تويت
كازار Quasar - Quasar
الكازار
الكازار quasar اسم يطلق على كل جرم سماوي من المنابع الراديوية الشبيهة بالنجوم quasi-stellar radio sources، من الناحية البصرية، ولكنه يبث أشعة كهرمغنطيسية شديدة، ويقع خارج نطاق المجرات.
اكتشف أول كازار عام 1960 كنوع من النجوم والمنابع الراديوية الشديدة، على الرغم من صغر قطره الزاوي (أقل من عشر ثوان زاويّة)، وذلك ضمن برنامج قياس الإشعاع الراديوي الكوني، الذي بدأه المعهد التقني في كاليفورنيا باستخدام أجهزة دقيقة قادرة على فصل منبعين راديويين المسافة بينهما خمس ثوان زاويّة، وكان ت. مَتيوس T.Matthews وأ. ساندج A.Sandage في الفريق الذي لفت النظر إلى أحد المنابع الراديوية الشديدة جداً بالقدر magnitude ء16، ورقمه اليوم x3C48، أي الجرم 48 في تصنيف كامبردج الثالث للمنابع الراديوية. والقدر وحدة فيزيائية لقياس سطوع الأجرام السماوية. ثم اكتشفا منبعين آخرين عام 1962، هما x3C196 , x3C286 من القدر 17، وكان طيفاهما الكهرمغنطيسيان يحويان قمماً peaks لعناصر كيماوية غريبة غير موجودة على الأرض. ولم تكن القمم بين تلك الأجسام متماثلة.
قورنت قياسات منبع راديوي جديد مكتشف عام 1963 مع صورته الفوتوغرافية (الضوئية) في أثناء خسوف القمر بوساطة أجهزة دقيقة جداً فتبين أن الإشعاع الراديوي يصدر عن جرم ضوؤه يشبه النجوم.
خصائص طيف الكازار
الشكل (1) مقارنة للكازاز 251 + PG x0052
مع مجرة (أعلى منه) من صورة راديوية حقيقية
لم يفهم العلماء سبب وجود أطياف لعناصر كيماوية غير موجودة على سطح الأرض، مما جعل منه جرماً سماوياً معقداً فيزيائياً، ولكن الأمريكي م. سميث M.Smith استطاع أن يلاحظ من طيف الكازار 3C273 ذي القمم الست، أنه مؤلف من أربع قمم امتصاص absorption للهدروجين H، وقمة تُنسب لأيون الأكسجين O+2، وأخرى لأيون المنغنيز Mn+2، وذلك بإجراء انزياح لطيف هذه العناصر نحـو الأحمر بنسبة 16%، ثم درس طيف الكازار الأول xx3C48 فوجد أنه معروف إذا أُجري الانزياح z بمقدار 37%، وهو يعادل (Z = Δλ/ λ)، وتمَّ تعرّف كازارات بلغ انزياح طيفها نحو الأحمر ( z=x2) وهو انزياح كبير وغريب. إذ إن الانزياح نحو الأحمر يعني سرعة ابتعاد أكبر. وعند الانزياح الكبير يمكن رؤية خط الهدروجين 121.6نانومتر في المجال البنفسجي.
تتشابه الصور الفوتوغرافية للكازارات مع النجوم وأشباه النجوم ordinary stars، فكلها نقطية تقريباً. ولكن الكازارات تبث إشعاعاً راديوياً أقوى من النجوم وأشباهها بآلاف المرات.
تتشابه الصور الراديوية للكازارات مع المجرّات، فكلها منابع راديوية قوية. ولكن الكازارات في الصور الفوتوغرافية نقطية أما المجرات فغير نقطية كما يظهر في الشكل (1).
نتائج الرصد
تدل نتائج الرصد أن مركز المنبع الضوئي في الكازار غير منطبق على مركز المنبع الراديوي، وأن الإشعاع الراديوي متغير وغير مستمر، فقد يتغير السطوع brightness بمقدار قدر واحد، ووصل تغير الكازار 3C446 إلى 3أقدار. وهو أيضاً متغير في الزمن، فقد يحدث التغير في أدوار أقلها ساعة، ويصل إلى بضع سنين في كازارات أخرى، علماً أن الإشعاع الراديوي في المجرات متغير أيضاً.
