Kwazary i galaktyki

 

Kwazary i galaktyki spiralne niewiele się różnią w zakresie struktury.
Kwazar to jeden z najbardziej niezwykłych obiektów w kosmosie. Choć na pierwszy rzut oka, kwazar może się wydawać gwiazdą o wielkiej jasności, to jednak błędne założenie. Jak bardzo się różni od gwiazd? 
Nieznanej natury ciała niebieskie przypominające gwiazdy wzbudzały zainteresowanie astronomów już w XIX wieku. Wtedy nikt jednak nie przypuszczał, że obiekty te są czymś innym niż gwiazdami. Prowadzone w latach 1917-1922, przez Hebera Curtisa i Ernsta Öpika, obserwacje dowiodły, że są niewielkimi galaktykami. Pierwotne wyobrażenia miały jednak wpływ na ich nazwanie. Określono je mianem quasi-stellar radio source lub quasi-stellar object (w skrócie quasar), czyli gwiazdopodobnymi obiektami emitującymi fale radiowe — kwazarami.
Prowadzone w latach 50. i 60. badania naprowadziły astronomów na trop co do natury kwazarów. Pierwszym opisanym kwazarem był 3C 273 znajdujący się w gwiazdozbiorze Panny. Oddalony jest o 2,44 mld lat świetlnych od Ziemi. Wyznaczenie dokładnych współrzędnych, pozwoliło otrzymać widmo tego promieniowania, które było ekstremalnie przesunięte ku czerwieni. Według oficjalnej nauki  świadczy to o niezwykle dużym oddaleniu tego obiektu od naszej galaktyki. Oczywiście to bzdura ponieważ widmo przesunięte ku czerwieni połączone z wielką jasnością obiektu odpowiada za siłę wysyłanego promieniowania docierającą do nas mimo tłumiącego działania cząsteczkowo falowej bezpróżniowej przestrzeni kosmicznej w zakresie wyższych częstotliwości. Im wyższa częstotliwość tym bardziej tłumi ją eteryczna przestrzeń. Stąd jeśli obiekt ma bardzo silną moc emitowaną, tym silniejsze promieniowanie elektromagnetyczne, w tym podczerwone światło, do nas dociera. Taka prosta rzecz.
Holenderski astronom Maarten Schmidt uznał, że widmo kwazara 3C 273 jest aktywnym jądrem galaktyki, świecącym 100 razy jaśniej, niż wszystkie gwiazdy Drogi Mlecznej razem wzięte. Hipoteza naukowca była kwestionowana, ponieważ nie potrafiono wówczas wyjaśnić, jak nieduży w kosmicznej skali obiekt może wytwarzać tak znaczne ilości promieniowania. Zgodnie z ówczesnym stanem wiedzy, jego aktywność radiowa i jasność sugerowały też, że musiał być blisko Ziemi, a nie bardzo daleko, jak postulował Schmidt. Dopiero późniejsze badania pozwoliły poprawić hipotezę i wyjaśnić czym są kwazary. Jednak dopiero dzisiaj patrząc na Wszechświat jak na elektryczne zjawisko, możemy zrozumieć jego istotę w 100 % ach.
Odkrycia zakończyły dyskusję na temat tego, czy kwazar to gwiazda. Okazało się, że jest rodzajem galaktyki aktywnej. Tego typu ciała kosmiczne mogą być wielkości np. Układu Słonecznego. W sercu kwazara znajduje się czarna dziura, czyli wir elektromagnetyczny wyzwalany najsilniejszym polem elektromagnetycznym jakie posiadają właśnie kwazary. Wir w którym materia rozgrzewana jest do większych temperatur niż w standardowych wielkoobszarowych galaktykach i wytwarza promieniowanie w każdym zakresie – optycznym, radiowym, rentgenowskim i gamma. Najaktywniejsze kwazary wyrzucają nadmiarowe strumienie materii w postaci dżetów. Same kwazary powstają przez wyrzucenie ich co jakiś czas z centrum wielkich spiralnych galaktyk gdy nagromadzi się w okolicy wirów czarnych dziur bardzo dużo materii, ale nie wystąpią regularnie dżety promieniowania Hawkinga.

Jedną z cech wyróżniających kwazary jest ich silna aktywność radiowa. To właśnie emitowany przez nie punktowy sygnał radiowy był przyczyną uważania kwazarów za gwiazdy. 
Kwazary wyróżnia też jasność przewyższająca inne ciała niebieskie. Rozgrzana materia wirująca wokół czarnej dziury, przyćmiewa blask własnej galaktyki. Największe kwazary mogą świecić nawet miliony razy jaśniej od Słońca. Ekstremalne są również temperatury. Wir znajdujący się w centrum rozgrzewa swoją rotacją trafiającą do niego materię do milionowych wartości, znacznie wyższych niż temperatura gwiazd. Dla porównania powierzchnia Słońca to 5500 ℃. Nawet otaczające wiele kwazarów obłoki gazowe, zwane halo, bywają dużo gorętsze od niektórych gwiazd. Ich temperatura może osiągać dziesiątki tysięcy ℃.

