Astronet > Fonovoe izluchenie Vselennoi

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Fonovoe izluchenie Vselennoi

- el.-magn. izluchenie Vselennoi, ne iskazhennoe blizhaishimi istochnikami (atmosferoi Zemli, izlucheniem Galaktiki i t.p.). Imenno F.i.V. dolzhny byli by vosprinimat' pribory s shirokim polem zreniya, vynesennye v prostranstvo mezhdu galaktikami. K sozhaleniyu, takoi eksperiment nevozmozhen. Astronomy izuchayut F.i.V., ispol'zuya nazemnye i vneatmosfernye pribory. V svyazi s etim otdelenie fonovogo komponenta ot diffuznogo (rasseyannogo) izlucheniya lokal'noi i galaktich. prirody yavl. trudnoi zadachei.

Chasto fonom naz. vse pomehi, zatrudnyayushie vydelenie signala ot diskretnogo ob'ekta: sobstv. shumy pribora, otschety rentg. schetchikov, vyzvannye nalichiem kosmicheskih luchei, diffuznoe izluchenie, popadayushee v pole zreniya pribora (v chastnosti, eto mozhet byt' i F.i.V. pri nablyudenii istochnikov s malymi uglovymi razmerami), i t.p. Sleduet podcherknut' otlichie F.i.V. ot ponyatiya fona v takom smysle.

Issledovanie F.i.V. predstavlyaet samostoyatel'nyi interes, t.k. ono neset informaciyu ob izluchenii, zapolnyayushem vsyu Vselennuyu, t.e. informaciyu o Vselennoi v celom. Krome togo, F.i.V. mozhet soderzhat' izluchenie bol'shogo chisla nerazlichimyh diskretnyh istochnikov, i izmerenie F.i.V. daet nekotorye ocenki ih sv-v.

Istoricheski pervoi problemoi, svyazannoi s F.i.V., byla problema yarkosti nochnogo neba v optich. diapazone. V svyazi s nei byl sformulirovan prosteishii kosmologich. test, voshedshii v istoriyu nauki pod nazvaniem "paradoks Ol'bersa" (1826 g.): v beskonechnoi odnorodnoi stacionarnoi Vselennoi na lyubom luche zreniya my dolzhny videt' poverhnost' zvezdy, t.e. vse nebo dolzhno imet' yarkost', sravnimuyu s yarkost'yu diska Solnca. Ochevidno, chto takaya model' Vselennoi nahoditsya v protivorechii s nashim povsednevnym opytom - yarkost' nochnogo neba v optich. diapazone ves'ma nizka. Paradoks Ol'bersa razreshen v sovr. evolyucionnyh modelyah Vselennoi. Galaktiki rodilis' ok. 10 mlrd. let nazad, plotnost' chisla zvezd vo Vselennoi stol' mala, chto na kosmologich. gorizonte (ct ~10²⁸ sm) dolya neba, pokryvaemaya zvezdami, nichtozhno mala. Krome togo, izluchenie zvezd na bol'shih rasstoyaniyah iz-za krasnogo smesheniya sdvigaetsya v IK-diapazon i ne daet vklada v nablyudaemuyu yarkost' neba v optich. diapazone.

Tochnoe znanie yarkosti nochnogo neba (a tochnee, optich. F.i.V., intensivnost' k-rogo kak minimum eshe vo sto raz men'she yarkosti nochnogo neba, glavnyi vklad v k-ruyu dayut svechenie atmosfery, zodiakal'nyi svet i svet zvezd Galaktiki) nakladyvaet zhestkie ogranicheniya na konkretnye modeli evolyucii galaktik, na prodolzhitel'nost' yarkoi fazy ih evolyucii na stadii "molodoi galaktiki" i t.d.