يشع الكازار في معظم مجالات الطيف الكهرمغنطيسي، وتسميتها غير دقيقة، فهي منابع أشباه نجوم quasi-stellar sources (QSS)، وليست منابع راديوية فقط، وبافتراض أن الكازارات تقع على أطراف الكون المرصود بالنسبة لنا (أبعد من 260مليون سنة ضوئية) فإن الطاقة الصادرة عن الكازار النمطي في المجال الراديوي 4610 إرغة في الثانية تقريباً، وفي المجال المرئي 4810 إرغة في الثانية، وفي المجال تحت الأحمر 4910 إرغة في الثانية. وقد لوحظ وجود إشعاع في مجال الأشعة السينية عند الكازار x3C273 تبلغ استطاعته 4610 إرغة في الثانية، وهذا أكبر بنحو 310 ـ 410 مرّة من إشعاع النجوم الكبيرة واللامعة في المجرات، وسطوع الكازار هذا أكبر من سطوع مجرّتنا مع ما فيها من 150 مليار نجم. وهنا يُلاحظ أنه يمكن تمييز الكازار من النجم؛ بأن الكازار لا يشع في المجال فوق البنفسجي.
ماهية الكازار
اكتشف العلماء حتى اليوم 2000كازار تقع على حدود الكون المعروف لنا، ويقدّرون أنها قد تكون 000 10كازار أغلبها أحادي الجرم. وحصروا الظروف الفيزيائية التي تسمح بتفسير مواصفات الكازار المعروفة عنه، من شدّة سطوع (لمعان) وإشعاع كهرمغنطيسي شديد وانزياح طيفه نحو الأحمر في ثلاث فرضيات محتملة:
أ ـ يعود انزياح طيف الكازار نحو الأحمر إلى ظاهرة تمدد الكون، واعتماداً على قانون هبل E.Hubble في تمدد الكون يجب أن تكون الكازارات أبعد الأجسام عنا، فإذا وقعت في أطراف الكون وهي بهذا السطوع الذي تجاوز 100 مرّة من سطوع أكبر المجموعات النجمية الخارجية، فيجب أن يكون تركيز الطاقة فيها عالياً جداً، وربما تجاوزت طاقة مجرات سيفرت Seyfert galaxies المتميزة بالطاقة الأعلى.
ب ـ يعود انزياح طيف الكازار نحو الأحمر إلى ظاهرة دوبلر، فهي ذاتية المنشأ، وامتداد للانفجار الأعظم الأول الذي وفّر تلك الطاقة التي أوصلت الكازارات إلى أطراف الكون، غير أن طاقة الانفجار الأعظم المحسوبة غير كافية لتوفير طاقة تصل بالكازار إلى تلك المسافات، ومن جهة أخرى إذا حُسبت سرعة ابتعاد الكازارات من القانون v = C z حيث C سرعة الضوء فإن الكازار x3C9 الذي انزياحه z= x0.8 ستكون سرعتهv = x240000 متر في الثانية قريبة من سرعة الضوء، عندها تجد الفرضية صعوبة في تفسير الكازارات ذات الانزياح z الأكبر من الواحد.
ج ـ يعود انزياح طيف الكازار نحو الأحمر إلى سبب نسبي، وباستخدام قوانين النسبية تبيّن أن كتلة الكازارات يجب أن تكون أكبر من كتلة الشمس بنحو 410 مرّة. وهذا غير معقول، لأن كتل النجوم الأكبر من كتلة الشمس بمئة مرّة يستحيل وجودها لعجزها عن إيقاف قوة الثقالة. ويعتقد أصحاب هذا الفرض أن السطوع العالي نتيجة ظاهرة العدسات الثقالية المقترحة في النسبية العامة.
