퀘이사라는 단어는 준 별의 라디오 소스를 의미합니다. 퀘이사는 1950 년대 후반과 60 년대 초에 천문학자들이 처음 알아차리기 시작했을 때 별처럼 보였기 때문에 그 이름을 얻었습니다.하지만 퀘이사는 별이 아닙니다. 그들은 지금 젊은 은하로 알려져 있습니다,우리로부터 광대 한 거리에 위치,그들의 수는 눈에 보이는 우주의 가장자리를 향해 증가. 어떻게 그렇게 멀리 떨어져 있지만 여전히 볼 수 있습니까? 대답은 퀘이사가 우리 은하보다 1,000 배 더 밝다는 것입니다. 그러므로 우리는 그들이 매우 활동적이어서 전체 전자기 스펙트럼에 걸쳐 엄청난 양의 방사선을 방출한다는 것을 알고 있습니다.
그것들은 멀리 떨어져 있기 때문에 우리는 우주가 젊었을 때의 물체들을보고 있습니다. 가장 오래된 퀘이사는 현재 0313-1806 입니다. 그 거리는 130 억 3 천만 광년으로 측정되었으며,따라서 우리는 빅뱅 이후 6 억 7 천만 년 만에 그것을 볼 수 있습니다.
그 당시 우리 우주에서 퀘이사를 그렇게 놀랍게 밝게 만들기 위해 무슨 일이 일어 났습니까?
천문학자들은 퀘이사가 초기 단계에 있는 은하의 매우 빛나는 중심이라고 믿고 있다. 강렬한 연구의 수십 년 후,우리는 이러한 개체에 대한 또 다른 용어가:퀘이사는 활성 은하 핵,또는 아그네의 유형입니다. 실제로 많은 다른 유형의 아그네스가 있으며,각각 고유 한 이야기가 있습니다. 아그네스가 방출하는 강렬한 방사선은 그 중심에 있는 초대질량 블랙홀에 의해 구동되는 것으로 생각된다. 이 방사선은 블랙홀을 둘러싼 부착 디스크의 물질이 디스크의 먼지,가스 및 기타 물질의 입자에 의해 생성 된 강렬한 마찰에 의해 수백만 도까지 과열 될 때 방출됩니다.
초질량 블랙홀의 부착 원반,즉 퀘이사의 중심에있는 물질의 내부 나선은 입자가 서로 충돌하고 튀어 나와 운동량을 잃는 결과입니다. 그 물질은 주로 분자 수소로 구성된 거대한 가스 구름에서 나왔는데,그것은 빅뱅 직후 시대에 우주를 가득 채웠습니다.
따라서,그들이 초기 우주에 있었던 것처럼,퀘이사는 먹을 물질의 광대 한 공급을 가지고 있었다.
퀘이사/블랙홀의 부착 디스크에서 물질이 가열되면 전파,엑스레이,자외선 및 가시 광선을 생성합니다. 퀘이사는 너무 밝아서 은하 전체를 밝게 비출 수 있습니다. 퀘이사는 아주 멀리 떨어져 있습니다. 그들은 우리에게서 너무 멀리 떨어져있어 우리는 그들이 거주하는 은하의 활성 핵 또는 핵만 관찰합니다. 우리는 그 밝은 중심에서 떨어져 은하의 아무것도 볼 수 없습니다. 그것은 밤에 먼 차 헤드라이트를 보기 같이 이다:당신은 당신이 보고 있는 차의 어떤 유형의 헤드라이트를 제외하고 모두가 암흑에서 있기 때문에,아이디어가 없다.
한편,퀘이사로 분류되지는 않았지만 여전히 은하계의 나머지 부분을 볼 수있는 밝고 활동적인 중심을 가지고있는 은하가 있습니다. 이 유형의 아그네의 예는 후기 천문학 자 칼 키넌 사이 퍼트 후 사이 퍼트 은하라고,누가 그들을 식별하는 첫 번째였다.
세이퍼트 은하는 우주에 있는 모든 은하의 10%를 차지한다:그들은 퀘이사로 분류되지 않는다.