Astronomov interesuyut ne tol'ko znachenie yarkosti neba v tom ili inom diapazone dlin voln el.-magn. spektra, no i uglovye fluktuacii intensivnosti fonovogo izlucheniya. V izotropno rasshiryayusheisya Vselennoi fonovoe izluchenie dolzhno byt' izotropnym: ego intensivnost' ne dolzhna zaviset' ot napravleniya. Izotropiya istinnogo fona oblegchaet ego otdelenie ot lokal'nyh istochnikov diffuznogo izlucheniya. V to zhe vremya, esli osn. istochnikom fona yavl. izluchenie diskretnyh istochnikov, to na ochen' malyh uglovyh razmerah, kogda v pole zreniya pribora popadaet v srednem poryadka odnogo istochnika, intensivnost' fona dolzhna sil'no fluktuirovat' pri perehode ot odnoi ploshadki nablyudeniya k drugoi. Po etim fluktuaciyam mozhno sudit' o prostranstvennom raspredelenii istochnikov, a takzhe ob ih raspredelenii po potoku.

Ris. 1. Spektr elektromagnitnogo fonovogo
izlucheniya Vselennoi. Sploshnaya liniya -
rezul'taty nablyudenii, shtrihovaya -
teoreticheskie ocenki. $I_\nu$ v erg(sm²s Gc sr)^-1

Analiz prirody F.i.V. pokazyvaet, chto v bol'shinstve diapazonov spektra ego intensivnost' opredelyaetsya mnogochisl. dalekimi diskretnymi istochnikami izlucheniya. V ryade diapazonov F.i.V. ne svyazano s diskretnymi istochnikami. Ego sushestvovanie yavl. ili sv-vom Vselennoi kak celogo (t.n. reliktovoe izluchenie), ili sledstviem prisutstviya v mezhgalaktich. prostranstve izluchayushego veshestva (goryachii mezhgalakticheskii gaz, kosmicheskie luchi).

Na ris. 1 i v tabl. privodyatsya dannye ob izmereniyah i ocenkah intensivnosti F.i.V.

Lish' v opticheskom i radiodiapazonah nablyudeniya F.i.V. mozhno proizvodit' s poverhnosti Zemli. Issledovaniya v UF-, rentg. i $\gamma$ -diapazonah spektra stali vozmozhny tol'ko blagodarya uspeham vneatmosfernoi astronomii.

Tablica. Plotnost' energii i chisla fotonov
fonovogo izlucheniya v razlichnyh diapazonah.

Diapazon Plotnost'
energii
izlucheniya,
eV/sm³ Plotnost'
chisla
fotonov

Dlinnovolnovoe
radioizluchenie ~10^-7 ~ 1

Reliktovoe
radioizluchenie $\approx$ 0,25 $\approx$ 400

Infrakrasnyi ~10^-2 ~ 1

Opticheskii $\approx 3\cdot$ 10^-3 ~10^-3

Myagkii
rentgenovskii
(e <1 keV) ~10^-4-10^-5 $\approx 3\cdot$ (10^-7-10^-8)

Zhestkii
rentgenovskii
(e >1 keV) ~10^-4 $\approx 3\cdot$ 10^-9

Myagkoe
$\gamma$ -izluchenie
(e ~1-6 MeV) $\approx 3\cdot$ 10^-5 ~10^-11

Zhestkoe
$\gamma$ -izluchenie
(e >10 MeV) <10^-5 <10^-12

Vydelenie F.i.V. na fone izlucheniya Galaktiki okazalos' slozhnoi zadachei. Na ris. 2 pokazano sootnoshenie mezhdu diffuznym izlucheniem Galaktiki i F.i.V.