يدلّ طيف الكازار على أنه يحوي المواد المتوافرة في النجوم عادة، ما عدا العناصر الخفيفة كالليثيوم (Li) والبور (B)، وأن درجة حرارة سطح الكازار تراوح بين 10 ـ 100 ألف كلفن، وكثافته 410 ـ 710 جزيء في السنتمتر المكعب الواحد. ومن تقدير كتلة الكازار (التي تعجز التفاعلات النووية عن مقاومة قوة ثقالتها) يجب أن يتحول الكازار إلى ثقب أسود[ر] بعد مئات السنين، في حين قدّروا عمره من بعده عنا بملايين السنين، فكيف ذلك؟
يعدّ طول الموجة الراديوي 70مكرومتر هو طول الموجة الوسطي الذي تشعّه الكازارات، ولكن كما ذُكر آنفاً، فبعضها يشع أشعة سينية، خاصة عند الطاقة 50مليون إلكتروفولط. وقد اكتشف القمر الصناعي الأمريكي والبريطاني كازارين من النوع الأخير x4U0241+61 بانزياحz= x0.044 و-x1792Ax251 بانزياح z = x0.068.
يعتقد كثير من العلماء اليوم أن الكازار هو نواة مجرة قديمة، ومع أن بعض الأدلة قد تؤكد ذلك فإن سطوع الكازار في الحقيقة أكبر من سطوع قلب المجرّة بألف مرّة. وبما أن تقدير بعد الكازار عنا بين 0.25ـ12مليار سنة ضوئية، فنحن في الحقيقة نرى حال الكازارات قبل تلك المدة الزمنية، وهي أقرب إلى زمن بدء الكون حسب نظرية الانفجار الأعظم.
ويعتقد آخرون أن الكازار هو طرف آخر لدهليز الثقب الأسود الذي يبتلع الطاقة والمادة من الطرف الأول ويلفظها من الطرف الثاني. ولكن لا إثبات قطعياً على معظم الفرضيات والتصورات، ولذلك ما زالت الكازارات لغزاً لم يكشف بالكامل تحتاج إلى بحوث متقدمة.
فواز سيوف
الكازار
الكازار quasar اسم يطلق على كل جرم سماوي من المنابع الراديوية الشبيهة بالنجوم quasi-stellar radio sources، من الناحية البصرية، ولكنه يبث أشعة كهرمغنطيسية شديدة، ويقع خارج نطاق المجرات.
اكتشف أول كازار عام 1960 كنوع من النجوم والمنابع الراديوية الشديدة، على الرغم من صغر قطره الزاوي (أقل من عشر ثوان زاويّة)، وذلك ضمن برنامج قياس الإشعاع الراديوي الكوني، الذي بدأه المعهد التقني في كاليفورنيا باستخدام أجهزة دقيقة قادرة على فصل منبعين راديويين المسافة بينهما خمس ثوان زاويّة، وكان ت. مَتيوس T.Matthews وأ. ساندج A.Sandage في الفريق الذي لفت النظر إلى أحد المنابع الراديوية الشديدة جداً بالقدر magnitude ء16، ورقمه اليوم x3C48، أي الجرم 48 في تصنيف كامبردج الثالث للمنابع الراديوية. والقدر وحدة فيزيائية لقياس سطوع الأجرام السماوية. ثم اكتشفا منبعين آخرين عام 1962، هما x3C196 , x3C286 من القدر 17، وكان طيفاهما الكهرمغنطيسيان يحويان قمماً peaks لعناصر كيماوية غريبة غير موجودة على الأرض. ولم تكن القمم بين تلك الأجسام متماثلة.
قورنت قياسات منبع راديوي جديد مكتشف عام 1963 مع صورته الفوتوغرافية (الضوئية) في أثناء خسوف القمر بوساطة أجهزة دقيقة جداً فتبين أن الإشعاع الراديوي يصدر عن جرم ضوؤه يشبه النجوم.
