Astronet > Radioastronomiya

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

Na saite

Astrometriya

Astronomicheskie instrumenty

Astronomicheskoe obrazovanie

Astrofizika

Istoriya astronomii

Kosmonavtika, issledovanie kosmosa

Lyubitel'skaya astronomiya

Planety i Solnechnaya sistema

Solnce

Radioastronomiya

1. Vvedenie
2. Usloviya radioastronomicheskih issledovanii
3. Chto nablyudayut i izuchayut radioastronomy
4. Osnovnye etapy razvitiya i dostizheniya radioastronomii
5. Zaklyuchenie

1. Vvedenie

R. - razdel astrofiziki, izuchayushii razlichnye kosmicheskie ob'ekty metodom issledovaniya ih el.-magn. izlucheniya v diapazone radiovoln (ot millimetrovyh do kilometrovyh). Ob'ektami izucheniya yavl. prakticheski vse kosmich. tela i ih kompleksy (ot tel Solnechnoi sistemy do Metagalaktiki), a takzhe veshestvo i polya, zapolnyayushie kosmich. prostranstvo (mezhplanetnaya sreda, mezhzvezdnyi gaz, mezhzvezdnaya pyl' i magn. polya, kosmicheskie luchi, reliktovoe izluchenie i t.p.). Metod issledovaniya - registraciya kosmich. radioizlucheniya s pomosh'yu .

R. zarodilas' v nachale 30-h gg. 20 v., kogda amer. radioinzhener K. Yanskii izuchal pomehi radiotelefonnoi svyazi. Dlya etoi celi on skonstruiroval napravlennuyu antennu i ispol'zoval dovol'no vysokochuvstvitel'nyi po tem vremenam priemnik. Naryadu s pomehami zemnogo, atmosfernogo proishozhdeniya (grozovye razryady, ionosfernye shumy i dr.) Yanskii zametil variacii moshnosti radioshuma, korrelirovavshie s periodom vrasheniya Zemli, i vskore nadezhno ustanovil kosmicheskoe proishozhdenie istochnika etih signalov.

Do 2-i mirovoi voiny kosmich. radioizluchenie ne interesovalo astronomov. Novyi metod issledovaniya kosmosa treboval novyh, neobychnyh instrumentov nablyudeniya i novyh, vladeyushih etim metodov issledovatelei.

Vo vremya 2-i mirovoi voiny uskorilos' razvitie radiofiziki i radiotehniki. Antenny i vysokochuvstvitel'nye priemniki sozdannyh v eto vremya radarnyh sistem dali moshnyi tolchok razvitiyu radioastronomich. issledovanii. S 1950-h gg. nachalos' burnoe razvitie R.

2. Usloviya radioastronomicheskih issledovanii

Radiovolny, rasprostranyayushiesya v kosmich. prostranstve, mogut byt' zaregistrirovany nazemnymi priemnikami v diapazone chastot ot $\nu\sim 30$ GGc ( $\lambda\sim 1$ sm; sm. Prozrachnost' zemnoi atmosfery). Radiovolny s $\lambda > 30$ m ne prohodyat (pogloshayutsya ili otrazhayutsya) cherez ionosferu Zemli (sm. Verhnyaya atmosfera). Nablyudeniya v etom diapazone mogut provoditsya radioteleskopami, vynesennymi za predely atmosfery. Radiovolny s $\lambda < 1$ sm pogloshayutsya molekulami atmosfernyh gazov. Odnako eta granica atmosfernogo "radiookna" ne rezkaya. Ona predstavlyaet soboi ryad intervalov prozrachnosti i poluprozrachnosti mezhdu polosami poglosheniya molekul, chto pozvolyaet provodit' nablyudeniya na nekotoryh volnah millimetrovogo diapazona, v chastnosti vblizi dlin voln 8, 4 i 2,6 mm.