Radiodiapazon.
Dlinnovolnovoe radioizluchenie ( $\nu<600$ Gc; $\lambda>50$ sm). Radioteleskopy prinimayut kak F.i.V., tak i sinhrotronnoe izluchenie relyativistskih elektronov v mezhzvezdnoi srede Galaktiki, chto zatrudnyaet vydelenie F.i.V. Sinhrotronnoe izluchenie Galaktiki kraine neravnomerno raspredeleno po nebu. Interes predstavlyaet oblast' na nebe s minimal'noi yarkostnoi temperaturoi, ravnoi 80 K na chastote 178 MGc. Yasno, chto eto verhnii predel na yarkostnuyu temperaturu F.i.V. na etoi chastote. Vydelit' vnegalaktich. komponent mozhno lish' v tom sluchae, esli spektr izlucheniya Galaktiki otlichaetsya ot spektra F.i.V. K sozhaleniyu, oni dostatochno blizki. Tshatel'nyi analiz pokazyvaet, chto yarkostnaya temperatura fona na chastote 178 MGc blizka k 30 K, a spektral'nyi indeks sovpadaet so sr. spektral'nym indeksom izlucheniya radiogalaktik $\alpha\approx 0,75$ . Eto pozvolyaet naiti yarkostnuyu temperaturu F.i.V. na lyuboi dline volny v metrovom diapazone $T_b\approx 30 (\lambda/1,7 \mbox{m})^{2,75} \mbox{K},\; I_\nu=3\cdot 10^{-19}\times(\lambda/1,7 \mbox{m})^{0,75} \mbox{erg/(sm}^2\cdot \mbox{s}\cdot \mbox{Gc}\cdot \mbox{sr})$ . Sovpadenie spektral'nyh indeksov F.i.V. i radiogalaktik privelo k predpolozheniyu, chto dlinnovolnovoe F.i.V. predstavlyaet soboi sovokupnoe izluchenie dalekih moshnyh diskretnyh istochnikov radioizlucheniya: radiogalaktik i kvazarov. Odnako nablyudaemaya v okrestnosti nashei Galaktiki prostranstvennaya plotnost' radiogalaktik i ih radiosvetimost' (sm. Svetimost') okazalis' nedostatochnymi dlya ob'yasneniya intensivnosti F.i.V. V reshenii etogo voprosa udalos' prodvinutsya lish' posle tshatel'nyh podschetov slabyh (i, sledovatel'no, dalekih) radioistochnikov. Zavisimost' chisla istochnikov ot potoka okazalas' sushestvenno bolee krutoi, chem ozhidalos'. Eto govorit o tom, chto ran'she, kogda Vselennaya byla sushestvenno molozhe, moshnyh radioistochnikov bylo namnogo bol'she, chem seichas (tochnee, bylo bol'she radioistochnikov na dannoe chislo galaktik). Imela mesto kosmologich. evolyuciya radioistochnikov. Dalekie moshnye radiogalaktiki i kvazary nablyudayutsya segodnya kak slabye radioistochniki. Okazalos', chto imenno eti mnogochislennye istochniki opredelyayut F.i.V. v oblasti dlinnyh radiovoln.

Mikrovolnovoe fonovoe izluchenie ( $6\cdot 10^8 \mbox{Gc} <\nu< 10^{12} \mbox{Gc};\; 300 \mbox{mkm} <\lambda<50$ sm). Izmereniya v santimetrovoi i millimetrovoi oblastyah dlin voln, provodivshiesya s 1965 g., priveli k obnaruzheniyu izotropnogo izlucheniya, imeyushego spektr absolyutno chernogo tela i temp-ru $\approx$ 2,7 K. Eto otkrytie, po-vidimomu, naibolee vazhnoe v kosmologii so vremeni ustanovleniya zakona Habbla, ono podtverdilo predlozhennuyu v 1948 g. amer. fizikom G. Gamovym model' goryachei Vselennoi. Eto izluchenie daet glavnyi vklad v plotnost' energii i koncentraciyu fotonov F.i.V. (podrobnee sm. Mikrovolnovoe fonovoe izluchenie).

