Взрывающиеся галактики - Вселенная - От плоской Земли до квазаров

Вселенная

От плоской Земли до квазаров
Главная


Земля


Солнечная система


Звезды


Галактика


Размеры Галактики


Другие галактики


Возраст Земли


Энергия Солнца


Типы звезд


Эволюция звезд


Взрывы звезд


Эволюция галактик


Удаляющиеся галактики


Наблюдаемая Вселенная


Начало Вселенной


Бомбардировка частицами


Фотоны большой энергии


Радиоастрономия


Окраины Вселенной



Взрывающиеся галактики

Теория столкновения галактик прожила веселую, по короткую жизнь. Прежде всего астрономов начал мучить вопрос об энергии.
Обычные галактики вроде нашей испускают в форме радиоволн примерно 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (десять тысяч триллионов триллионов) киловатт энергии. Это равно мощности приблизительно тысячи отдельных радиоисточников вроде Кассиопеи А.
Это утешительный факт. Вполне логично объяснить микрорадноволновое излучение обычной галактики тем, что она содержит несколько тысяч остатков Сверхновых. Такая цифра, безусловно, не чрезмерно велика Микрорадиоволновое излучение обычной галактики составляет лишь миллионного долю энергии, излучаемой ею в виде света, и это тоже не вызывает особого недоумения.
Однако даже самая слабая из радиогалактик излучает в пространство в виде микрорадиоволн в 100 раз больше энергии, чем обычная галактика. Микрорадиоволновое излучение Лебедя А в миллион раз мощнее микрорадиовонового излучения обычной галактики. Собственно говоря, Лебедь А излучает в форме микрорадиоволн примерно столько же энергии, сколько и в виде света.
Картина начинала выглядеть загадочно, и чем больше над этим думали, тем труднее было объяснить такую интенсивность микрорадиоволнового излучения. Выяснилось, например, что энергия микрорадиоволнового излучения Лебедя А примерно равна всей энергии движения предположительно сталкивающихся галактик. Казалось невероятным, чтобы энергия столкновения целиком перешла в микрорадиоволиы. Ведь тогда вся масса одной галактики должна была бы стать неподвижной по отношению к другой, а как это могло произойти? Путем столкновения десяти миллиардов звезд? Невозможно! Но даже если бы такое столкновение произошло, каким образом вся его энергия могла преобразоваться в микрорадиоволны? Ведь значительная ее часть могла бы изучаться в других диапазонах спектра.
Кроме того, к концу 50-х годов стала все больше распространяться теория, что микрорадиоволновое излучение различных радиоисточников создается синхротронным излучением электронов высокой энергии, движущихся в сильном магнитном поле. А это означало, что кинетическая энергия столкновения должна переходить не прямо в микрорадиоволиы, а в электроны высокой энергии, которые затем должны быть захвачены магнитным полем. Однако невозможно было предложить правдоподобною механизма такого превращения кинетической энергии в электроны высокой энергии.
Результаты наблюдений также противоречили теории сталкивающихся галактик. Чем больше радиоисточников отождествлялось с отдельными галактиками, тем труднее становилось истолковывать видимые детали этих галактик как признаки столкновения. Да, конечно, микрорадиоволновое излучение некоторых «странных» галактик представлялось необычным, но в их внешнем облике не было ничего странного. Они казались самыми обыкновенными галактиками, ведущими одинокую жизнь и не обнаруживающими признаков какого-либо столкновения, и все же они были мощнейшими источниками микрорадиоволн.
И постепенно начала возникать новая точка зрения. Может быть, это вовсе не столкновение двух галактик, а взрыв одной галактики?

Рис. Источники радиоизлучения в других галактиках.