Radioastronomich. nablyudeniya, v otlichie ot opticheskih, mozhno provodit' i v oblachnuyu pogodu, t.k. atmosfernye usloviya slabo vliyayut na prohozhdenie radiovoln (krome korotkovolnovogo santimetrovogo i millimetrovogo diapazonov) .

Radioastronomich. observatorii osnasheny bol'shimi radioteleskopami, osnovoi kotoryh yavl. special'no skonstruirovannye i postroennye antenny ili kompleksy antenn. Oni snabzheny naborom vysokochuvstvit. priemnyh ustroistv - radiometrov , a takzhe spec. mnogokanal'nymi priemnikami izlucheniya dlya celei radiospektroskopii v razlichnyh radioliniyah, ustroistvami dlya issledovaniya lineinoi i krugovoi polyarizacii radiovoln. V radioastroonmich. eksperimente shiroko primenyayutsya EVM, oblegchayushie process registracii prinimaemogo radioizlucheniya i, glavnoe, obrabotki dannyh nablyudenii. Otdel'no vzyatyi radioteleskop ne mozhet "perekryt'" ves' diapazon radiovolnYu v k-rom vedutsya radioastronomich. issledovaniya. V dlinnovolnovoi oblasti (dekametrovye, metrovye volny) primenyayutsya, kak pravilo, slozhnye antenny, "nabrannye" iz mnogih desyatkov i soten elementov (napr., dipolei). V decimetrovom i santimetrovom diapazonah dlin voln s uspehom ispol'zuyutsya bol'shie polu- i polnopovorotnye parabolich. antenny. Antenny etogo tipa primenyayutsya i v millimetrovom diapazone, no trebovaniyak tochnosti izgotovleniya zerkal zdes' vyshe.

T.o., issledovanie kosmich. radioizlucheniya vo vsem diapazone yavl. zadachei, reshenie k-toi vozmozhno lish' s ispol'zovaniem mnogih radioteleskopov razlichnyh observatorii mira. Eto trebuet koordinacii i kooperacii raboty radioastronomov mnogih stran, effektivnogo obmena nauchnoi informaciei, t.e. tesnogo mezhdunarodnogo sotrudnichestva.

3. Chto nablyudayut i izuchayut radioastronomy

Esli by "radionebo" mozhno bylo videt' tak zhe, kak my vidim v yasnuyu noch' zvezdnoe nebo, nam predstavilas' by kartina, sushestvenno otlichayushayasya ot toi, k-raya nablyudaetsya v svetovyh luchah. My uvideli by bolee shirokuyu (v 2-3 raza) yarkuyu polosu vdol' Mlechnogo Puti so znachit. uvelicheniem yarkosti v galakticheskom 0%00%66%00%6F%00%67%00" >zvezdnoi velichiny) tumannost'yu

Nepreryvnoe radioizluchenie yavl. izlucheniem bol'shih ansamblei zaryazhennyh chastic (prezhde vsego elektronov). Bystro i haoticheski menyayushiisya vo vremeni "radioshum" "razmazan" po shirokomu intervalu radiochastot, t.e. imeet nepreryvnyi chastotnyi spektr. Odna iz zadach radioastronomich. issledovanii - opredelenie spektr. raspredeleniya potoka energii, prinosimogo radiovolnami ot kosmich. ob'ektov. Spektr. sostav radioizlucheniya - vazhnaya harakteristika mehanizma izlucheniya. Osn. mehanizmami nepreryvnogo radioizlucheniya yavl. tormoznoe izluchenie, magnitotormoznoe izluchenie i (v t.ch. sinhrotronnoe izluchenie). Osn. mehanizm radioizlucheniya v liniyah svyazan s perehodami mezhdu urovnyami energii atomov i molekul.

Registriruemoe na nekotoroi chastote $\nu$ radioizluchenie kosmich. ob'ekta vyrazhayut v t.n. ed. spektral'noi plotnosti potoka $F_\nu$ [Vt/(m² Gc)] (sm. Yanskii).