Infrakrasnyi diapazon ( $10^{12} \mbox{Gc} <\nu< 3\cdot 10^{14} \mbox{Gc};\; 1 \mbox{mkm} <\lambda<300$ mkm).
Dlya etogo spektr. intervala opredeleny lish' verhnie predely intensivnosti F.i.V. Voobshe, v IK-diapazone nablyudenii ochen' malo, t.k. im sil'no meshaet pogloshenie i izluchenie molekul v verhnei atmosfere (sm. Prozrachnost' zemnoi atmosfery). Nazemnye nablyudeniya v oknah prozrachnosti atmosfery vozmozhny lish' pri $\lambda <$ 25 mkm. Nablyudeniya zhe nebesnyh ob'ektov v intervale 25 mkm < $\lambda$ <300 mkm osushestvlyaetsya s raket, ballonov i vysotnyh samoletov. So sputnika "IRAS" (SShA, Velikobritaniya, Niderlandy) obnaruzheno ok. $2,5\cdot 10^5$ IK-istochnikov. Gotovitsya k zapusku ryad drugih IK-observatorii na ISZ. Razvitie tehniki nablyudenii privelo k obnaruzheniyu IK-izbytka v spektrah mnogih diskretnyh istochnikov. Znachit. chislo galaktich. ob'ektov, vklyuchaya nek-rye tipy zvezd, i takzhe ryad planetarnyh i "infrakrasnyh" tumannostei, okazalis' anomal'no yarkimi v blizhnem ( $\lambda$ <25 mkm) IK-diapazone. V bol'shinstve svoem eto holodnye zvezdy (kondensiruyushiesya protozvezdy i zvezdy-giganty) s temp-roi < 2000 K ili pylevye kompleksy, pereizluchayushie UF- i optich. izluchenie raspolozhennyh v nih goryachih zvezd. No svetimost' vseh etih ob'ektov ne slishkom velika, i summarnoe izluchenie istochnikov takogo tipa v dr. galaktikah ne mozhet opredelyat' glavnyi vklad v F.i.V. Nablyudeniya vnegalaktich. istochnikov priveli k neozhidannym rezul'tatam: yadra mnogih aktivnyh galaktik i kvazary izluchayut v IK-diapazone bol'she energii, chem vo vseh drugih. Raschety pokazali, chto izluchenie imenno etih ob'ektov dolzhno opredelyat' yarkost' neba v IK-luchah. Ryad sovr. modelei obrazovaniya galaktik predskazyvaet yarkuyu fazu na stadii aktivnogo zvezdoobrazovaniya v "molodoi galaktike". Esli eta faza byla na dostatochno rannei stadii evolyucii Vselennoi (pri krasnyh smesheniyah $z\approx 5-10$ ), to izluchenie etih ob'ektov takzhe dolzhno davat' vklad v F.i.V. v IK-luchah.

Chuvstvitel'nost' sovr. priborov nedostatochna dlya neposredstvennogo nablyudeniya infrakrasnogo F.i.V. Na ris. 1, 2 i v tablice privedeny rezul'taty teoretich. ocenok summarnogo izlucheniya kvazarov i yader galaktik, osnovannye na dannyh nablyudenii IK-izlucheniya individual'nyh istochnikov i dannyh ob ih plotnosti vo Vselennoi.

Opticheskii diapazon ( $$3\cdot 10^{14} \mbox{Gc} <\nu< 10^{15} \mbox{Gc};$ 3000\AA $<\lambda<$ 1 mkm$ ).
Dlya vydeleniya optich. F.i.V. iz nablyudaemogo diffuznogo izlucheniya neobhodimo vychest' izluchenie otnositel'no blizkih istochnikov: emissiyu atmosfery, zodiakal'nyi svet (svet Solnca, rasseyannyi na mezhplanetnoi pyli), integral'nyi svet zvezd Galaktiki. Emissiya atmosfery stanovitsya nesushestvennoi pri nablyudeniyah za predelami zemnoi atmosfery. Pri nazemnyh nablyudeniyah dlya ee isklyucheniya vvodyat popravku, osnovannuyu na issledovaniyah atmosfery pod raznymi uglami k zenitu. Vklad zodiakal'nogo sveta mozhno v principe uchest', zapuskaya KA perpendikulyarno ploskosti ekliptiki na rasstoyanie ~ 1 a.e., t.e. v oblast', gde prakticheski net mezhplanetnoi pyli. Drugoi bolee dostupnyi v nastoyashee vremya put' sostoyait v ispol'zovanii modelei svecheniya zodiakal'noi pyli, a takzhe v nablyudeniyah optich. F.i.V. vo fraungoferovyh liniyah, gde slabo izluchenie Solnca i poetomu oslablen zodiakal'nyi svet. Provodyatsya intensivnye issledovaniya sv-v zodiakal'nogo sveta s raket i sputnikov s cel'yu vydeleniya optich. F.i.V. Tretii faktor mozhno ocenit' po funkcii svetimosti i prostranstv. raspredeleniyu zvezd v Galaktike. Etot faktor vnosit glavnuyu neopredelennost' pri issledovanii vnegalaktich. komponenta optich. svecheniya neba.

