ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 173
Скачиваний: 1
84 Г Л А В А 4
галактики и |
в 10 раз больше |
ее |
оптической свети |
мости. |
|
|
|
П о з ж е мы коснемся значения этого выдающегося ре |
|||
зультата для |
физики; теперь ж е |
мы |
должны отметить |
то неблагоприятное влияние, которое ом оказал на ра боты по отождествлению радиоисточннков. Считалось, что раз второй по яркости источник удалей на 170 Мпс, то более слабые источники должны быть уже столь да леко, что их нельзя обнаружить оптически д а ж е в пяти метровый телескоп. Эта точка""зрения продержалась в той или иной форме до 1960 г. Слабый прогресс в отожде ствлении радиоисточников в этот период как будто бы служил ее подтверждением. Теперь мы знаем, что она
ошибочна. |
Только |
наиболее |
мощные |
радиоисточники |
||||||
столь ж е сильны, как Лебедь |
А. Причина малочисленно |
|||||||||
сти отождествлений была просто в |
недостаточной |
точ |
||||||||
ности |
положений радиоисточников. |
|
|
|
|
|||||
Итак, |
к концу |
1960 |
г. менее |
10% |
объектов |
из |
ката |
|||
логов |
ЗС |
и Миллса, |
Сли |
и |
Хилла |
имели |
хотя |
бы |
предположительные отождествления. Среди отождеств ленных сильных радиоисточников не было ни одной спи
ральной галактики. Все сильные источники |
оказались |
|||||||||
либо |
эллиптическими |
галактиками, |
либо галактиками |
|||||||
типа S0 с большой оптической светимостью. Чтобы под |
||||||||||
черкнуть |
колоссальную |
мощность |
радиоизлучения |
та |
||||||
ких |
галактик, их |
назвали радиогалактиками . |
Слабые |
|||||||
ж е радиоисточники, |
подобные нашей Галактике |
или |
га |
|||||||
лактике |
в Андромеде, |
называют |
нормальными |
|
галакти |
|||||
ками. Б ы л о |
найдено, что около |
30% |
радиогалактик |
на |
||||||
ходятся |
в |
скоплениях |
галактик |
и являются |
в |
них |
са |
мыми яркими оптическими членами. Этот результат остается в силе и в наши дни.
Обычно для |
успешного отождествления |
требуется |
точность радиокоординат по крайней мере 15" |
по к а ж |
|
дой координате, |
за исключением самых ярких оптиче |
ских источников. Такая точность впервые была достиг
нута |
Ридом |
в |
1963 |
г. в Калифорнийском технологиче |
|||||
ском институте. |
Он |
получил |
положения |
ПО |
источников |
||||
в основном |
из |
к а т а л о г а ' З С |
со |
средней |
точностью |
13". |
|||
Н а |
сегодняшний день известны |
точные |
положения |
мно |
|||||
гих |
источников |
из |
к а т а л о г а . 4 С |
и Паркского |
каталога, |
|
Р А Д И О Г А Л А К Т И КП |
85 |
а т а к ж е |
других, и еще несколько программ по отожде |
|
ствлению |
находятся в стадии осуществления. |
|
Самым важным результатом работ по отождествле нию радиоисточников является открытие нового класса объектов — квазизвездиых объектов, или квазаров, су ществование которых было впервые с несомценностью установлено в 1963 г. История этого замечательного от крытия изложена в следующей главе. В остальном эта проблема сводится к быстрому увеличению числа ото ждествленных радиогалактик. В настоящее время, в частности, отождествлено большинство радиоисточников ревизованного каталога ЗС. Одно остающееся загадоч ным препятствие состоит в том, что с некоторыми ис
точниками |
с хорошо измеренными |
радиокоординатами |
||
в пределах |
прямоугольника |
ошибок |
не связано |
ни од |
ного оптического объекта |
вплоть до |
предела |
чувстви |
тельности фотопластинки. Пока еще не пришли к согла сию, какого типа объекты преобладают на таких пустых полях: квазары или радиогалактики.
Ф и з и ч е с н ие с в о й с т в а |
радиогалактик |
|
|
|||
К настоящему времени выполнено много |
наблюде |
|||||
ний, |
в которых |
изучались свойства |
радиогалактик. |
Все |
||
ж е , |
несмотря на |
это, мы |
пока еще |
очень мало |
знаем |
об |
их строении и еще меньше об их происхождении, по этому здесь не стоит подробно рассматривать эти во просы. В нескольких словах мы лишь обрисуем их
сложную природу. Рассмотрим последовательно |
угло |
вые размеры источников или, в более общем |
случае, |
распределение радиояркости (структуру), их радиоспек тры, поляризацию и оптические спектры.
Главной особенностью распределения яркости являет ся двойственность большинства радиоисточников. Пер
вым примером |
двойного радиоисточника был Лебедь А. |
В 1956 г. его |
разрешили на две компоненты, к а ж д а я |
размером 85", расположенные симметрично по обе сто роны от оптической галактики (рис. 37). В некоторых радиогалактиках компоненты достигают огромных раз меров, сравнимых с размерами целого скопления галак тик, Такая конфигурация сразу ж е наводит на мысль,
Прямое восхождение
Рис. 37. Изофоты радиоизлучения радиогалактики Лебедь А.