Ris. 1. Obrazec zapisi kosmicheskogo
radioistochnika (kvazar 3S 48) na volne 32 sm.
$\Delta T_a\approx 5$ K. Sprava na zapisi kalibrovochnaya
"stupen'ka" ot shumovogo generatora.

Na prostom primere izmereniya $F_\nu$ proillyustriruem , kak provodyatsya radionablyudeniya. Radioteleskop navoditsya na tochku nebesnoi sfery, v k-roi raspolozhen ili cherez k-ruyu vsledstvie ee sutochnogo vrasheniya dolzhen proiti issleduemyi radioistochnik. Samopishushii registrator priemnika (napr., vol'tmetr) zapisyvaet krivuyu izmeneniya antennoi temperatury $\Delta T_a$ . Chtoby poluchit' iz zapisi $\Delta T_a$ potok $F_\nu$ , neobhodimo vyrazit' $\Delta T_a$ v K, t.e. prokalibrovat' prirashenie antennoi temp-ry. Togda potok ot istochnika opredelyaetsya po formule $F_\nu =2k \Delta T_a/A_e$ , gde A_e - izvestnaya effektivnaya ploshad' antenny radioteleskopa. Dlya kalibrovki ispol'zuyut libo zapis' radioistochnika s uzhe horosho izvestnym potokom $F_\nu$ , libo podklyuchenie ko vhodu radiometra soglasovannyh nagruzok (soprotivlenii s izvestnoi temp-roi, a sledovatel'no, moshnost'yu "radioshuma"). Na ris. 1 priveden primer zapisi prohozhdeniya radioistochnika cherez diagrammu napravlennosti nepodvizhnoi antenny. Na zapisi vidna fluktuacionnaya (shumovaya) dorozhka, harakterizuyushaya minimal'nuyu chuvstvitel'nost' radioteleskopa, a takzhe kalibrovochnaya "stupen'ka" ot generatora shuma.

Radioteleskop, rabotayushii na nek-roi chastote $\nu$ , predstavlyaet soboi "monohromaticheskii" instrument, registriruyushii izluchenie v polose $\Delta \nu$, i, sledovatel'no, daet lish' odnu "tochku" na spektre istochnika. Postroenie i issledovanie nepreryvnyh spektrov radioizlucheniya trebuet izmerenii $F_\nu$ na mnogih chastotah. Na ris. 2 privedeny postroennye po otdel'nym "tochkam" spektry sinhrotronnogo izlucheniya ryada radioistochnikov shiroko izvestnogo tret'ego Kembridzhskogo kataloga (3C).

Ris. 2. Primery nepreryvnyh spektrov
radioizlucheniya nekotoryh radioistochnikov
kataloga 3S (3S 295 - radiogalaktika,
ostal'nye ob'ekty - kvazary). Ukazany
znacheniya spektral'nyh indeksov $\alpha$ .
V kvazare 3S 345 korotkovolnovaya
chast' spektra (punktir) peremenna.

Drugoi, bolee slozhnoi, zadachei R. yavl. issledovanie struktury radioistochnikov. Esli shirina diagrammy napravlennosti radioteleskopa bol'she uglovyh razmerov istochnika, ona reshaetsya s pomosh'yu slozhnyh mnogoantennyh radiointerferometrov. Razreshenie detalei struktury razmerom ot sekundy do nesk. desyatkov sekund dugi osushestvlyaetsya sistemami aperturnogo sinteza (sm. Aperturnogo sinteza metod). Napr., sistema VLA (SShA) pozvolyaet poluchat' na dlinah voln santimetrovogo diapazona radioizobrazheniya s razresheniem do 0,6"-1,0", chto sootvetstvuet razreshayushei sposobnosti samyh bol'shih nazemnyh optich. teleskopov. V tysyachu raz bolee vysokoe razreshenie struktury istochnikov radioizlucheniya (do desyatyh dolei millisekundy dugi) dostigaetsya metodom radiointerferometrii so sverhdlinnymi bazami. Etim metodom izuchayutsya kompaktnye obrazovaniya v yadrah galaktik i kvazarov, istochniki mazernogo izlucheniya v liniyah molekuly H₂O ( $\lambda=1,35$ sm). Na ris. 3 privedeny radioizobrazhenie (linii ravnoi intensivnosti izlucheniya - radioizofoty) galaktiki 3C 111 (vidny harakternaya dlya mnogihvnegalakticheskih ob'ektov dvoinaya struktura i nerazreshennyi na etoi volne radioistochnik v centre galaktiki) i radioizobrazhenie central'nogo radioistochnika, poluchennye, sootvetstvenno, metodom aperturnogo sinteza i metodom interferometrii so sverhdlinnoi bazoi.