Pri nablyudeniyah s Zemli ne bylo naideno nikakih sledov izotropnogo optich. komponenta F.i.V. Verhnii predel okazalsya primerno v 100 raz men'she, chem polnaya nablyudaemaya optich. yarkost' neba. Znaya spektr izlucheniya otdel'nyh galaktik, ih plotnost' v prostranstve i rasstoyaniya do galaktik, mozhno rasschitat' ih integral'noe izluchenie. Pri etom okazyvaetsya, chto glavnyi vklad v optich. F.i.V. dayut norm. galaktiki (tochnee, izluchenie vhodyashih v nih zvezd).

Sleduet takzhe uchest', chto esli mezhgalaktich. prostranstvo zapolneno zvezdami, skopleniyami zvezd ili karlikovymi galaktikami, to ih prakticheski nevozmozhno obnaruzhit' pri sovr. urovne tehniki nablyudenii. V svyazi s etim vklad etih "svetyashihsya" ob'ektov v sr. plotnost' veshestva vo Vselennoi neizvesten. Zdes' okazyvayutsya poleznymi ocenki verhnego predela intensivnosti F.i.V. v optich. diapazone. Esli u etih nevidimyh ob'ektov otnoshenie massa-svetimost' takoe zhe, kak i dlya galaktik v srednem, to, ispol'zuya eksperimental'nye dannye, mozhno pokazat', chto massa svetyashihsya tel vo Vselennoi mala dlya togo, chtoby Vselennaya byla zamktunoi (sm. Kosmologiya).

Ul'trafioletovyi diapazon.
Etu oblast' spektra uslovno mozhno razdelit' na dve chasti: pervaya dostupna dlya nablyudenii so sputnikov i raket, vtoraya - principial'no nedostupna dlya pryamyh nablyudenii iz Solnechnoi sistemy.

a) Diapazon, dostupnyi dlya nablyudenii ( $$10^{15} \mbox{Gc} <\nu< 3,3\cdot 10^{15} \mbox{Gc};\;$ 912\AA $<\lambda<$ 3000\AA$ ). Yarkost' neba v UF-oblasti spektra opredelyaetsya izlucheniem goryachih zvezd nashei Galaktiki. Ochevidno, chto chem vyshe temp-ra T poverhnosti zvezdy, tem bol'she ispuskaet ona fotonov v UF-diapazone. Chislo zhe zvezd, imeyushih dannuyu temp-ru, bystro padaet s rostom T. Tak zhe bystro s umen'sheniem dliny volny padaet i summarnoe izluchenie zvezd Galaktiki. Tak, soglasno izmereniyam na kosmich. stanciyah "Venera", integral'naya svetimost' nashei Galaktiki (bez ucheta neizvestnogo vklada ee yadra) v polose 1225-1340 $\AA$ ocenivaetsya v 10⁴⁰-10⁴¹ erg/s, chto sostavlyaet lish' 10^-3-10^-4 ee optich. svetimosti. Poetomu ozhidalos', chto vydelit' vnegalaktich. komponent v UF-diapazone budet legche, chem v opticheskom, i chto on budet nesti informaciyu v osnovnom o nezvezdnyh istochnikah - yadrah galaktik, kvazarah, mezhzvezdnom gaze. Pravda, v dostupnyi dlya nablyudenii UF-diapazon popadaet takzhe moshnoe izluchenie, obuslovlennoe pereizlucheniem mezhplanetnym vodorodom linii L $_\alpha$ solnechnogo proishozhdeniya. Odnako eto izluchenie mozhno isklyuchit' fil'trami. Nesmotrya na vse popytki, vydelit' metagalaktich. UF-izluchenie poka ne udalos'. Eksperimental'no ustanovleny lish' verhnie predely ego intensivnosti (po minimumu nablyudaemoi yarkosti neba i s tochnost'yu do vklada kosmich. luchei v otschety priborov).

