ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 119
Скачиваний: 0
108 ГЛАВА 5
радиосветимости изменяются в широких пределах и чис ло более слабых радиоисточипков значительно возрастает.
Это |
совершенно |
понятно |
и, вероятно, указывает на то, |
что |
отношение |
100:1 в уровне мощности излучения до |
|
статочно, чтобы |
охватить |
большинство внегалактических |
|
голубых звездообразных объектов п квазаров . Это гораздо меньше, чем соответствующий диапазон для радиогалактнк, для которых уровень радиомощиостн, вероятно, изменяется в 106. Таким образом, вполне воз
можно, |
что квазары и квазизвездные галактики принад |
|
л е ж а т к |
одному и тому ж е |
типу объектов, а различие в |
методах |
их открытия просто |
о т р а ж а л о состояние радио |
техники в то время. По этой причине мы, следуя Бер-
биджам, будем |
называть |
оба |
класса объектов кваза |
рами . |
|
|
|
Последнее из больших |
открытий 1965 г., касающееся |
||
квазаров, — это |
обнаружение |
у некоторых из них как |
|
радиопеременности, так и оптической переменности. Воз
можно, это не очень волнующий результат по тем |
новым |
|
стандартам, которые мы установили, однако |
в |
свое |
время он вызвал сенсацию, поскольку сначала |
казалось, |
|
что переменные квазары не могли бы находиться на тех огромных расстояниях, которые получаются из закона Хаббла . Космологическое значение квазаров повисло на волоске, и д а ж е теперь этот вопрос полностью не решен. История началась с открытия, которое больше не счи тается правильным. (Вероятно, читатель начинает привыкать к тому, что такие повороты колеса фортуны — обычное явление в астрономии.) В феврале 1965 г. Шоломицкий сообщил, что мощность радиоизлучения квазара СТА 102 (СТА — California Institute of Techno logy А) изменяется на частоте 940 М Г ц на 30% с перио
дом 100 |
сут. Считалось, что угловой диаметр СТА 102 по |
||
крайней |
мере 0,01" (по причине, |
которую мы |
очень |
скоро объясним) . Область, д а ю щ а я |
переменное |
радио |
|
излучение, не может сильно превосходить 100 световых дней, так как иначе вариации оказались бы смазанными, поэтому Шоломицкий пришел к выводу, что объект дол
жен находиться |
ближе 2 Мпс и, может |
быть, д а ж е |
в |
|
нашей |
Галактике. Однако в апреле 1965 |
г. Шмидт |
со |
|
общил, |
что СТА |
102 имеет красное смещение 1,037. Если |
||
К В А З А Р Ы |
109 |
оно удовлетворяет закону Хаббла, то источник должен быть на расстоянии около 3000 Мпс, т. е. в 1500 раз дальше, чем верхний предел, установленный Шоломицким.
В августе Малтби и Моффетт усомнились в резуль татах Шоломицкого. Они сообщили, что СТА 102 не показывал заметных вариаций на частоте 970 МГц за трехлетний период, который кончался за два года до начала наблюдений Шоломицкого. С тех пор появились многочисленные сообщения наблюдателей о таких ж е отрицательных результатах на многих частотах за раз личные интервалы времени. В настоящее время обще принято, что результаты Шоломицкого ошибочны * ) .
Тем временем поступило второе сообщение о пере менности квазара, на этот раз нашего старого знакомого
ЗС |
273В. Дент |
нашел, что плотность |
потока у |
этого ис |
|
точника на частоте 8000 МГ ц возросла |
примерно |
на 40%' |
|||
за |
последние 3 |
года (рис. 51). Это было затем |
|
надежно |
|
подтверждено другими исследователями. В настоящее время известно много переменных радиоисточников. По скольку характерное время вариаций ЗС 273В несколько лет, размеры области, где возникает переменность, не могут сильно превышать парсек. С другой стороны, угло
вой |
радиодиаметр считали больше 0,03", |
что означает, |
||||
что |
расстояние |
до |
источника |
должно |
быть |
меньше |
10 Мпс. Однако |
если красное смещение 0,158 является |
|||||
космологическим, |
то |
расстояние |
должно |
быть |
около |
|
470 Мпс. |
|
|
|
|
|
|
Чтобы понять, чем вызвано это расхождение, позна комимся с тем, как был определен угловой диаметр . Эта оценка основана на том факте, что если мощный источ ник очень мал, то его поверхностная яркость должна быть очень высокой. Однако температура поверхности тела не может превосходить температуру отдельных из лучающих элементов. Как только это условие дости гается, элементы начинают поглощать, и говорят, что в источнике имеет место самопоглощение. Если квазары
*) Недавние австралийские наблюдения на частоте 408 |
МГц и |
|
более ранние канадские наблюдения в |
сантиметровом диапазоне |
|
показали переменность СТА 102 на этих |
частотах. — Прим. |
перев. |
ПО ГЛАВА 5
излучают посредством синхротронного механизма, то самопоглощение проявляется в радиоспектре в области низких частот, где будет наблюдаться завал . Напротив,
отсутствие низкочастотного з а в а л а дает верхний предел температуры поверхности источника. При данной плот ности потока это даст нижний предел углового диаметра.