Pomimo spektrov izlucheniya i struktury radioistochnikov issleduyutsya takzhe polyarizaciya izlucheniya, raspredelenie polyarizov. izlucheniya po vidimoi strukture istochnikov (ris. 4). Eto pozvolyaet poluchat' dannye o strukture magn. polei, a takzhe (na osnove Faradeya effekta) o sv-vah sredy (napr., o plotnosti plazmy kak v oblasti formirovaniya izlucheniya, tak i na puti ego rasprostraneniya).

Ris. 3. Struktura istochnika izlucheniya v
radiogalaktike 3S 111 (na volne 21 sm) i ee
central'nogo komponenta (vverhu), nablyudaemogo
na volne 2,8 sm. V levom nizhnem uglu - razmery
diagrammy napravlennosti interferometra
na volne 21 sm.

Radioizluchenie mnogih kosmich. ob'ektov peremenno s razlichnymi harakternymi vremenami. Raznoobrazny, napr., yavleniya peremennosti radioizlucheniya aktivnogo Solnca, Yupitera, pul'sarov. Nakonec, obnaruzhena i vsestoronne izuchaetsya peremennost' radioizlucheniya na santimetrovyh i decimetrovyh dlinah voln mnogih vnegalakticheskih ob'ektov (radiogalaktik i kvazarov).

Vazhnym napravleniem R. yavl. radiospektroskopiya - issledovanie izlucheniya kosmich. ob'ektov v razlichnyh radioliniyah, takih, kak radioliniya 21 sm neitral'nogo vodoroda, vliniyah vozbuzhdennogo vodoroda, v liniyah OH ( $\lambda=18$ sm), vody H₂O ( $\lambda=1,35$ sm) i mnogih dr. molekul.

4. Osnovnye etapy razvitiya i dostizheniya radioastronomii

V 1945-46 gg. byli provedeny pervye uspeshnye eksperimenty po radiolokacii Luny. V posleduyushie gody etot aktivnyi metod issledovaniya tel Solnechnoi sistemy pozvolil s vysokoi tochnost'yu opredelyat' rasstoyaniya i, v chastnosti, utochnit' astronomicheskuyu edinicu dliny, a takzhe detal'no izuchit' stroenie tverdyh poverhnostei ryada planet (sm. Radiolokacionnaya astronomiya).

V 1951 g. srazu tremya gruppami radioastronomov v Niderlandah, SShA i Avstralii byla otkryta predskazannaya v 1944 g. goll. astronomom van de Hyulstom radioliniya vodoroda 21 sm (vozmozhnost' ee obnaruzheniya v izluchenii Galaktiki sushestvovavshimi v to vremya sredstvami byla pokazana I.S. Shklovskim v 1948 g.). Holodnye oblasti mezhzvezdnoi sredy, gde prakticheski vse atomy vodoroda (podcherknem, chto eto osn. element v kosmich. prostranstve) nahodyatsya v neitral'nom sostoyanii, nel'zya nablyudat' nikakimi dr. metodami. Poetomu liniya 21 sm - vazhneishii instrument issledovaniya mezhzvezdnogo vodoroda, pozvolyayushii poluchat' vazhnye svedeniya o ego masse, haraktere raspredeleniya i kinematike kak v nashei Galaktike, tak i vo mnogih dr. blizkih galaktikah.