Po analogii s nashei Galaktikoi estestvenno bylo by predpolozhit', chto vse norm. galaktiki malo izluchayut v UF-luchah i chto intensivnost' etogo komponenta F.i.V. mala. Odnako neozhidanno bol'shoi potok UF-izlucheniya byl obnaruzhen iz oblasti yadra galaktiki M31 (Tumannost' Andromedy) i ot ryada dr. galaktik. Vazhnymi istochnikami F.i.V. v UF-diapazone spektra, soglasno nablyudeniyam so specializirovannyh sputnikov, dolzhny yavlyat'sya kvazary.

Izluchenie ul'trafioletovogo F.i.V. vazhno dlya opredeleniya kolichestva i sv-v goryachego mezhgalakticheskogo gaza, k-ryi, vozmozhno, opredelyaet plotnost' veshestva vo Vselennoi. V chastnosti, v polosu 1225-1340 $\AA$ , vydelennuyu sushestvuyushimi fil'trami, popadaet sdvinutaya krasnym kosmologich. smesheniem liniya L $_\alpha$ samogo rasprostranennogo vo Vselennoi elementa - vodoroda, esli on nahoditsya na rasstoyanii, ne prevyshayushim 600 kpk. Otsutstvie v spektrah dalekih kvazarov ( $z\approx 2$ ) polosy poglosheniya, sootvetstvuyushei L $_\alpha$ , govorit ot nichtozhnoi plotnosti neitral'nogo mezhgalaktich. vodoroda, t.e. o vysokoi stepeni ionizacii mezhgalaktich. gaza $n_H/n_p < 3\cdot 10^{-8}$ , gde $n_H$ i $n_p$ - chislo atomov vodoroda i prtonov v 1 sm³ mezhgalaktich. prostranstva.

b) Diapazon, nedostupnyi dlya pryamyh nablyudenii ( $$3,3\cdot 10^{15} \mbox{Gc} <\nu< 3\cdot 10^{16} \mbox{Gc};\;$ 100\AA $<\lambda<$ 912\AA$ ). Eta oblast' spektra principial'no nedostupna dlya pryamyh nablyudenii iz predelov Solnechnoi sistemy iz-za poglosheniya fotonov UF-izlucheniya neitral'nym mezhzvezdnym vodorodom. Sushestvuet lish' kosvennyi metod ocenki intensivnosti ionizuyushego F.i.V. Fonovoe UF-izluchenie dolzhno sozdavat' zony ionizacii vodoroda vokrug galaktik, podobnye zonam HII, sushestvuyushim vokrug goryachih zvezd. Ochevidno, esli by uroven' fona byl ochen' vysok, to fotony UF-diapazona mogli by ionizovat' mezhzvezdnyi gaz. V deistvitel'nosti radionablyudeniya v linii vodoroda 21 sm priveli k obnaruzheniyu neitral'nogo gaza daleko za optich. granicami galaktik. Plotnost' vodoroda tam kraine mala, i tot fakt, chto on ne ionizovan, govorit o maloi intensivnosti ul'trafioletovogo F.i.V., ego verhnii predel v 100 raz nizhe, chem v sosednem nablyudaemom diapazone. Vodorod na periferii galaktik okazalsya v 100 raz bolee chuvstvitel'nym detektorom, chem schetchiki na sputnikah i raketah. Poluchennyi predel ne tak uzh nizok: on sootvetstvuet 10000 ionizuyushih fotonov, padayushih na 1 sm² poverhnosti galaktik v 1 s.