그러나 물체가 우주의 가장 먼 곳에서 전파를 볼 수 있도록 충분히 비추는 데 필요한 에너지의 양을 고려하십시오. 퀘이사는 우리 은하에서 2,000 억 개 정도의 별들의 결합 된 광도의 최대 1,000 배의 에너지를 방출 할 수 있습니다. 전형적인 퀘이사는 우리 태양보다 27 조 배 더 밝습니다! 퀘이사와 함께 하늘에서 태양을 교체하고 그 놀라운 광도는 즉시 당신이 직접보고 충분히 무모한해야 눈을 멀게 할 것이다. 만약 당신이 명왕성의 거리에 퀘이사를 배치한다면,그것은 지구의 모든 바다를 증발시켜 5 분의 1 초 만에 증기를 일으킬 것입니다.
천문학자들은 대부분,전부는 아닐지라도,큰 은하들은 형성 직후,어린 시절에 소위”퀘이사 단계”를 통과했다고 믿는다. 그렇다면,그들은 초질량 블랙홀을 둘러싼 부착 디스크를 공급하기 위해 물질이 부족했을 때 밝기가 가라 앉았습니다. 이 시대 이후,은하들은 정지에 정착했고,그들의 중앙 블랙홀은 먹을 물질이 굶어 죽었습니다. 그러나 우리 은하의 중심에있는 블랙홀은 물질을 통과시켜 전파와 엑스레이를 방출하면서 잠시 번쩍이는 것으로 나타났습니다. 전체 별들이 블랙홀의 사건의 지평선,돌아올 수없는 지점을 통과 할 때 찢어 지거나 소비 될 수 있다고 생각할 수 있습니다.
그러나 젊은 퀘이사에서 고요한 중년 은하에 이르기까지 은하 진화에 대한 우리의 지식은 완전하지 않다는 것을 지적해야합니다. 은하는 종종 예외를 우리에게 제공하고,예를 들어 우리는 우리 자신의 은하수보다 더 봐 필요가 없습니다. 예를 들어,우리는 350 만 년 전에 우리 은하의 중심에 세이퍼트 플레어로 알려진 거대한 폭발이 있었다는 것을 알고 있습니다. 그것은 분명히 궁수 자리*,은하수의 초대질량 블랙홀을 중심으로 북쪽과 남쪽 은하 극에서 약 25,000 광년 연장 과열 플라즈마의 두 개의 거대한 로브를 생산했다. 이 거대한 로브는 페르미 버블이라고 불리며 오늘날 감마 및 엑스레이 파장(매우 높은 주파수의 전자기 방출)에서 볼 수 있습니다.
그래서 천문학 자들은 여전히 은하 진화의 특성에 대해 배우고 있습니다.
사실,퀘이사의 역사는 천문학자들이 따르기 쉬운 길이 아니었다. 1950 년대 후반에 퀘이사가 처음 발견되었을 때,전파 망원경을 사용하는 천문학 자들은 전파를 방출하는 별 모양의 물체(따라서 준 별의 무선 물체)를 보았지만 광학 망원경에서는 볼 수 없었습니다. 별에 대한 그들의 유사성,밝기 및 작은 각도 직경은 당연 시간의 천문학 자들은 그들이 우리 자신의 은하 내에서 개체를 찾고 있다고 가정했다. 그러나,이 물체들의 전파 스펙트럼을 조사한 결과,그 물체들은 예상했던 것보다 더 신비로웠다.
처음 발견된 두 개의 퀘이사인 퀘이사의 초기 관측은 1960 년대 초 영국-호주 천문학자 존 볼튼에 의해 만들어졌다. 그와 그의 동료들은 퀘이사가 광학 망원경에 보이지 않는다는 사실에 의아해했다. 그들은 퀘이사의 소위”광학 대응 물”,즉 라디오 악기로만 감지 할 수있는 것이 아니라 망원경으로 눈에 보이는 퀘이사를 찾고 싶었습니다.