Возьмем, например, галактику NGC 1068. Это слабая радиогалактика, микрорадиоволновое излучение которой превышает излучение обычной галактики только в 100 раз. Однако это излучение, по-видимому, все целиком поступает из маленького участка в самом ее центре. Столкновение галактик, содержащих облака пыли, должно было бы вызвать излучение в гораздо большем объеме пространства и уж, во всяком случае, не в центре, где нет пыли. С другой стороны, взрыв должен был бы произойти именно в центре, где звезды наиболее скучены и где легко может произойти катастрофа, захватывающая большое число звезд в относительно короткое время. Если это так, то мы, возможно, наблюдаем в NGC 1068 самое начало подобной катастрофы. Излучение микрорадиоволн все еще сосредоточено в начинающем взрываться центре и все еще невелико.
Следующая стадия того же процесса, возможно, представлена галактикой NGC4486, которая более известна как М 87 по своему номеру в каталоге Мессье. В ее центре также имеется мощный источник микрорадиоволн, но, кроме того, источником микрорадиоволнового излучения, хотя и более слабым, является ореол вокруг ее центра — ореол, заполняющий почти весь ее видимый диск. Это выглядит так, словно бешеная ярость центрального взрыва уже распространилась на десятки тысяч световых лет во всех направлениях и М 87 испускает микроволны в 100 раз интенсивнее, чем NGC 1068. Но интереснее всего следующее обстоятельство внимательное изучение М 87 с помощью телескопов показало, что из ее центра вырывается светящаяся струя. Может быть, это вещество, выброшенное силой центрального взрыва в межгалактическое пространство? Свет этой струи, как доказал Бааде, поляризован. Это еще одно свидетельство в пользу теории Шкловского о синхротронном излучении как источнике излучения микрорадиоволн.
Возможно, на еще более поздней стадии главный источник излучения микрорадиоволн полностью покидает галактическое ядро и располагается по обеим его сторонам. Например, у NGC 5128, испускающей микрорадиоволны с той же интенсивностью, что и М 87, есть четыре области микрорадиоволнового излучения. Пара более интенсивных источников излучения находится по обе стороны пылевой полосы, пара более слабых и более протяженных— по обе стороны видимой части галактики. Источник микрорадиоволн разделился, и половины его разошлись к краям ядра галактики, причем какая-то его часть была выброшена в противоположных направлениях далеко за пределы ядра. А может быть, полоса пыли— это вовсе не ребро спиральной галактики, погружающейся в шаровидную, как предполагалось вначале, а результат тех процессов, которые происходили в пораженном катастрофой центре галактики? Может быть, полоса пыли — это гигантское облако распавшегося звездного вещества, которое случайно было выброшено в нашу сторону?
NGC5128 находится относительно недалеко от нас (всего в 15 миллионах световых лет), и мы можем различить в ней некоторые подробности. Если бы она была намного дальше, полоса пыли и все, что ее окружает, уменьшились бы настолько, что различить можно было бы только два пятнышка света, почти соприкасающиеся друг с другом. И их можно было бы принять за две галактики, которые сближаются плоскими сторонами, точно оркестровые тарелки.
Но ведь именно такой парой галактик считался источник радиоизлучения Лебедь А. Так, может быть, там происходит то же, что и в NGC5128, а мы просто хуже видим этот радиоисточник, поскольку расстояние до него не 15 миллионов световых лет, а 700 миллионов? Если это так, то там взрыв достиг уже более поздней стадии, ибо все вещество, испускающее микрорадиоволны, выброшено за пределы ядра галактики в диаметрально противоположные стороны. То же относится и к другим галактикам, в которых радиоисточники находятся по обе стороны от ядра. Тем не менее в этих галактиках все еще сохраняются следы катастрофы, гак как их оптические спектры говорят о невероятно высоких температурах.
А на самой последней стадии, возможно, источники радиоизлучения становятся уже настолько рассеянными и слабыми, что мы не можем их обнаружить, и галактика снова (насколько позволяет судить радиоастрономия) превращается в обычную.
И все же, пока гипотеза сталкивающихся галактик медленно умирала, а гипотеза взрывающихся галактик выходила на первый план, доказательства в пользу этой последней по-прежнему опирались только на выводы относительно природы микрорадиоволнового излучения, сделанные в 50-е годы. Единственным наглядным свидетельством в пользу теории взрыва служила струя в М 87, да и это свидетельство было не совсем убедительным, поскольку струя вырывается только в одном направлении, в го время как подобные явления должны развиваться симметрично в двух противоположных направлениях.
Необходимые наглядные доказательства были получены в начале 60-х годов. В 1961 г. американский астроном Кларенс Роджер Линдс (род. в 1928 г.) пытался уточнить положение слабого радиоисточника 3С231. Участок, охватываемый размытым источником, включал ряд галактик в созвездии Большой Медведицы, самой большой и заметной из которых была М 81. Считалось, что источник этот и находится в М81. Однако, когда Линде уточнил его положение, он оказался не в М81, а в соседней галактике меньших размеров М 82.
Бесспорно, М82 — гораздо более «странная» галактика, чем М81. Полученные ранее фотографии показывали, что она необычайно богата пылью и что внутри нее невозможно различить отдельные звезды, хотя она находится от нас всего в 10 миллионах световых лет. Кроме того, выше и ниже ее можно было заметить слабые при знаки газовых или пылевых волокон.
Как только М82 была признана источником радиоизлучения, к ее оптическим свойствам был проявлен особый интерес. Американский астроном Аллан Рекс Сендейдж (род в 1926 г) сфотографировал ее с помощью 200-дюймовою телескопа, используя специальный красный фильтр, преимущественно пропускающий излучение горячего водорода. Он рассуждал так: если в центре этой галактики происходит какой-то процесс, связанный с выбросом вещества, то вещество это будет в основном водородом, а увидеть его будет легче, если исключить свет других источников
Он оказался прав. Было совершенно ясно видно, что в галактике М 82 происходит гигантский взрыв. На фотографии с трехчасовой выдержкой получились струи водорода длиной до тысячи световых лет, вырывающиеся из ядра галактики. Общая масса выбрасываемого водорода была эквивалентна по меньшей мере массе 5 000 000 средних звезд. Судя по скорости движения этих струй и по расстоянию, которое они уже прошли, взрыв, каким он виден сейчас с Земли, продолжается уже 1 500 000 лет. По-видимому, он еще находится на ранней стадии и не успел перейти в более позднюю, когда появляется двойной источник по обе стороны галактики.
Свет М82 поляризован, и характер его поляризации показывает, что эта галактика обладает сильным магнитным полем. Вновь подтверждается теория синхротронного излучения. (В 1965 г. было обнаружено, что синхротронное излучение приходит и из ореола вокруг М81 возможно, это ответная реакция на поток энергии, приходящий от ее взрывающейся соседки )

Может быть, взрывы галактик — это сравнительно обычное явление, может быть, через эту стадию проходят многие галактики, как многие звезды проходят через стацию Сверхновой? Прошла ли через нее наша собственная Галактика? Взрывалось ли ядро нашей Галактики? Если да, то взрыв этот не мог быть ни очень большим, ни очень недавним, так как по бокам нашей Галактики нет никаких признаков сильных радиоисточников. Однако из центра на окраины Галактики непрерывно течет водород. Что это — процесс, обычный для всех галактик, или последние угасающие отголоски взрыва, случившегося миллиарды лет назад?

 
< Пред.   След. >