Kwazary to najjaśniejsze obiekty kosmiczne znane człowiekowi. Największe z nich osiągają jasność przewyższającą Słońce o zawrotne wartości. Jakie są największe kwazary? Lider peletonu co jakiś czas się zmienia. W 2015 roku rekordowy wynik należał do SDSS J010013.02+280225.8. Kwazar ten świecił 429 bln (429 000 000 000 000) razy mocniej od Słońca. Znajduje się w odległości 13,8 mld lat świetlnych od Ziemi. 

Obecnie pierwsze miejsce zajmuje kwazar J043947.08+163415.7. Jego jasność wynosi tyle, co 600 bln Słońc. Oddalony jest o 12,8 mld lat świetlnych. Kwazary w ciemnościach Wszechświata są dosłownie jak kosmiczne latarnie! 3C 273 to pierwszy obiekt, który został zidentyfikowany jako kwazar 


Oprócz kwazarów znajdujących się na drugim końcu Wszechświata są również obiekty będące bliżej Ziemi. Niemniej, nawet bliskie kwazary są od nas oddalone o miliony lat świetlnych. Najbliżej Ziemi jest kwazar UGC 8058 (znany też jako Mrk 231 lub Markarian 231). Jego odległość od naszej planety wynosi 600 mln lat świetlnych. Położony jest w konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy.

Kwazar ten ma wyjątkową cechę. Zazwyczaj materia wokół czarnej dziury widoczna jest w promieniowaniu ultrafioletowym. U Markarian 231 wędruje ona gwałtownie w kierunku jądra galaktyki. Oznacza to, że centrum kwazara w pobliżu wiru czarnej dziury otacza pusta przestrzeń. Dzieje się tak dlatego, że po wewnętrznej krawędzi kwazara krąży druga czarna dziura. Okrążają się one podobno w cyklu 1,2 roku ziemskiego.

Blazary. Bogaty zbiór aktywnych jąder galaktyk obejmuje również blazary. Mianem tym określa się kwazary o ekstremalnych właściwościach. Blazar charakteryzuje się szybką zmiennością promieniowania radiowego na wszystkich częstotliwościach i skalach czasowych. Promieniowanie świetlne we wszystkich zakresach jest, w zależności od blazara, albo silnie spolaryzowane, albo znajduje się w stanie niemal całkowitego zaniku.

Choć przyczyna tego zjawiska nie została jeszcze wyjaśniona, to astronomowie przypuszczają, że problemem może być obserwowanie go w pobliżu osi relatywistycznego dżetu (strumienia). Taki strumień zdaje się pozornie zmieniać jasność wiązki światła. Oznacza to, że fale emitowane przez źródło mają zupełnie inną częstotliwość, niż ta z jaką obserwator widzi strumień.

Termin blazar pochodzi od nazwy nadanej przez niemieckiego astronoma Cuno Hoffmeistera jednemu z ciał niebieskich. W 1929 roku opublikował on katalog 354 gwiazd zmiennych, czyli takich, które zmieniają jasność w krótkich odstępach czasu. Jedna z nich, znajdująca się w gwiazdozbiorze Jaszczurki została nazwa BL Lacertae, w skrócie BL Lac. Jak wiemy, badania nad tego typu obiektami w latach 60. i 70. wykazały, że nie są to gwiazdy a kwazary. Z połączenia nazw BL Lac i quasar powstała nazwa blazar. Najbliższy z nich znajduje się 2,5 mld lat świetlnych od Ziemi.

Wszechświat to miejsce pełne niezwykłych zjawisk i obiektów, których naturę dopiero zaczynamy pojmować gdy patrzymy nań jak elektrycy czy elektronicy. Znalezienie każdej kolejnej zagadki prowadzi do pytań, czy w kosmosie istnieje coś jeszcze większego, jaśniejszego lub cięższego. Gdzie leży granica? A może powinniśmy zapytać — czy istnieje jakakolwiek granica?

Zaproponowana klasyfikacja galaktyk (sekwencja Hubble’a) została stworzona w 1926 roku przez Edwina Hubble’a. Według jednych teorii powstawały one w wyniku zapadnięcia się wielkoskalowych obłoków gazu, według innych przez połączenie się wielu gromad gwiazd. Do takich zderzeń galaktyk dochodzi cały czas. Większość galaktyk zgrupowana jest w większe struktury tzw. grupy bądź gromady galaktyk, w których występują oddziaływania elektrograwitacyjne utrzymujące je ze sobą. Droga Mleczna wraz z 50 galaktykami stanowią Grupę Lokalną o rozciągłości 10 milionów lat świetlnych. Natomiast Grupa Lokalna wraz z kilkuset innymi gromadami (łącznie około 100 tysięcy galaktyk) wchodzi w skład supergromady Laniakea.