Р А Д И О Г А Л А К Т И КИ 87
что в оптической галактике некогда произошел гигант ский взрыв, выбросивший из нее в противоположных
направлениях две |
струн |
ионизованного |
газа (плазмы) |
и релятивистских |
частиц. |
Д а ж е если не |
касаться при |
чин этого взрыва, остается непонятным дальнейшее по ведение этой системы. Существуют кратные источники,
+
Рис. 38. Замечательный пример кратного |
радноисточника: |
ЗС 465 |
|||
на частоте |
1407 МГц. Крестиками обозначено положение |
оптиче |
|||
ских галактик. |
|
|
|
|
|
похожие на Центавр А (рис. |
34), |
структура которых |
|||
заставляет |
предположить, что |
взрывы |
могут |
повто |
|
ряться. Другой замечательный |
кратный |
источник от |
крыт кембриджскими радиоастрономами. На рис. 38 по казана его структура на частоте 1407 МГц.
Все эти свидетельства крупномасштабных взрывов напоминают взрывы сверхновых, которые до открытия радиогалактик считались самыми мощными во Вселен ной. В настоящее время известны (или в ряде случаев подозреваются) взрывы, по своим масштабам занимаю щие промежуточное положение между радиогалактиками
90 ГЛАВА 4
Что касается радиоспектров, то они, как правило, очень похожи на радиоспектр пашей Галактики, это на ходится в согласии с общепринятой гипотезой о синхротронном механизме радиоизлучения. Аргументом в
пользу |
этой гипотезы служит |
т а к ж е тот факт, что во |
многих |
случаях наблюдается |
поляризация радиоизлу |
чения. |
|
|
В заключение рассмотрим оптические спектры отож дествленных радиоисточников. Эти спектры дают нам ценную информацию о красном смещении, зная которое, м о ж н о по закону Хаббла определить расстояние до ис
точников. По известному расстоянию и плотности |
по |
||
тока можно найти |
радиосветимость, а |
по угловому |
диа |
м е т р у — линейные |
размеры источника. |
Безусловно, |
все |
это очень в а ж н а я |
информация для изучения строения и |
энергетики радиопсточннков. Сопоставив красные сме щения с видимым блеском радногалактик, молено срав
нить соотношение |
Хаббла для радиогалактик с таким |
|
ж е соотношением, |
полученным для всех галактик в це |
|
лом. Результат такого сравнения |
рассматривался в гл. 3 |
|
(рис. 31). Здесь |
мы только укажем, что наибольшее |
|
красное смещение |
радиогалактик |
равно 0,461 ' (ЗС 295). |
Это намного больше красных смещений, найденных
Хабблом, |
но в следующей главе мы |
увидим, что |
оно |
||||
все ж е |
гораздо |
меньше, чем |
красные |
смещения |
боль |
||
шинства |
известных квазаров . |
|
|
|
|
||
П р о б л е м а |
энергии |
|
|
|
|
||
В 1956 |
г. Д ж . |
Р. Б е р б и д ж |
впервые |
указал на |
то, |
что |
проблема энергетики радногалактик приводит к оше ломляющим результатам. Он сделал ставшую широко известной оценку минимальной энергии, заключенной в источнике; ход его рассуждений был следующий. Пред положим, что за излучение источника ответствен синхротронный механизм; тогда общий запас энергии в нем
складывается по крайней мере из двух частей: из |
энер |
||
гии |
магнитного поля |
и энергии излучающих электронов. |
|
Н а м |
не известны ни |
напряженность магнитного |
поля, |
ни поток электронов в источнике. Однако чем слабее магнитное поле, тем больше должен быть поток элек-
Р А Д И О Г А Л А К Т П КИ 91
тронов, чтобы создать наблюдаемое излучение. Общая энергия оказывается минимальной, когда энергии маг нитного поля и электронов примерно равны. Как пра вило, эта минимальная энергия огромна, например в
радиоисточнике |
Геркулес А она |
составляет |
около |
|||
10 ю эрг. |
|
|
|
|
|
|
Эту оценку нужно значительно увеличить по следую |
||||||
щим |
причинам: |
|
|
|
|
|
1. |
Насколько |
нам известно, |
равнораспределение |
|||
энергии между полем и частицами не |
обязательно |
|||||
должно иметь |
место. |
|
|
|
||
2. |
Может |
существовать поток |
протонов |
космических |
лучей, которые дают пренебрежимо малое радиоизлуче
ние. Например, в Млечном Пути |
(который, |
по |
общему |
|||||
признанию, является |
гораздо более |
слабым |
источником, |
|||||
чем |
радиогалактики) |
энергия |
протонов |
в |
30 |
раз боль |
||
ше, |
чем электронов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Маловероятно, |
чтобы вся |
энергия |
взрыва |
превра |
тилась в легко доступные наблюдениям формы: в маг нитные поля и релятивистские электроны.
В настоящее время невозможно сделать что-либо большее, чем просто гадать, как важна роль этих фак
торов. Некоторые астрофизики находят весьма |
скром |
ным увеличение минимальной энергии от 10 до |
100 раз. |
С другой стороны, эти оценки можно уменьшить, если взять магнитное поле с неправильной структурой (что согласуется с тенденцией, которая наметилась в послед них наблюдениях) . О б щ а я энергия окажется меньше, если при заданной излучаемой мощности уменьшить из
лучающий |
объем. |
|
|
||
|
Пойдем на компромисс и возьмем нашу первона |
||||
чальную |
оценку энергии взрыва Геркулеса А |
106 0 |
эрг. |
||
Это |
энергия |
покоя миллиона солнечных масс. |
Если |
бы |
|
мы |
имели |
дело с аннигиляцией вещества и |
антивеще |
||
ства (такое предположение выдвигалось), то вся |
эта |
||||
масса покоя |
должна превратиться в энергию взрыва. |
В других механизмах при взрыве выделилось бы только около 1% массы покоя вещества. Таким образом, мы,
вероятно, |
столкнулись тут |
с проблемой объяснения, |
как |
|
108 Мѳ — одна |
тысячная |
часть галактики — могут |
быть |
|
вовлечены |
в |
гигантский |
взрыв, который в некоторых |