V 50-e gg. 20 v. intensivno izuchalos' radioizluchenie Solnca i byli otkryty ego osn. osobennosti. Izuchalos' radioizluchenie planet. Issledovanie radioizlucheniya Luny na razlichnyh dlinah voln pozvolilo, v chastnosti, ustanovit', chto ee poverhnost' pokryta znachit. sloem pyli; bylo obnaruzheno, chto poverhnost' Venery imeet vysokuyu ( $\approx 600$ K) temp-ru; izuchalis' fiz. usloviya i na poverhnosti dr. planet, v chastnosti, Marsa i Merkuriya; byla otkryta obshirnaya magnitosfera planety Yupiter, a takzhe ego moshnoe sporadich. vspleskovoe izluchenie na dekametrovyh dlinah voln.

Na metrovyh dlinah voln izuchalos' fonovoe radioizluchenie Galaktiki, byli provedeny pervye interferometricheskie nablyudeniya, vyyavivshie ryad intensivnyh diskretnyh radioistochnikov, sostavleny ih pervye katalogi. Otdel'nye radioistochniki byli otozhdestvleny s galaktich. ostatkami vspyshek sverhnovyh zvezd i zonami HII.

Ris. 4. Nablyudaemoe raspredelenie lineino polyarizovannoi
sostavlyayushei izlucheniya dvoinogo radioistochnika 3S 219. Dlina
i napravlenie chertochek pokazyvayut velichinu polyarizovannoi chasti
izlucheniya (shkala privedena vnizu sleva) i napravlenie,
harakterizuyushee napravlenie magnitnyh polei. V strukture
istochnika vidny uyarcheniya u vneshnih kraev komponentov ("goryachie
pyatna") i "hvosty", tyanushiesya ot nih k galaktike.

V 1951 g. amer. astronomy U. Baade i R. Minkovskii otozhdestvili moshnyi radioistochnik v sozvezdii Lebedya s dalkoi galaktikoi (radiogalaktika Lebed' A). Vskore byli otozhdestvleny radioistochniki s galaktikami NGC 4486 (Deva A), NGC 5128 (Kentavr A) i dr., nachalos' vsestoronnee issledovanie radiogalaktik. V 1953 g. obnaruzhena dvoinaya struktura istochnika v radioaglaktike Lebed' A, okazavshayasya tipichnoi dlya mnogih vnegalaktich. radioistochnikov (sm. Radiogalaktiki).

V konce 50-h - nachale 60-h gg. byl proveden ryad detal'nyh obzorov neba, chto pozvolilo obnaruzhit' znachit. chmslo diskretnyh radioistochnikov. Otmetim Kembridzhskie (Velikobritaniya) obzory neba i sootvetstvuyushie katalogi radioistochnikov, obzory, provedennye v Avstralii (MSH i PKS) i SShA (obzor Nac. radioastronomich. observatorii NRAO, Kaliforniiskogo tehnologich. instituta - CT, Ogaiskogo universiteta - O i dr.). Interferometrich. metodami utochnyalis' koordinaty istochnikov, chto pozvolilo sdelat' nadezhnye optich. otozhdestvleniya, privedshie k ryadu otkrytii. Chislo izvestnyh (soderzhashihsya v katalogah) diskretnyh radioistochnikov dostiglo nesk. desyatkov tys. Absolyutnoe bol'shinstvo ih - vnegalakticheskie. Poskol'ku radioastronomich. metody dayut vozmozhnost' proniknut' vo Vselennuyu znachitel'no glubzhe, chem opticheskie, mozhno nadeyatsya na reshenie radioastronomiei ryada kosmologich. problem. Popytki takogo roda, osnovannye na podschetah radioistochnikov i analize zavisimosti ih chisla N ot nablyudaemogo potoka $F_\nu$ (postroenie krivyh $\lg N-\lg F_\nu$ ), poka ne dali odnoznachnogo otveta na vopros o stroenii Vselennoi. Sleduet otmetit' tem ne menee, chto radioastronomich. nablyudeniya svidetel'stvuyut o vysokoi stepeni izotropii vidimogo raspredeleniya vnegalaktich. radioistochnikov po nebu (podtverzhdaya predpolozhenie o krupnomasshtabnoi izotropii mira), a takzhe o nehvatke chisla istochnikov s malymi potokami (po sravneniyu s tem chislom, k-roe mozhno bylo by ozhidat' pri ih odnorodnom prostranstvennom raspredelenii, napr. v staticheskoi evklidovoi modeli Vselennoi; sm. Kosmologiya).

