Mazernyi effekt (v kosmose)

Ris. 1. Urovni energii gidroksila ON, perehody mezhdu kotorymi porozhdayut radioizluchenie na chastotah , ravnyh 1665, 1667 MGc (glavnye linii) i 1612, 1720 MGc (linii-satellity).

Kosmich. mazery byli otkryty v 1965 g. (X. Uiver i dr., SShA). Uchenye obnaruzhili v spektrah radioizlucheniya nek-ryh istochnikov (tumannost' Oriona, Strelec V2, W3, W49 i dr.) ochen' intensivnye uzkie linii izlucheniya s = 18 sm. Pervonachal'no polagali, chto eti linii porozhdeny kakim-to neizvestnym, no shiroko rasprostranennym v kosmose veshestvom, k-roe nazvali "misteriumom", no dal'neishie issledovaniya pokazali, chto linii prinadlezhat mezhzvezdnomu gidroksilu ON (sm. Molekuly v mezhzvezdnoi srede), a ih anomal'nye sv-va (chrezvychainaya uzost' i vysokaya intensivnost') obuslovleny mazernym mehanizmom izlucheniya. V 1969 g. byli otkryty eshe bolee moshnye istochniki kosmich. mazernogo izlucheniya s = 1,35 sm, rabotayushie na molekulah vodyanogo para N₂O. V 1974-75 gg. byli obnaruzheny mazernye istochniki, rabotayushie na molekulah oksida kremniya SiO i metilovogo spirta CH₃OH. Nablyudaemye linii molekulyarnyh kosmich. mazerov (tabl.) sootvetstvuyut v sluchae gidroksila ON perehodam mezhdu urovnyami -dubletov osnovnogo i nizhnih vrashatel'nyh urovnei molekul (ris. 1), a v dr. sluchayah - perehodam mezhdu vrashatel'nymi urovnyami osn. kolebatel'nogo sostoyaniya molekul N₂O i SN₃ON ili vozbuzhdennogo kolebatel'nogo sostoyaniya molekul SiO (sm. ris. v st. Urovni energii).

Harakteristiki nablyudaemyh
kosmicheskih mazerov

, sm , MGc H2O 1,348 22235,080 OH 18,595 1612,231 18,001 1665,402 17,980 1667,359 17,424 1720,530 4,971 6030,747 4,967 6035,092 6,433 4660,242 6,291 4765,562 2,230 13441,371

, sm , MGc SiO 0, 43122,03 0, 42820,48 0, 86243,27 0, 129363,12 SN3ON 1,202 24933,468 1,201 24959,080 1,198 25018,123 1,193 25124,873 1,185 25294,411

Intensivnost' izlucheniya kosmich. mazerov sootvetstvuet anomal'no vysokoi yarkostnoi temperature, do 10¹³-10¹⁵ K. Kazhdoi linii v spektre ON-ma-zera (ris. 2), imeyushei chastotu v, otvechaet bol'shoe chislo ochen' uzkih () emissionnyh komponentov, porozhdennyh izlucheniem otdel'nyh subistochnikov ("pyaten") malyh razmerov (~ 10¹¹-10¹⁵ sm), raspolozhennyh v oblasti radiusom 10¹⁶-10¹⁷ sm i dvizhushihsya s razlichnymi skorostyami (skorosti otlichayutsya na velichinu =5-300 km/s).

V nashei i v sosednih galaktikah obnaruzheno nesk. soten kosmich. mazerov. Ih mozhno razdelit' na dva osn. tipa: 1) mazery, associiruyushiesya s molodymi (vozrast 10⁵ let) goryachimi OV-zvezdami (a vozmozhno, i s protozvezdami), izluchenie k-ryh osushestvlyaet nakachku; 2) mazery, svyazannye s sil'no proevolyucionirovavshimi holodnymi zvezdami bol'shoi svetimosti.

Ris. 2. Spektr izlucheniya gidroksila ON na chastote 1665 MGc ot galakticheskogo radioistochnika W49 (zona NII). Razlichnye piki intensivnosti izlucheniya sootvetstvuyut neskol'kim gazovo-pylevym kondensaciyam, dvizhushimsya s razlichnymi skorostyami i iz-za effekta Doplera nablyudayushihsya na raznyh chastotah. Sploshnaya liniya - izluchenie s pravoi krugovoi polyarizaciei, shtrihovaya - s levoi krugovoi polyarizaciei.

Mazery 1-go tipa nahodyatsya v oblastyah zvezdoobrazovaniya, na periferii plotnyh gazovo-pylevyh kompleksov, v neposredstv. blizosti ot ul'trakompaktnyh zon NII i istochnikov IK-izlucheniya. Primery: tumannost' Oriona, oblasti W3, W49, W51. Mazery, nahodyashiesya v etih oblastyah, obladayut naibol'shei moshnost'yu izlucheniya: v liniyah H₂O - ~ 10²⁷-10³³ erg/s, ON (na chastotah 1665 i 1667 MGc) ~ 10²⁷-10³⁰ erg/s, Si0 ~ 10²⁹ erg/s i SN₃ON ~ 10²⁷ erg/s. Izluchenie sil'no polyarizovano - lineino (N₂O, ON) i (ili) cirkulyarno (ON, SiO). Inogda nablyudayutsya vspyshki otdel'nyh komponentov. Kosmich. mazery 2-go tipa nahodyatsya v rasshiryayushihsya obolochkah zvezd-sverhgigantov tipa VY Bol'shogo Psa ili peremennyh zvezd tipa Miry Kita (krasnyh gigantov), IK-izluchenie k-ryh i obespechivaet nakachku. Eti mazery bolee mnogochislenny, no ih moshnost' men'she:. N₂O ~ 10²⁴-10²⁸ erg/s, ON (1612MGc) ~ 10²⁴-10²⁸ erg/s, SiO ~ 10²⁶-10²⁷ erg/s, prichem izmenenie moshnosti kosmich. mazerov korreliruet s izmeneniem potoka IK-pzlucheniya.

Lit.:
Kosmicheskie mazery. Sb. st., per. s angl.,M., 1974; Strel'nickii V.S., Kosmicheskie mazery. UFN, 1974, t. 113, v. 3, s. 463; Na perednem krae astrofiziki, per. s angl., M., 1979.

(D.A. Varshalovich)