0,78 г
/962 |
1963 |
• 196<і |
1965 |
1966 І |
|
|
|
Время |
|
|
|
Рис. 51. Вариации радиопотока ЗС 273 |
на частоте 8000 МГц в период |
||||
с 1962 по |
1965 г. — первое |
надежно |
установленное |
доказательство |
|
радиопеременности квазаров.
Другими словами, если неизменный поток будет из лучаться во все меньший телесный угол, то поверхност ная яркость будет расти до тех пор, пока не наступит самопоглощение.
Именно по отсутствию наблюдаемого самопоглоще
ния |
в спектре |
ЗС 273В |
был получен |
нижний |
предел |
||||
углового |
диаметра |
0,03" |
— результат, |
к |
которому |
не |
|||
зависимо |
пришли |
Слыш |
и Уильяме в 1963 г. Однако |
||||||
если |
расстояние |
до этого |
источника равно |
470 |
Мпс, |
то |
|||
из характерного времени вариаций радиоизлучения сле дует, что угловой диаметр области переменности не больше 0,001". Было предложено несколько объяснений этого расхождения .
КВАЗАРЫ |
([1 |
1. Источник может быть многокомпонентным. |
Идея |
состоит в том, что размеры области переменности значи тельно меньше 0,001" и там в самом деле имеет место самопоглощение. Однако оно никак не проявилось бы в наблюдаемом спектре, так как излучение более про тяженной, непеременной части источника замаскировало бы эффект самопоглощения. Возможно, в таком объяс нении содержится значительная доля истины, поскольку недавние наблюдения на интерферометре с межконти нентальной базой подтвердили, что в ЗС 273В в самом
деле |
есть |
компонента |
размерами |
меньше |
0,001". Однако |
|||
в настоящее |
время |
известно, |
что источник переменен |
|||||
д а ж е |
на |
сравнительно низкой |
частоте 1400 МГц. Деталь |
|||||
ные |
расчеты |
показывают, что |
многокомпонентная |
мо |
||||
дель |
не может |
объяснить этот |
результат. |
|
|
|||
2. Рис предположил, что радиоисточник может рас |
||||||||
ширяться |
со |
скоростью, близкой к скорости света. |
||||||
В этом случае |
становятся существенными |
релятивистские |
||||||
эффекты, |
и поэтому |
область |
переменности может |
быть |
||||
гораздо больше, чем получается из характерного времени
вариаций. Тогда проблема самопоглощения |
не возникает. |
3. Быть может, механизм излучения не синхротрон- |
|
ный, и тогда аргументы об отсутствии |
наблюдаемого |
самопоглощения снова будут |
неприемлемы. |
4. Расстояние источника может быть меньше полу |
|
ченного по красному смещению |
и закону Х а б б л а . В этом |
случае область переменности имеет размеры, опреде ляемые характерным временем вариаций, и трудностей, связанных с самопоглощением, не возникает. Эту локальную гипотезу мы рассмотрим позднее.
1966 г., в отличие от 1965 г., не был богат событиями. Было отождествлено много квазаров и получено много красных смещений, но не было сделано никаких каче ственно новых открытий. Наиболее удивительным было открытие необычного поведения ЗС 446 в оптическом
диапазоне. Его блеск изменялся |
замечательным образом |
||||
часто на |
0,8 звездной величины |
(примерно |
в два |
раза) |
|
за время |
порядка дня. Это самые короткопериодические |
||||
вариации |
из наблюдавшихся |
у |
квазаров. Само по себе |
||
это явление очень интересно, но |
оно не приводит к та |
||||
кой проблеме, как в случае |
радиовариаций, |
так |
как в |
||