Vazhnym dostizheniem teoretich. R. bylo ustanovlenie v 50-e gg. sinhrotronnoi prirody radioizlucheniya mnogih kosmich. radioistochnikov. Izuchenie raspredeleniya radioyarkosti i oblastei, obnaruzhivayushih nestacionarnost' radioizlucheniya, daet informaciyu o veroyatnyh istochnikah kosmich. luchei. Dostatochno zorosho razrabotannyi teoretich. apparat pozvolyaet po nablyudaemym parametram sinhrotronnogo radioistochnika (potok izlucheniya, razmery istochnika) ocenivat' napryazhennost' magn. polya, koncentraciyu relyativistskih elektronov, polnoe energosoderzhanie (energetiku) radioistochnikov.

Osobenno bogatymi na otkrytiya v R. byli 60-e gody. V 1963 g. ryad intensivnyh radioistochnikov byl otozhdestvlen s dalekimi zvezdoobraznymi optich. ob'ektami - kvazarami. Metodami optich. spektroskopii bylo ustanovleno, chto oni imeyut znachit. krasnye smesheniya emissionnyh linii (izvestny kvazary s krasnym smesheniem do 3,7) i, sledovatel'no, nahodyatsya na bol'shih kosmologich. rasstoyaniyah. Bol'shoi interes, obuslovivshii vsestoronnee intensivnoe issledovanie etih neobychnyh ob'ektov, ob'yasnyaetsya ih neobychno moshnym el.-magn. izlucheniem v shirochaishem diapazone dlin voln - ot radiovoln do rentgenovskih, a takzhe tem obstoyatel'stvom, chto oni yavl. svoeobraznymi prostranstv. reperami vo Vselennoi.

V tom zhe godu bylo otkryto izluchenie v radioliniyah gidroksida OH ( $\lambda\approx 18$ sm). Dal'neishie issledovaniya etogo izlucheniya pokazali, chto ono obuslovleno mezarnym mehanizmom, a istochnikami yavl. ochen' kompaktnye, bogatye molekulami gazopylevye kompleksy vblizi zarozhdayushihsya zvezd (sm. Mazernyi effekt, Zvezdoobrazovanie).

V 1964 g. byli otkryty predskazannye N.S. Kardashevym radiolinii vozbuzhdennogo vodoroda (sm. Rekombinacionnye radiolinii) i radioastronomy poluchili novyi effektivnyi metodissledovaniya oblastei ionizovannogo vodoroda (zon HII) kak v nashei, tak i v dr. galaktikah.

V 1965 g. bylo sdelano odno iz fundamental'nyh otkrytii R. - obnaruzheno reliktovoe radioizluchenie (sm. Mikrovolnovoe fonovoe izluchenie). Eto radioizluchenie svidetel'stvuet, chto v proshlom rasshiryayushayasya Vselennaya byla plotnoi, imela ochen' vysokuyu temp-ru veshestva, nahodivshegosya v ravnovesii s izlucheniem (sm. Model' goryachei Vselennoi).