Galaktyki eliptyczne mają symetrię kulistą lub elipsoidalną. Jasność powierzchniowa galaktyki eliptycznej jest największa w środku i zmniejsza się stopniowo na zewnątrz. W galaktykach tych nie występuje w zauważalnych ilościach pył i gaz. Cała widoczna materia jest skupiona w starych gwiazdach, które powstały zapewne w krótkim okresie w początkowych etapach formowania się galaktyki.

Galaktyki spiralne to takie, które gdy ich powstawanie nie zostaje zakłócone postronnymi zjawiskami elektrycznymi, składają się z jądra i z ramion, zazwyczaj z dwóch lub wielokrotności 2, rzadziej z jednego czy z trzech. Wszystkie ramiona leżą w jednej płaszczyźnie, którą nazywamy dyskiem galaktycznym. Jądro galaktyk spiralnych zbudowane jest ze starych gwiazd. W środku spiralnych galaktyk zawsze znajduje się czarna dziura. W ramionach dominują małe jasne gwiazdy. Nauka przypuszcza, że galaktyki spiralne utworzone zostały z obłoków materii, które wypełniały bardzo młody Wszechświat. Oczywiście jest to bzdura. 

Wg nauki galaktyki soczewkowate stanowią ogniwo pośrednie między galaktykami eliptycznymi a spiralnymi. Kolejna bzdura. Jądro takiej galaktyki jest podobne do silnie spłaszczonej galaktyki eliptycznej, natomiast wokół znajduje się dysk, ale bez żadnych śladów struktury spiralnej. Galaktyki te nie zawierają młodych gwiazd ani materii międzygwiezdnej, co jest typowe dla galaktyk eliptycznych.

Galaktyki nieregularne, o osobliwym wyglądzie, to takie które nie wykazują symetrii charakterystycznych dla galaktyk eliptycznych i spiralnych. Dzielimy je na dwa typy. Pierwszy zaliczamy obecnie do skrajnych odmian galaktyk spiralnych, gdyż mają z nimi wiele cech wspólnych: wirują wokół własnych osi, wykazują silne spłaszczenie i ślady struktury spiralnej. Odróżnia je natomiast to, że nie ma w nich jądra i ramion. Drugi typ to grupa galaktyk zupełnie nieregularnych o bezkształtnym wyglądzie, niewielkich rozmiarach i sporej jasności powierzchniowej. W galaktykach tego rodzaju znajduje się także dużo młodych gwiazd. Stanowią one od 5 do 10 % wszystkich galaktyk.

Wymienione galaktyki stanowią ogromne skupiska materii pod różną postacią. Głównymi skupiskami są gwiazdy – kuliste ciała niebieskie.

 
Narodziny gwiazdy - nauka oficjalnie nie ma żadnych informacji, pochodzących z bezpośrednich obserwacji o tym, jak wygląda pierwszy etap formowania się gwiazdy. Istnieją jednak przesłanki, by sądzić, że wszystko zaczyna się, gdy chmura gazu i pyłu kosmicznego (obłok), w której dominujący udział ma wodór, gromadzi się wokół przypadkowego zagęszczenia. Takie zagęszczenie może być wywołane strumieniem materii wyrzuconej z innej gwiazdy, która wybuchła (supernowa).
Protogwiazda - Na skutek grawitacji obłok kurczy się. W miarę kurczenia, wzrasta jego temperatura. Powstaje dysk z kulistą centralną częścią – protogwiazdą. Cała chmura gazowo‑pyłowa obraca się wokół własnej osi początkowo wolno, a w miarę kurczenia się – coraz szybciej. Proces kurczenia się obłoku i powstawania protogwiazdy może trwać kilkaset tysięcy lat. Gdy temperatura protogwiazdy osiągnie odpowiednio wysoką wartość, w jej centralnej części rozpoczyna się proces syntezy (łączenia) jąder wodoru w jądra helu. Energia wydzielana w tym procesie powstrzymuje grawitacyjne zapadanie. Gwiazda zaczyna świecić.

Jeśli mowa jednak o elektrycznych procesach ponieważ we Wszechświecie nie ma inncyh procesów niż elektryczne, gwiazdy powstają wraz ze skurczem plazmy po kilka kilkanaście sztuk wdłuż włókna plazmowego. Energia jest tak silna że powstają parametaliczne lub wręcz metaliczne odpryski jak podczas elektrycznego zwarcia czy spawania metali. Te metalowe odpryski stają się gwiazdami gdy zaczyna się na ich powierzchni indukować prąd zwarciowy z pola elektromagnetycznego galaktyki.