خصائص طيف الكازار
الشكل (1) مقارنة للكازاز 251 + PG x0052
مع مجرة (أعلى منه) من صورة راديوية حقيقية
لم يفهم العلماء سبب وجود أطياف لعناصر كيماوية غير موجودة على سطح الأرض، مما جعل منه جرماً سماوياً معقداً فيزيائياً، ولكن الأمريكي م. سميث M.Smith استطاع أن يلاحظ من طيف الكازار 3C273 ذي القمم الست، أنه مؤلف من أربع قمم امتصاص absorption للهدروجين H، وقمة تُنسب لأيون الأكسجين O+2، وأخرى لأيون المنغنيز Mn+2، وذلك بإجراء انزياح لطيف هذه العناصر نحـو الأحمر بنسبة 16%، ثم درس طيف الكازار الأول xx3C48 فوجد أنه معروف إذا أُجري الانزياح z بمقدار 37%، وهو يعادل (Z = Δλ/ λ)، وتمَّ تعرّف كازارات بلغ انزياح طيفها نحو الأحمر ( z=x2) وهو انزياح كبير وغريب. إذ إن الانزياح نحو الأحمر يعني سرعة ابتعاد أكبر. وعند الانزياح الكبير يمكن رؤية خط الهدروجين 121.6نانومتر في المجال البنفسجي.
تتشابه الصور الفوتوغرافية للكازارات مع النجوم وأشباه النجوم ordinary stars، فكلها نقطية تقريباً. ولكن الكازارات تبث إشعاعاً راديوياً أقوى من النجوم وأشباهها بآلاف المرات.
تتشابه الصور الراديوية للكازارات مع المجرّات، فكلها منابع راديوية قوية. ولكن الكازارات في الصور الفوتوغرافية نقطية أما المجرات فغير نقطية كما يظهر في الشكل (1).
نتائج الرصد
تدل نتائج الرصد أن مركز المنبع الضوئي في الكازار غير منطبق على مركز المنبع الراديوي، وأن الإشعاع الراديوي متغير وغير مستمر، فقد يتغير السطوع brightness بمقدار قدر واحد، ووصل تغير الكازار 3C446 إلى 3أقدار. وهو أيضاً متغير في الزمن، فقد يحدث التغير في أدوار أقلها ساعة، ويصل إلى بضع سنين في كازارات أخرى، علماً أن الإشعاع الراديوي في المجرات متغير أيضاً.
يشع الكازار في معظم مجالات الطيف الكهرمغنطيسي، وتسميتها غير دقيقة، فهي منابع أشباه نجوم quasi-stellar sources (QSS)، وليست منابع راديوية فقط، وبافتراض أن الكازارات تقع على أطراف الكون المرصود بالنسبة لنا (أبعد من 260مليون سنة ضوئية) فإن الطاقة الصادرة عن الكازار النمطي في المجال الراديوي 4610 إرغة في الثانية تقريباً، وفي المجال المرئي 4810 إرغة في الثانية، وفي المجال تحت الأحمر 4910 إرغة في الثانية. وقد لوحظ وجود إشعاع في مجال الأشعة السينية عند الكازار x3C273 تبلغ استطاعته 4610 إرغة في الثانية، وهذا أكبر بنحو 310 ـ 410 مرّة من إشعاع النجوم الكبيرة واللامعة في المجرات، وسطوع الكازار هذا أكبر من سطوع مجرّتنا مع ما فيها من 150 مليار نجم. وهنا يُلاحظ أنه يمكن تمييز الكازار من النجم؛ بأن الكازار لا يشع في المجال فوق البنفسجي.
ماهية الكازار
اكتشف العلماء حتى اليوم 2000كازار تقع على حدود الكون المعروف لنا، ويقدّرون أنها قد تكون 000 10كازار أغلبها أحادي الجرم. وحصروا الظروف الفيزيائية التي تسمح بتفسير مواصفات الكازار المعروفة عنه، من شدّة سطوع (لمعان) وإشعاع كهرمغنطيسي شديد وانزياح طيفه نحو الأحمر في ثلاث فرضيات محتملة:
أ ـ يعود انزياح طيف الكازار نحو الأحمر إلى ظاهرة تمدد الكون، واعتماداً على قانون هبل E.Hubble في تمدد الكون يجب أن تكون الكازارات أبعد الأجسام عنا، فإذا وقعت في أطراف الكون وهي بهذا السطوع الذي تجاوز 100 مرّة من سطوع أكبر المجموعات النجمية الخارجية، فيجب أن يكون تركيز الطاقة فيها عالياً جداً، وربما تجاوزت طاقة مجرات سيفرت Seyfert galaxies المتميزة بالطاقة الأعلى.
