Проучване, базирано на изображения от телескопа Исак Нютон на Канарските острови, разкрива, че произходът на квазарите е от сблъсъка между галактики

Най-отдалечените светлини в познатата ни вселена винаги са били вълнуваща мистерия за астрономите. Специално издание на списание Nature от март 1963 г. съобщава за съществуването на изключително далечни обекти в нашата галактика, които, въпреки мощната си светлина, са толкова далече, че се бъркат с обикновени звезди. Първите радиотелескопи направиха възможно откриването на тези светлинни източници преди 60 години, които бяха наречени квазари. През следващите десетилетия учените успяха да разберат същността на явлението, но не и произхода му. Досега. Проучване, наскоро публикувано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, разкрива, че квазарите са следствие от сблъсъци между галактики. Изследването е на група учени от британските университети в Шефилд и Хартфордшир и се основава на анализи на изобразения с висока резолюция, заснети от телескопа Исак Нютон в обсерваторията Роке де лос Мучачос на остров Ла Палма.

Какво знаехме за квазарите досега? Когато бяха открити, изглеждаха като синкави звезди, но изображенията им показваха бледи и дифузни ореоли, което беше ясен признак, че трябва да са нещо друго. Разбрахме, че са мощни източници на светлинна енергия, способни да светят колкото трилион звезди, взети заедно, разположени в пространство с размера на нашата Слънчева система. Учените заключават, че това са много ярки и много тежки галактики, намиращи се на голямо разстояние от нас. Понастоящем са открити повече от 2000 такива галактики, отдалечени на милиарди светлинни години. Все още се обсъжда обаче какво предизвиква мощната им активност. „Има много спорове сред нас, учените, каква е причината за тази силна светлинна активност, как точно квазарите генерират тази ослепителна светлина“, казва Кристина Рамос Алмейда, изследовател от Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Повечето галактики имат свръхмасивни черни дупки в центровете си, но много малко от тях са квазари. Защо е така? Според някои астрономи квазарите се зараждат от специфични процеси вътре в галактиката, които дестабилизират тези огромни групи от звезди. Тази нестабилност предизвиква сблъсъци или сливания между галактиките, което е правдоподобно обяснение за генезиса на квазарите.

Галактиките съдържат огромни количества газ, но обикновено той е ситуиран на големи разстояния от центъра, извън обсега на черната дупка, която поглъща всяка материя, включително светлина. Когато обаче две галактики се сблъскат, газът се придвижва към центъра им и започва да се поглъща от черните дупки, освобождавайки много енергия под формата на радиация, което възпроизвежда характерното сияние на квазара. Това „възпламеняване“ на квазара може да изхвърли остатъчния газ от галактиките, предотвратявайки образуването на нови звезди.

Изображенията от Ла Палма
Изображенията от телескопа Исак Нютон в Ла Палма са основа за теорията за сливането на галактики като произход на това явление – те показват наличието на деформирани структури по перифериите на галактиките, възпроизвеждащи квазари. Това са първите изображения на квазари с такъв размер и с такова детайлност. Чрез сравняване на изображенията на 48 квазара и техните галактики с изображения на повече от 100 галактики, които нямат квазари, изследователите стигнаха до заключението, че галактиките с квазари, е три пъти по-вероятно да се сблъскат една с друга. Признаци на сблъсък се наблюдават в 65% от галактиките с квазари и само в 22% от останалите галактики. Разликата е статистически толкова голяма, че според учените сблъсъкът е това, което „запалва“ квазарите. Исак Нютон е малък оптичен телескоп с диаметър 2,54 метра, „но, упорствайки, може да се получат много качествени изображения“, обяснява Рамос.

Бъдещето на Млечния път
Астрономите смятат, че всички или почти всички галактики имат в центъра свръхмасивна черна дупка и всяка материя в галактиката се влияе от нейната гравитация. „Вълнуващо е да наблюдаваш квазари и още повече да знаеш причините за тяхното възникване. Квазарите са едно от най-екстремните явления във Вселената, с които е свързано и бъдещето на нашата собствена галактика – Млечния път. Когато, след около 5 милиарда години, Млечният път и Андромеда се сблъскат, може би ще се наблюдава същото „запалване“ на квазари, което виждаме сега на далечни разстояния от нас. Но за щастие нашата Земя няма да е близо до този апокалипсис. Поне в началото“, казва Клайв Тадхънтър, професор в катедрата по физика и астрономия в университета в Шефилд.

