Квазары
в как будто бы ясен.
Это—сжатие. Но какими путями энергия сжатия переходит в другие виды
энергии? В этом и состоит одна из главных загадок сверхзвезд.
С другой стороны, если выделение энергии сверхзвезд осуществляется за
счет коллапса, то, как показывают расчеты, излучение света сверхзвездами
будет происходить лишь в течение очень короткого времени. Вскоре силы
тяготения сжавшегося вещества сделаются настолько мощными, что перестанут
выпускать световые лучи. Между тем квазары, обнаруженные астрономами,
излучают на наших глазах свет в течение длительного времени.
В связи с этим высказывается предположение, что со временем коллапс может
смениться антиколлапсом,т.е. катастрофическим расширением, и что именно эту
стадию в жизни квазаров мы и наблюдаем.
Другие астрономы считают, что у квазаров имеются особые источники
энергии, о которых мы пока еще просто не можем судить из-за трудности
наблюдений и недостаточности имеющихся данных.
Но как бы там ни было, открытие квазаров—бесспорно, одно из самых
замечательных достижений астрономии начала второй половины двадцатого
столетия, которое может привести к пересмотру многих привычных
представлений. Во всяком случае, построить удовлетворительную теоретическую
картину этого явления, оставаясь в рамках современных физических теорий, до
сих пор не удается. Разумеется, это вовсе не означает, что встретившись с
каким-либо непонятным явлением, следует немедленно отказаться от попыток
объяснить его с точки зрения уже известных представлений. Но, с другой
стороны, нельзя забывать и о том, что всякая довая теория берет свое начало
именно с таких фактов, которые не укладываются в рамки прежних
представлений.
Поскольку выяснение физической природы квазаров наталкивается на
существенные трудности, мы вправе уже сейчас задуматься над вопросом: а
что, если такого объяснения в рамках современных представлении получить не
удастся? Очевидно, это будет означать, что переход энергии сжатия в энергию
электромагнитного излучения в квазарах совершается какими-то еще не
известными нам путями либо наши представления о самой природе квазаров и
источниках их собственной энергии не вполне соответствуют действительности.
Только дальнейшие астрономические исследования могут разрешить эту
проблему.
Во всяком случае, не исключена возможность того, что обнаружение квазаров
относится к числу такого рода фактов, которыми открываются новые страницы
истории науки.
Квазары и радиогалактики
Прежде всего необходимо установить, являются ли квазары самостоятельными,
обособленными объектами или они связаны с процессами, протекающими в так
называемых галактических ядрах, т. е. центральных сгущениях вещества,
имеющихся в целом ряде звездных островов Вселенной. 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 квазизвездных 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 ЗС273. Анализируя данные
наблюдений, ученый 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 и субмиллиметровом диапазонах, 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 Комптона. 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 волны. В результате получается
электромагнитное излучение в оптическом диапазоне. Таким образом, согласно
выводам Шкловского инфракрасное и оптическое излучения квазара ЗС273 тесно
связаны между cобой.
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
в 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 главным образом сосредоточено в
инфракрасном диапазоне, но точно такое же явление, как мы уже видели,
наблюдается и у типичного квазара ЗС 273. Это дает все основания
предполагать, что в ядрах сейфертовских галактик, например, галактики NGC
1275, 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 была 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 в ядрах других сейфертовских галактик,
например NGC 1068, NGC7469 и NGC 3227. В связи с этим, по мнению
Шкловского, было бы интересно попытаться обнаружить излучение их ядер в
диапазоне 8 и 4 мм.
Всесторонний анализ материалов, имеющихся в распоряжении современной
оптической и радиоастрономии, по мнению Шкловского, позволяет сделать
вывод, что квазары и ядра сейфертовских 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 галак-тических 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 на определенной
стадии ее эволюции. В частности, вполне возможно, что в свое время наша
Галактика, так же как и другие подобные ей гигантские спиральные звездные
острова, переживала стадию активности ядра и относилась, таким образом, к
классу сейфертовских галактик.
О явном сходстве квазаров с явлениями, происходящими в ядрах некоторых
галактик, говорят и результаты исследований бюраканского астронома Б. Е.
Мар-каряна. Еще в 1963 г. он опубликовал интересную работу, посвященную
изучению особого класса галактик. Эти звездные системы обладают ядрами,
которые значительно голубее, чем ядра большинства других галактик, имеющих
такую же форму.
Маркарян пришел к выводу, что голубые ядра исследованных им галактик
отличаются также аномально сильным излучением в ультрафиолетовой части
спектра.
Чем же можно объяснить необычные характер излучения и цвет центральных
областей таких галактик? На этот вопрос может быть два ответа: либо эти
звездные системы обладают необычным звездным составом либо в их ядрах
происходят необычные процессы. Очевидно, и в том и в другом случаях
подобные звездные системы заслуживают особенно пристального внимания.
В первой работе Маркаряна было исследовано 40 аномальных галактик. Однако
чтобы получить возможность сделать какие-либо выводы, следовало не только
расширить этот список, но попытаться выяснить, нет ли подобных галактик в
отдаленных областях пространства.
С этой целью в Бюраканской обсерватории был начат систематический обзор
неба с помощью метрового рефлектора, снабженного специальными призмами для
изучения спектров слабых космических объектов. Первая серия наблюдения
охватила области созвездий Большем Медведицы и Жирафа и район северного
полюса нашей Галактики. В результате помимо аномальных «ультрафиолетовых»
галактик, входивших в прежний список, было обнаружено еще 70 объектов
подобного типа. И вообще, статистические подсчеты показывают, что галактики
| |  скачать работу |
Квазары |
