Файл: Иноземцев, Г. Г. Незатылованные шлицевые червячные фрезы-1.pdf

Большой интерес представляют попытки найти зависимость свойств ядер от морфологического типа окружающей галактики. Так, обнаруженные в центрах ряда эллиптических галактик компак­ тные источники синхротронного радиоизлучения имеют мощность радиоизлучения явно большую, чем мощность ядер нормальных спиралей (и даже ядер сейфертовских галактик) при одинаковой оптической светимости галактик. Что же касается зависимости мощ­ ности радиоизлучения компактного источника в ядре спиральной галактики от морфологического подтипа спирали, то в работе [43] найдено, что вклад компактного источника в полное радиоиз­ лучение галактики растет от 5с к Sa. В результате этого радиоиз­ лучение ядер галактик в среднем монотонно растет вдоль последо­ вательности типов галактик (1.1).

Путь для качественного понимания перечисленных выше эмпи­ рических свойств компактных источников в ядрах галактик, так же как и их места в космогонической истории галактик, открывает сопоставление свойств этих источников с намного более мощными объектами других типов, которые рассмотрены ниже.

Б. К В А З А Р Ы И К В А З А Р О П О Д О Б Н Ы Е Ф Е Н О М Е Н Ы

Сейфертовские галактики (SyG). Среди спиральных галактик 1—2% обладают очень сильной активностью ядер. Эти так называ­ емые галактики Сейферта (или просто сейфертовские) 1) обладают малым, чрезвычайно ярким ядром; 2) спектр их ядра отличается наличием многочисленных эмиссионных линий, указывающих на вы­ сокое возбуждение; 3) ширина и профиль спектральных линий сви­ детельствуют о бурных движениях газовых масс в ядре со скоростями до 5000 км/сек; 4) в ядре находится очень компактный радиоисточ­ ник с мощностью от 1036 до 1038 эрг/сек [45], а в отдельных случаях наблюдается радиоизлучение и от всей галактики; 5) нетепловоо излучение ядер часто наблюдается от радиодо ^-диапазона с мак­ симумом в далекой инфракрасной области и мощностью от 104 2 до 1046 эрг/сек [46, 47].

Бурная потеря газовых масс ядром иногда в количестве 102— \03М@/год свидетельствует о том, что длительность стадии актив­ ности (однократной или рекуррентной) у сейфертовской галактики не превышает 108 лет, что согласуется с малочисленностью этих галактик.

Радиогалактики (RG). Галактики-радиоисточники, у которых

В оптике им соответствуют, как правило, наиболее массивные эл­

23

(рис. 4). Радиокомпоненты содержат релятивистские электроны, генерирующие магнитотормозное излучение (см. гл. 2). Анализ данных наблюдений показывает [50], что радиооблака выброшены в диаметрально противоположном направлении со скоростью, близ­ кой к световой, при взрыве в ядре галактики. Удаление от ядра обыч-

37'F

а

5

Рис. 4. Радиоизофоты радио галактики Cyg А (Ле­ бедь А) (а) и схема движения радиооблака че­ рез внешнюю среду [52] (б).

но составляет несколько сот килопарсек. Степенная форма спектра радиоизлучения показывает, что возраст мощных радиокомпонент, как правило, не превосходит 106—107 лет.

Отношение размеров радиооблаков к расстоянию, пройденному от ядра, обычно мало (0,05-^0,30). Это указывает на то, что скорость их расширения много меньше скорости разлета от ядра, т. е. расши­ рение радиооблаков должно каким-то путем сдерживаться. Сдер­ живание гравитационным полем нерелятивистской плазмы обла­ ков или внешним магнитным полем встречается с большими труд­ ностями [51]. Более реально давление скоростного напора (назва-

24

ние взято из аэродинамики) при плотности межгалактической среды в окрестности радиогалактик Ю - 3 0 — 10~ 2 9 г/см3 [51, 52]. Согласно этой модели, большая часть радиоизлучения возникает в компакт­ ной области на фронте облака, а меньшая распределяется по сравни­ тельно вытянутому в сторону ядра «хвосту» (см. рис. 4). Типичная

ских электронов и магнитных полей, необходимых для объяснения

галактик различных типов достигает своего апогея у популяции, названной квазарами (аббревиатура слов «квазизвездные радиоисточ­ ники»). Многообразие свойств квазаров наряду с полной драма­ тизма историей их открытия в 1963 г. и попыток интерпретации отражено во многих обзорах (см., например, [53, 54]). Отличитель­ ные признаки квазаров следующие: 1) весьма малые (звездоподобные) угловые размеры; 2) избыток ультрафиолетового излучения; 3) широкие эмиссионные и узкие абсорбционные спектральные линии; 4) спектральные линии обладают большим красным сме­ щением (вплоть до г « 3,5)*.