Rentgenovskii diapazon ( $$3\cdot 10^{16} \mbox{Gc} <\nu< 10^{20} \mbox{Gc};\;$ 0,1\AA $<\lambda< $100\AA$ ).
Nablyudeniya s raket, sputnikov i ballonov pokazali, chto izluchenie v klassichyu rentg. oblasti ( $$\lambda\sim$ 1-10\AA$ ) v vysokoi stepeni izotropno, t.e. imeet vnegalaktich. prirodu. Lish' v oblasti myagkih rentg. luchei (dlya fotonov s energiei $\varepsilon>$ 250 eV) obnaruzhivaetsya sil'naya zavisimosti intensivnosti diffuznogo izlucheniya ot galaktich. koordinat. Spektr rentg. F.i.V. okazalsya stepennym. Issledovaniya prakticheski vsego neba pri pomoshi priborov na sputnikah pozvolili ocenit' amplitudu (<3%) melkomasshtabnyh uglovyh fluktuacii rentg. F.i.V. dlya uglovyh masshtabov $\approx$ 20^o. Eti nablyudeniya vazhny dlya kosmologii: v principe nablyudeniya dipol'noi anizotropii rentg. fona pozvolyat utochnit' skorost' dvizheniya Solnechnoi sistemy otnositel'no sistemy koordinat, v k-roi izotropno fonovoe izluchenie, sozdavaemoe dalekimi istochnikami.

Glavnye istochniki rentg. F.i.V. do sih por tochno neizvestny. Po-vidimomu, eto yadra galaktik, goryachii mezhgalaktich. gaz v skopleniyah galaktik i kvazary (obychnye galaktiki dayut ne bolee 1% nablyudaemogo rentg. fona). Pri glubokih obzorah ryada ploshadok neba s Einshteinovskoi rentg. observatorii (so sputnika HEAO-B, SShA, 1978) na kazhdom kvadratnom graduse bylo obnaruzheno do desyati rentg. istochnikov. Ih detal'nyi analiz v optich. diapazone pokazal, chto 20-30% iz nih eto kvazary, 20-30% - dalekie galaktiki, 20-30% - zvezdy nashei Galaktiki. Odnako izluchenie etih ob'ektov mozhet obespechit' ne bolee 50% intensivnosti F.i.V. v rentg. diapazone. Chast' slabyh rentg. istochnikov ne udaetsya otozhdestvit' ni s optich., ni s radioob'ektami. V blizhaishee desyatiletie planiruyutsya zapuski rentg. sputnikov, k-rye dolzhny budut snyat' kartu vsego neba v diapazone ot 0,5 do 1,5 keV i nanesti na nee nesk. soten tys. rentg. istochnikov.

Proishozhdenie rentg. F.i.V. mozhet byt' svyazano s rasseyaniem nizkochastotnyh fotonov na relyativistskih elektronah kosmich. luchei (obratnyi effekt Komptona, sm. Komptonovskoe rasseyanie). Pri takom rasseyanii energiya fotonov uvelichivaetsya vo mnogo raz i oni popadayut v rentg. diapazon. V yadrah galaktik, po-vidimomu, effektivna komptonizaciya, privodyashaya k formirovaniyu zhestkogo rentg. izlucheniya v goryachei nerelyativistskoi maksvellovskoi plazme. Dr. vazhneishim mehanizmom izlucheniya rentgenovskih fotonov yavl. tormoznoe izluchenie goryachego gaza.

Ris. 2. Sootnoshenie plotnostei energii
fonovogo izlucheniya Vselennoi i diffuznogo
izlucheniya galakticheskogo proishozhdeniya.
$\rho$ v eV/sm³.