천문학자들은 퀘이사가 매우 멀리 떨어져 있다는 것을 몰랐고,그 당시에는 광학적 인 물체가 본질적으로 빛나는 물체 임에도 불구하고 지구에서 볼 수 없었습니다. 그러나 1963 년 천문학자들은 앨런 샌디 지와 토마스 매튜스는 그들이 찾고 있던 것을 발견했다:알려진 퀘이사의 위치에 희미한 푸른 별처럼 보였다. 그 스펙트럼을 가지고,그들은 당황했다:그것은 그들이 전에 본 적이 아무것도처럼 보였다. 그들은 그것의 머리 또는 꼬리를 만들 수 없습니다.1442>
그 후,볼튼과 그의 팀은 200 인치(5 미터)헤일 망원경을 사용하여 달 뒤로 지나갈 때 퀘이사 273 을 관찰 할 수있었습니다. 이러한 관측은 또한 스펙트럼을 얻게합니다. 그리고 다시 스펙트럼은 이상하게 보였고 인식 할 수없는 방출 선을 보여주었습니다. 이 선은 천문학 자들에게 그들이 조사하는 물체에 어떤 화학 원소가 있는지 알려줍니다. 그러나 퀘이사의 스펙트럼 선은 무의미했으며,존재하지 않아야하는 요소를 나타내는 것처럼 보였다.
그것은 천문학자 마르텐 슈미트–퀘이사의 스펙트럼에서 이상한 방출 라인을 검토 한 후–천문학 자들은 전자기 스펙트럼의 붉은 끝으로 매우 이동 된 정상적인 방출 라인을 보고 있다고 제안 했다!
그래서 그들은 대답을했습니다. 적색 편이는 퀘이사의 먼 거리 때문이었습니다. 그 빛은 눈에 보이는 우주의 가장자리에서 우리에게 긴 여행을하는 동안 우주의 확장에 의해 뻗어되고있다.
그러나 퀘이사가 눈에 보이는 우주의 가장자리만큼 멀리 떨어져 있다는 것이 정말로 사실이라면,어떻게 그렇게 많은 양의 에너지를 생성 할 수 있었습니까? 1964 년에 블랙홀의 존재조차도 뜨겁게 논쟁되었습니다. 확실히 그들은 실제 우주에 존재할 수 없기 때문에 그들에게 수학 괴물보다 더 아무것도 고려하지 많은 과학자들이 있었다.
그래서 퀘이사의 본질에 대한 논쟁은 1970 년대까지 계속되었고,새로운 세대의 지구 및 우주 기반 망원경이 의심 할 여지없이 퀘이사가 실제로 광대 한 거리에 있으며,우리는 은하가 젊었을 때 은하를 볼 수 있으며,퀘이사 단계는 성장의 자연스러운 단계라는 것을 의심 할 여지없이 확립했습니다. 블랙홀이 마침내 심각하게 받아 들여짐에 따라 천문학 자들은 이제 마침내 퀘이사 뒤에 거의 이해할 수없는 강국의 정체성을 모델링 할 수있었습니다: 초질량 블랙홀은 엄청난 양의 가스를 소비하고 그 결과 스펙트럼을 가로 질러 엄청난 양의 에너지를 방출합니다.
이 모델은 퀘이사가 보이는 우주의 가장자리쪽으로 앉아있는 이유와 우리가 그들을 더 가까이 보지 못하는 이유를 설명합니다:퀘이사는 초기 우주에서 형성 된 지 얼마되지 않은 어린 은하이기 때문입니다.
퀘이사와 활동은하핵에 대한 연구는 아직 멀었지만,우리는 아직도 이해하지 못하고 있다. 그러나,나는 이해의 우리의 부족의 부분은 상상력의 실패 믿습니다. 퀘이사의 심장부에 있는 블랙홀 엔진에 의해 생성되는 에너지의 양을 이해하는 것은 사실상 불가능합니다. 그들이 우리에게서 얼마나 멀리 떨어져 있는지 이해하는 것도 똑같이 어렵습니다. 그러나 그것은 우리의 잘못이 아닙니다:우리의 가난한 유인원의 두뇌는 그러한 개념을 다루기에 잘 갖추어져 있지 않습니다.
퀘이사는 우주 동물원에 있는 동물의 한 예일 뿐이며,이를 이해하기 보다는 사실을 받아들여야 한다.
결론:퀘이사는 매우 밝고 매우 먼 물체입니다. 그들의 거대한 에너지 출력은 관측 가능한 우주의 가장자리 근처에있는 어린 은하에서 중앙의 초대질량 블랙홀 주변의 활동으로 인한 것으로 생각됩니다.
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