дыру.

Тем не менее, масса самой звезды была такой огромной, что от возникновения чёрной дыры внешним слоям не было ни тепло, ни холодно. Звезда начинала работать, как и положено звезде – светить и всякое такое – но источником её энергии был не синтез гелия из водорода, как у всех уважающих себя звёзд, а гравитационные выходки чёрной дыры, находящейся у неё в ядре.

Постепенно всё вещество звезды падало на чёрную дыру, и в итоге образовывалась штука, ныне известная как сверхмассивная чёрная дыра. Та самая, которая находится в центрах всех нормальных галактик. Конечно, вначале она была не такой уж сверхмассивной, но за пару миллиардов лет могла стать галактическим центром.

Квазизвёзды были огромными. Поскольку они все давно уже вымерли как вид, оставив после себя только галактики, в глаза их никто не видел. Однако расчёты показывают, что одна такая звезда могла быть размером куда больше, чем вся эта ваша солнечная система. Раза так, наверное, в два.

Может быть, вы слышали, что солнечная система огромная. Может быть, даже знаете, что её диаметр – примерно 4,5 миллиардов километров. Но по астрономическим меркам это ничто. Это 210 световых минут. А одна такая квазизвезда имела радиус раза в два больше. Имея температуру поверхности около 4000 К (для сравнения, у Солнца это около 6000 К), квазизвёзды брали площадью. Светимость одной такой звезды была сравнима с целой галактикой. Правда, не слишком большой.

Чем больше размер звезды, тем короче продолжительность жизни. Солнце существует около 10 миллиардов лет. Красная карликовая звезда, такая как Проксима Центавра, может прожить более восьми триллионов лет, так как она более эффективна в использовании своего топлива.

Считается, что квазизвезда живет только около семи миллионов лет. Квази-звезды, как и другие гигантские звезды, не очень эффективны в использовании своего топлива, они живут быстро и умирают молодыми.

Было предложено, что коллапс массивных облаков газа может создать небольшую черную дыру в своей основе, что приводит к объекту, называемому квазизвездой. Расчеты были опубликованы в 2006 году Митчеллом Бегельманом из Университета Колорадо в Боулдере. Он предположил, что такая черная дыра может быстро вырасти до 1000 масс Солнца, питаясь газом, который окутывает ее. После чего медленный, но устойчивый рост, в конечном итоге превращает ее в сверхмассивную черную дыру.

Чтобы прийти к этому результату, Бегельман и его коллеги сделали некоторые упрощающие предположения: например, что температура внутри квазизвезды была относительно стабильной. Сейчас, более детальные расчеты Уоррика Бала из Кембриджского университета и его коллег, подтвердили первоначальные выводы.

Для модели квази-звезды, Бал и его команда обратились к программному обеспечению, изначально предназначенному для имитации недр звезд. Как и обычные звезды, квазизвезды являются гигантскими шарами газа, которые удерживаются вместе под действием силы тяжести, с источником энергии в ядре. В звезде эта энергия происходит от ядерных реакций, в то время как в квазизвездах она исходит от излучения, генерируемого материей, попадающей в черную дыру.

В статье, опубликованной в Monthly Notices Королевского Астрономического Общества, было сообщено, что Бал и коллеги обнаружили, что квазизвезды действительно могут привести к черным дырам, которые, по крайней мере, в 1000 раз больше массы Солнца. "Приятно видеть, что другая группа, самостоятельно работающая над этим, получила аналогичный ответ", говорит Begelman.

Под понятием квазизвезда астрофизики подразумевают чрезвычайно массивные космические объекты звёздного типа, о существовании которых свидетельствуют теории и гипотезы. По мнению учёных, они входили в состав первичной Вселенной. От известных сегодня звёзд, светимость которых объясняется внутренним термоядерным синтезом, они отличаются энергетическим питанием, которое получают от находящихся в их центре чёрных дыр.

В основе теории образования квазизвезд заложен коллапс, затрагивающий ядра протозвед. В процессе, который по энергетическим показателям аналогичен взрыву гиперновой, формируется чёрная дыра. Массивность и плотность внешних слоёв препятствует полному поглощению энергии с последующим рассеиванием, что характерно наблюдаемым сверхновым.

«Пожирая» протозвезду изнутри, чёрная дыра притягивает больше топлива извне, обеспечивая питание наружных слоёв. В результате образуется сбалансированная система между гравитацией и получаемой энергией, что сравнимо с термоядерным синтезом современных звёзд.

Чтобы образовалась квазизвезда, в исходном состоянии её масса должна превышать солнечную в тысячу раз. Формирование таких огромных объектов возможно лишь из чистого водорода и гелия, а также полного отсутствия более тяжёлых элементов.

Согласно гипотетическому звёздному населению III, подобные условия совпадают с началом эры вещества или спустя 800 млн лет от начала летоисчисления Вселенной, за которое принимают Большой взрыв.

Учёные предполагают, что по поверхностной температуре квазизвезды несколько уступали Солнцу (не более 4 тыс. К). В то же время их диаметр, достигавший 10 млрд км или 66,85 а. е., превосходил солнечный в 7 и более тысяч раз. По излучению энергии каждая квазизвезда была сопоставима с небольшой галактикой.

Несмотря на массивность, квазизвездам характерен относительно короткий срок существования, не превышающий 7 млн лет. По истечении этого времени масса чёрной дыры на месте ядра приравнивается к первоисточнику и даже превышает его в десятки раз. Учёные предполагают, что из таких космических объектов сформировались сверхмассивные чёрные дыры нашего времени. Существует, предположение, что центр Млечного Пути представлен одним из таких космических объектов.

Несмотря на высокую светимость, обнаружение квазизвёзд – исключительно трудная задача. Они существовали в ранней Вселенной и даже если они в то время излучали в оптическом диапазоне, то расширяющееся пространство сместило их свет в сторону инфракрасного спектра.

Категория: Космос | Добавил: laf2304 (17.07.2022)
Просмотров: 183 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar
[ Категории раздела ]
Космос [306]
Природа [310]
Общество [326]
Технологии [309]
Загадки Вселенной [348]
Разное [252]

[ Поиск ]

[ Вход на сайт ]

[ Статистика ]

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Copyright ARA © 2025
uCoz