V tom zhe godu bylo sdelano eshe odno interesnoe i neozhidannoe otkrytie - obnaruzhena peremennost' radioizlucheniya kvazarov i radiogalaktik (ris. 5), svyazannaya s moshnymi vybrosami izluchayushego veshestva iz aktivnyh yader etih ob'ektov (sm. Yadra galaktik). S etogo vremeni provodyatsya sistematicheskie issledovaniya variacii potoka, a takzhe izmenenii stepeni i pozicionnogo ugla lineino polyarizovannoi sostavlyayushei radioizlucheniya.

V 1967 g. angl. radioastronomami (Dzh. Bell, M. Rail, E. H'yuish i dr.) byli otkryty galaktich. radioistochniki s impul'snym harakterom izlucheniya - pul'sary. Detal'nye issledovaniya osobennostei radioizlucheniya pul'sarov, naryadu s razvitiem teoretich. predstavlenii ob etih ob'ektah, pozvolili nadezhno ustanovit', chto oni predstavlyayut soboi bystrovrashayushiesya neitronnye zvezdy. Byla ustanovlena svyaz' pul'sarov s ostatkami vzryvov sverhnovyh zvezd.

Ris. 5. Pervye nablyudeniya peremennogo radioizlucheniya
kvazarov 3S 273, 3S 454.3 i radiogalaktik 3S 120, 3S 84
na volne 2 sm. Po osyam otlozheny potok izlucheniya v Yan i
vremya (gody) nablyudenii.

V 1969-71 gg. metodom interferometrii so sverhdlinnymi bazami bylo obnaruzheno yavlenie vidimogo (kazhushegosya) sverhsvetovogo rasshireniya struktur v yadrah kvazarov i radiogalaktik. Kak pokazali dal'neishie detal'nye issledovaniya, eto rasshirenie nosit harakter bystrogo otnosit. dvizheniya (razdeleniya) otdel'nyh komponentov struktury. Vidimaya skorost' razleta komponentov var'iruetsya v razlichnyh ob'ektah ot 4-6 c do 12-20 c. Na ris. 6 privedena struktura okoloyadernogo radioistochnika v kvazare 3C 345 [krasnoe smeshenie z=0,59, rasstoyanie pri postoyannoi Habbla H=100 km/s/Mpk, ok. 1800 Mpk], a na ris. 7 harakter sistematich. uvelicheniya uglovogo rasstoyaniya mezhdu ego komponentami s 1969 po 1977 gg.

Ris. 6. Struktura kompaktnogo okoloyadernogo
radioistochnika v kvazare 3S 345, nablyudavshayasya
v iyule 1975 g. na volne 2,8 sm.

Sr. uglovaya skorost' razdeleniya istochnikov sostavlyala 0,17 ms dugi v god, chto sootvetstvuet vidimoi skorosti razleta ok. 6 c. Imeyutsya raznoobraznye teoretich. modeli, ob'yasnyayushie eto yavlenie. Naibolee veroyatnymi yavl. vybrosy s relyativistskimi skorostyami otdel'nyh "plazmonov" (struktur, soderzhashih magn. polya, plazmu i relyativistskie chasticy) iz aktivnyh yader ob'ektov, libo inzhekciya otdel'nyh sgustkov relyativistskih chastic v regulyarno rasshiryayushuyusya trubku magn. polya v polose ego bipolyarnoi struktury. Pri dostatochno malyh uglah $\varphi$ mezhdu luchom zreniya i skorost'yu sgustkov ( $v\approx c$ ) izluchayushego veshestva vidimaya (nablyudaemaya) skorost' dvizheniya s proekcii na kartinnuyu ploskost' $v_{vid}=v\cdot \sin\varphi / (1-v\cos\varphi /c)$ mozhet byt' vo mnogo raz bol'she skorosti sveta iz-za togo, chto faktor $(1-v\cos\varphi /c)\ll 1$ . Otmetim, chto yavlenie vidimogo sverhsvetovogo razleleniya (razleta) kopmaktnyh okoloyadernyh radiostruktur tesno svyazano s nablyudaemoi peremennost'yu radioizlucheniya.