„Андромеда има черна дупка, нашия Млечен път също, разположена на 26 000 светлинни години от Земята. Когато двете галактики се сблъскат, двете черни дупки ще се слеят, за да образуват една по-масивна черна дупка. Много е вероятно да се превърнат в „запален“ квазар“, допълва Тадхънтър. Галактиките не остават квазари завинаги, а само за известно време. Изследванията на тези обекти се превърна в самостоятелен дял от проучванията на Вселената. Поради своята яркост квазарите са видими на големи разстояния, превръщайки се в своеобразни фарове, които ни позволяват да изследваме най-ранните състояния в историята на Вселената. Всъщност една от основните научни мотивации за космическия телескоп Джеймс Уеб на НАСА беше да изследва най-старите галактики – той е в състояние да фиксира светлина дори от най-отдалечените квазари, излъчена преди почти 13 милиарда години.

Нови данни за течното ядро ​​на Марс ни помагат да разберем как се е формирала планетата

Международен екип от учени откри първите сеизмични вълни, идващи от недрата на Марс, анализът на които разкрива, че течното ядро на планетата ​​е по-плътно и по-малко, отколкото се смяташе досега. Изследването е публикувано в научното списание Proceedings of the National Academy of Sciences.

Данните са получени от спускаемия модул InSight на НАСА, чиято първоначална мисия беше с продължителност малко повече от една марсианска година (две земни години). Въпреки марсианските бури обаче, модулът разшири мисията си и остана до планетата до края на миналата година. „Това допълнително време и усилия си заслужаваха. Чухме енергията, идваща от сърцето на Марс“, казва ръководителят на изследването Джесика Ървинг от университета в Бристол.

InSight регистрира сеизмичните вълни, идващи от ядрото на Марс, както и тези, от по плитките слоеве, след което двата вида вълни се сравняват и изследват.

Екипът, съставен от сеизмолози, геодезисти и физици, проучва две сеизмични събития, настъпили в двете противоположни полукълба на Марс – земетресение и удар от метеорит. Учените измерват времето, за което сеизмичните вълни, преминавайки през ядрото, достигат до мантията на планетата. Така създават модели на физичните свойства и състав на ядрото.

Резултатите показват, че ядрото на Марс най-вероятно е изцяло течно (за разлика от земното*) и по-плътно и по-малко отколкото се предполагаше досега – около 1780-1810 километра. Ядрото на Марс е изградено предимно от леки железни сплави и сяра и в по-малки количества кислород, въглерод и водород.

Според проучването една пета от теглото на ядрото се състои от тези елементи, което е значително повече от дела на леките елементи в ядрото на Земята. Това показва, че ядрото на Марс е с много по-ниска плътност от това на Земята, което предполага различни условия за формиране на двете планети.

„Свойствата на ядрото определят начина на формиране и динамиката на развитие във времето на една планета. Също така процесите на формиране и еволюция могат да бъдат ориентир за вероятността за наличие или отсъствие на живот“, обяснява Никълъс Шмер от университета на Мериленд Парк.

„Съставът на ядрото на Земята му позволява да генерира магнитно поле, което предпазва планетата от слънчевия вятър, като това прави възможно наличието на вода. Ядрото на Марс не генерира тази защита и условията на повърхността със сигурност са враждебни за живота, такъв, какъвто го познаваме “ добавя той.

Но, проучвайки еволюцията на Марс, учените смятат, че в един по-ранен етап е възможно планетата да е имала магнитно поле, което впоследствие е загубила, тоест, се е превърнала от планета с потенциален живот в планета, без вероятност за живот.

* Земното ядро е изградено от течна вътрешна част и твърда външна обвивка.