Согласно наиболее обоснованной и распространенной интерпре­ тации, красное смещение квазаров имеет космологическую природу, т. е. обусловлено расширением Метагалактики. При этом квазары

периодическая) и спорадическая компоненты с характерными вре­ менами порядка нескольких лет или месяцев и нескольких дней соответственно. Инфракрасное и радиоизлучения обнаруживают значительную поляризацию. В полосе частот, где спектральная мощность максимальна, излучение имеет, по-видимому, магнитотормозную природу [38, 55—57]; в других диапазонах могут преоб­ ладать иные механизмы (например, комптоновское рассеяние реля­ тивистских электронов на собственном поле излучения или на плаз­ менных волнах [58]).

Наряду с квазарами открыта в 102 раз большая по численности

25

В отношении радиосвойств, а также других признаков к кваза­

[48], ярким звездоподобным ядром, к которому относится большая часть светимости, причем ядро окружено слабой туманной оболоч­ кой небольшого видимого протяжения. Эти объекты, занимающие по своим наблюдаемым свойствам промежуточное положение между квазарами и нормальными галактиками, получили название ^-галак­ тик (NG). Обзор их свойств дан в работе [60]. Так же, как и у ква­ заров, имеющих радиоспокойные аналоги в виде QSG, аналогами УУ-галактик, не имеющими заметного радиоизлучения и по числен­ ности превосходящими NG в 102 раз, являются голубые компактные галактики (BCG) [61]. Последние образуют однородную группу объектов среди так называемых компактных галактик Цвикки.

Кратко описанные выше различные активные популяции — ком­ пактные источники в ядрах нормальных спиральных (S) и эллип­

форму спектра в инфракрасной и смежной областях спектра, где выделяется большая часть полной мощности, и 2) наличие и ка­ чественное сходство изменений светимости, особенно хорошо изу­ ченных в радио- и оптическом диапазонах. Это указывает на един­ ство природы активности, различающейся главным образом коли­ чественно. При расположении указанных популяций в виде одно-

27

мерной последовательности по степени концентрации материи к

оказывается, что вдоль этой последовательности* в среднем возрастает нетепловая светимость и монотонно изменяются другие физические свойства [60, 63]. Отметим, что последовательность (1.6) продолжает известную последовательность Хаббла (1.1). Увели­ чение доли нетепловой компоненты вдоль (1.6) означает прогрессив­ ное ослабление вклада звезд активной галактики в ее полное излу­ чение [64]. Основная проблема, касающаяся последовательности (1.6), состоит в том, является ли она эволюционной или же представ­ ляет собой ряд генетически не связанных популяций, образующихся при различных начальных условиях. Отложим обсуждение этого вопроса до рассмотрения природы активности ядер галактик и ква­ заров.

§ 1.3.

ПРИРОДА АКТИВНОСТИ КОМПАКТНЫХ ОБЪЕКТОВ

В ЦЕНТРАХ ГАЛАКТИК

Из предыдущего параграфа следует, что понимание природы активности квазаров, где феномены высоких мощностей и энергий выражены в экстремальной форме, открывает путь для интерпрета­ ции аналогичных, хотя и менее впечатляющих явлений в ядрах галактик различных типов.

Накопленные за последние годы новые данные наблюдений и те­ оретических исследований отбросили многочисленные необоснован­ ные представления о природе квазаров, относящиеся к раннему

Поэтому подавляющее большинство гипотез**, высказанных на заре исследования квазаров, когда их рассматривали как сугубо специ­ фические, ни на что не похожие астрономические объекты, своего рода «монстры» среди уже известных, представляет в настоящее время лишь исторический интерес. Ниже суммированы наиболее

** В качестве исторического курьеза отметим, что уже вскоре после от крытия квазаров на их объяснение претендовало более 300 гипотез [67]!

28