Квазары и радиогалактики
Являются ли квазары самостоятельными, обособленными объектами или они связаны с процессами, протекающими в так называемых галактических ядрах? Чтобы решить эту задачу, нужно самым тщательнейшим образом проанализировать существующие в настоящее время данные астрономических и радиоастрономических наблюдений с тем, чтобы постараться выяснить физическую сущность процессов, происходящих в квазазвездных объектах.
Не так давно было обнаружено, что один из первых открытых астрономами квазаров, ЗС 273, обладает довольно сильным инфракрасным излучением. Согласно подсчетам Шкловского мощность этого излучения примерно в 100 раз превосходит мощность светового излучения ЗС 273. Анализируя данные наблюдении, ученым пришел к выводу, что источник инфракрасного излучения совпадает с оптическим ядром квазара. Это наводит на мысль, что инфракрасное и оптическое излучения ЗС 273 имеют общую природу.
Как уже упоминалось выше, мощность, которая генерируется у ЗС 273 в инфракрасном диапазоне, чрезвычайно велика, а размеры центрального ядра весьма незначительны. Но это означает, что исключительно велика и плотность излучения. При такой плотности должно иметь место особое явление, называемое обратным эффектом Комптопа. Оно состоит в том, что фотоны невидимых электромагнитных излучений, взаимодействуя с электронами, движущимися со скоростями, близкими к скорости света (релятивистские электроны), рассеиваются с изменением длины полны. В результате получается электромагнитное излучение в Оптическом диапазоне. Таким образом, согласно выводам Шкловского инфракрасное и оптическое излучения квазара ЗС 273 тесно связаны между собой.
Подобное заключение позволяет сделать одно любопытное предсказание. Дело в том, что согласно наблюдениям оптическое излучение ЗС 273 носит переменный характер. Но если оптическое излучение порождается более длинноволновым, невидимым инфракрасным излучением, то это последнее, очевидно, также должно быть переменным. Дальнейшие наблюдения покажут, справедливо ли подобное предсказание.
Анализ электромагнитного излучения квазаров позволяет установить явную аналогию между этими удивительными объектами и ядрами галактик, находящихся и активном состоянии—так называемых сейфертовских галактик. Ядра таких галактик имеют весьма малые размеры, сравнимые с размерами квазизвездных объектов, и подобно им обладают чрезвычайно мощным электромагнитным излучением. Правда, это излучение плавным образом сосредоточено в инфракрасном диапазоне, но точно такое же явление, как мы уже видели, наблюдается и у типичного квазара ЗС273. Это дает все основания предполагать, что в ядрах сейфертовских галактик, например, галактики NGC 3275, находятся «невидимые квазары».
Астрономические наблюдения показывают, что ядра сейфертовских галактик содержат большое количество возбужденного и ионизованного газа, т. е. такого газа, частицы которого потеряли часть своих электронов и приобрели благодаря этому электрический заряд. Но какова причина подобной ионизации, что ее вызывает? Эта проблема, весьма важная для понимания физических явлений, происходящих в радиогалактиках, до недавнего времени Смяла довольно далека от своего решения. Однако наличие квазаров в ядрах сейфертовских галактик проливает определенный свет на этот вопрос.
Как мы уже знаем, благодаря высокой плотности излучения квазаров в них действует обратный комптон-эффект. Подсчеты, проведенные Шкловским для галактики NGC 1275, показывают, что в результате рассеяния инфракрасных и субмиллиметровых фотонов здесь должно возникать весьма мощное рентгеновское излучение. Этого жесткого излучения вполне достаточно для ионизации газов в ядре любой сейфертовской галактики. Можно предполагать, что аналогичные явления должны иметь место также и г> ядрах других сейфертовских галактик, например MGC 1068, NGC 7469 и NGC 3227.
Всесторонний анализ материалов, имеющихся в распоряжении современной оптической и радиоастрономии, по мнению Шкловского, позволяет сделать вывод, что квазары и ядра сейфертовскпх галактик представляют собой сходное явление. Во всяком случае, физическая природа этих объектов одинакова, а отличия сводятся к масштабам происходящих процессов. Не исключена также возможность, что эти объекты находятся в разных фазах своей эволюции.
Какова же физическая сущность активности галактических ядер? Вероятно, в таких ядрах происходят взрывы, которые сопровождаются сильными выбросами больших газовых масс. Мощность подобного взрыва для различных галактик может изменяться в довольно широких пределах. Но, видимо, явление, о котором идет речь, должно происходить в любой галактике па определенной стадии ее эволюции. В частности, вполне возможно, что в свое время паша Галактика, так же как и другие подобные ей гигантские спиральные звездные острова, переживала стадию активности ядра и относилась, таким образом, к классу сенфертовских галактик.
Наибольший интерес представляет вопрос о происхождении аномального ультрафиолетового излучения. Хотя окончательный ответ на него может быть получен лишь в результате всестороннего тщательного изучения необычных звездных систем, уже и на основании имеющихся данных можно сделать некоторые предварительные выводы.
Оказалось, что все «ультрафиолетовые» галактики по характеру их спектров можно разделить па две группы. У галактик одной группы спектры похожи на спектры некоторых звезд и квазаров, у галактик другой — на спектры ярких ассоциаций.
Анализ спектров показывает, что ультрафиолетовое излучение ядер галактик второй группы может иметь чисто звездное происхождение.
Что же касается ядер первой группы, то их излучение также в какой-то степени напоминает комбинацию излучения звезд определенных типов, а именно, голубых и красных гигантов. Однако весьма трудно предположить, что такие образования, как галактические ядра, могут состоять из этих двух типов звезд, представляющих противоположные этапы звездной эволюции.
Чрезвычайно интересные радионаблюдения квазаров были проведены в последние годы. До недавнего времени радиотелескопы по своей разрешающей способности значительно уступали оптическим инструментам.
Так, например, при оптических наблюдениях Солнца разрешающая способность достигала долей секунды дуги, в то время как даже самые крупные радиотелескопы давали в лучшем случае доли минуты. Чтобы преодолеть это затруднение, радиофизики пошли по пути создания так называемых радиоинтерферометров, т. е. системы радиотелескопов, разнесенных на некоторое расстояние.
Наблюдения показали, что многие квазары обладают весьма малыми угловыми размерами, меньшими 0,5 секунды дуги. А у некоторых угловые размеры предположительно составляют около 0,1 секунды дуги. Эти данные подтверждают точку зрения, согласно которой квазары не являются галактиками, а представляют собой сравнительно небольшие образования, напоминающие ядра галактик, находящихся в особо возбужденном состоянии.
|
|
Читайте в рубрике «Галактики Вселенной»: |