Gamma-diapazon ( $\nu> 10^{20} \mbox{Gc};\; \varepsilon>$ 0,5 MeV).
Kak i rentg. izluchenie, $\gamma$ -izluchenie mozhet voznikat' pri obratnom effekte Komptona i kak tormoznoe izluchenie relyativistskih elektronov pri ih vzaimodeistvii s gazom. Pomimo etogo $\gamma$ -fotony mogut rozhdat'sya i v dr. processah. K nim otnosyatsya prezhde vsego stolknoveniya protonov kosmicheskih luchei s yadrami atomov mezhzvezdnoi sredy, privodyashie k rozhdeniyu $\pi^0$ -mezonov; annigilyaciya protonov i antiprotonov, soprovozhdayushayasya rozhdeniem i posleduyushim raspadom $\pi^0$ -mezonov na dva $\gamma$ -fotona. Krome togo, vozbuzhdenie neteplovymi chasticami i posleduyushee izluchenie yader, annigilyaciya elektronov i pozitronov. T.k. secheniya i veroyatnosti vseh etih processov dostatochno horosho izvestny, teoretiki zaranee rasschitali ozhidaemye potoki ot diskretnyh istochnikov $\gamma$ -izlucheniya, potok $\gamma$ -izlucheniya ot ploskosti nashei Galaktiki i ocenili intensivnost' fona $\gamma$ -izlucheniya.

Vselennaya prozrachna dlya zhestkogo $\gamma$ -izlucheniya vplot' do znachenii krasnogo smesheniya z ~100. Poetomu po nablyudaemoi intensivnosti F.i.V. mozhno sdelat' vazhnyi vyvod o kolichestve antiveshestva vo Vselennoi: maloveroyatno, chtoby antiveshestva vo Vselennoi bylo by stol'ko zhe, skol'ko veshestva (sm. Barionnaya asimmetriya Vselennoi). Deistvitel'no, za vremya, sootvetstvuyushee izmeneniyu z ot 0 do 100 (za eto vremya reliktovoe izluchenie ohlazhdaetsya primerno v 100 raz - ot 300 K do 2,7 K), proannigilirovalo ne bolee odnoi millionnoi doli veshestva Vselennoi. Inache intensivnost' fonovogo $\gamma$ -izlucheniya namnogo prevysila by nablyudaemuyu. Mozhno ozhidat', chto vysokaya pronikayushaya sposobnost' $\gamma$ -izlucheniya sdelaet $\gamma$ -astronomiyu moshnym orudiem issledovanii evolyucii Vselennoi.

Lit.:
Longeir M.S., Syunyaev R.A., Elektromagnitnoe izluchenie vo Vselennoi, UFN, 1971, t. 105, v. 1, s .41.

(R.A. Syunyaev)

R. A. Syunyaev, "Fizika Kosmosa", 1986
Glossarii Astronet.ru

L | R | A | B | V | G | D | E | Zh | Z | I | ' | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | Sh | E | Yu | Ya

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Diapazon	Plotnost' energii izlucheniya, eV/sm³	Plotnost' chisla fotonov
Dlinnovolnovoe radioizluchenie	~10^-7	~ 1
Reliktovoe radioizluchenie	$\approx$ 0,25	$\approx$ 400
Infrakrasnyi	~10^-2	~ 1
Opticheskii	$\approx 3\cdot$ 10^-3	~10^-3
Myagkii rentgenovskii (e <1 keV)	~10^-4-10^-5	$\approx 3\cdot$ (10^-7-10^-8)
Zhestkii rentgenovskii (e >1 keV)	~10^-4	$\approx 3\cdot$ 10^-9
Myagkoe $\gamma$ -izluchenie (e ~1-6 MeV)	$\approx 3\cdot$ 10^-5	~10^-11
Zhestkoe $\gamma$ -izluchenie (e >10 MeV)	<10^-5	<10^-12