ب ـ يعود انزياح طيف الكازار نحو الأحمر إلى ظاهرة دوبلر، فهي ذاتية المنشأ، وامتداد للانفجار الأعظم الأول الذي وفّر تلك الطاقة التي أوصلت الكازارات إلى أطراف الكون، غير أن طاقة الانفجار الأعظم المحسوبة غير كافية لتوفير طاقة تصل بالكازار إلى تلك المسافات، ومن جهة أخرى إذا حُسبت سرعة ابتعاد الكازارات من القانون v = C z حيث C سرعة الضوء فإن الكازار x3C9 الذي انزياحه z= x0.8 ستكون سرعتهv = x240000 متر في الثانية قريبة من سرعة الضوء، عندها تجد الفرضية صعوبة في تفسير الكازارات ذات الانزياح z الأكبر من الواحد.
ج ـ يعود انزياح طيف الكازار نحو الأحمر إلى سبب نسبي، وباستخدام قوانين النسبية تبيّن أن كتلة الكازارات يجب أن تكون أكبر من كتلة الشمس بنحو 410 مرّة. وهذا غير معقول، لأن كتل النجوم الأكبر من كتلة الشمس بمئة مرّة يستحيل وجودها لعجزها عن إيقاف قوة الثقالة. ويعتقد أصحاب هذا الفرض أن السطوع العالي نتيجة ظاهرة العدسات الثقالية المقترحة في النسبية العامة.
يدلّ طيف الكازار على أنه يحوي المواد المتوافرة في النجوم عادة، ما عدا العناصر الخفيفة كالليثيوم (Li) والبور (B)، وأن درجة حرارة سطح الكازار تراوح بين 10 ـ 100 ألف كلفن، وكثافته 410 ـ 710 جزيء في السنتمتر المكعب الواحد. ومن تقدير كتلة الكازار (التي تعجز التفاعلات النووية عن مقاومة قوة ثقالتها) يجب أن يتحول الكازار إلى ثقب أسود[ر] بعد مئات السنين، في حين قدّروا عمره من بعده عنا بملايين السنين، فكيف ذلك؟
يعدّ طول الموجة الراديوي 70مكرومتر هو طول الموجة الوسطي الذي تشعّه الكازارات، ولكن كما ذُكر آنفاً، فبعضها يشع أشعة سينية، خاصة عند الطاقة 50مليون إلكتروفولط. وقد اكتشف القمر الصناعي الأمريكي والبريطاني كازارين من النوع الأخير x4U0241+61 بانزياحz= x0.044 و-x1792Ax251 بانزياح z = x0.068.
يعتقد كثير من العلماء اليوم أن الكازار هو نواة مجرة قديمة، ومع أن بعض الأدلة قد تؤكد ذلك فإن سطوع الكازار في الحقيقة أكبر من سطوع قلب المجرّة بألف مرّة. وبما أن تقدير بعد الكازار عنا بين 0.25ـ12مليار سنة ضوئية، فنحن في الحقيقة نرى حال الكازارات قبل تلك المدة الزمنية، وهي أقرب إلى زمن بدء الكون حسب نظرية الانفجار الأعظم.
ويعتقد آخرون أن الكازار هو طرف آخر لدهليز الثقب الأسود الذي يبتلع الطاقة والمادة من الطرف الأول ويلفظها من الطرف الثاني. ولكن لا إثبات قطعياً على معظم الفرضيات والتصورات، ولذلك ما زالت الكازارات لغزاً لم يكشف بالكامل تحتاج إلى بحوث متقدمة.
فواز سيوف