Ris. 7. Zavisimost' ot vremeni uglovogo
rasstoyaniya mezhdu dvumya komponentami
okoloyadernogo istochnika v kvazare 3S 345.

V 70-e gg. ne bylo takih yarkih otkrytii, kak v 60-e, hotya issledovaniya kosmosa metodami R. prodolzhalis' s narastayushei intensivnost'yu. Sleduet otmetit' provedenie ryada glubokih obzorov lokal'nyh oblastei neba, pozvolivshih obnaruzhit' radioistochniki s potokami vplot' do nesk. desyatkov i dazhe edinic mYan: obzor 5C (Kembridzh, Velikobritaniya), obzor na radioteleskope RATAN-600 (SSSR). Obzory pokazali zametnyi deficit radioistochnikov s malymi potokami. Eto, po-vidimomu, yavl. vazhnym ukazaniem na to, chto imeyushimisya obzorami ischerpyvayutsya vse moshnye dalekie vnegalaktich. radioistochniki (kvazary, radiogalaktiki), vplot' do gorizonta Vselennoi.

Sleduet otmetit' takzhe obnaruzhenie v mezhzvezdnoi srede linii radioizlucheniya bol'shogo chisla molekul, v t.ch. slozhnyh organicheskih (sm. Molekuly v mezhzvezdnoi srede).

Vazhnye rezul'taty radioastronomich. issledovanii svyazany s izucheniem ob'ektov Metagalaktiki. Sovokupnost' dannyh nablyudenii svidetel'stvuet o tmo, chto v moshnyh vnegalaktich. radioistochnikah (kvazarah, radiogalaktikah), chasto obladayushih dvoinoi strukturoi, oblastyami vydeleniya energii yavl. ih aktivnye yadra. Harakter struktury i magn. polya raidoistochnikov, naryadu s nalichiem centarl'nyh okoloyadernyh peremennyh istochnikov izlucheniya, svidetel'stvuet o sushestvovanii kakogo-to mehanizma perenosa energii iz yader v komponenty dvoinyh struktur, v oblast' ih "goryachih pyaten", a uzhe nih - v protyazhennye obrazovaniya tipa "hvostov" i "mostov". Odnako do sih por neyasno, v kakoi forme i kak peredaetsya eta energiya.

Metodom aperturnogo sinteza v ryade dvoinyh radioistochnikov byli naideny uzkonapravlennye (kollimirovannye) vybrosy izluchayushei materii. Eti vybrosy tyanutsya neposredstvenno ot yader k odnomu iz komponentov dvoinoi struktury. Yavlenie odnostoronneg ovybrosa illyustriruet ris. 8, gde pokazana obshaya slozhnaya struktura radigalaktiki NGC 6251. Interesen odnostoronnii vidimyi harakter vybrosov (vsegda kontrastno vidna odna struya, tyanushayasya k odnomu iz dvuh komponentov). Eto mozhno ob'yasnit' libo relyativistskoi skorost'yu dvizheniya strui, kak celogo, kogda iz-za Doplera effekta bolee intensivnoi i potomu legche nablyudaemoi yavl. struya, dvizhushayasya k nablyudatelyu, libo anizotropnym izlucheniem relyativistskih elektronov, dvizhushihsya ot yader k periferii v "kanalah", obrazovannyh krupnomasshtabnym magn. polem.

Ris. 8. Struktura dvoinogo radioistochnika v
radiogalaktike NGC 6251 (a); gigantskogo vybrosa,
tyanushegosya ot yadra galaktiki k odnomu iz komponentov
i raspolozhennogo v otmechennoi ellipsom oblasti (b);
a takzhe okoloyadernogo istochnika (v). Okolo kazhdogo
radioizobrazheniya ukazan sootvetstvuyushii emu masshtab.

Pri bol'shom ob'eme materiala, nakoplennogo za desyatiletiya nablyudenii, my eshe daleki ot pravil'nogo ponimaniya bol'shei chasti yavlenii, proishodyashih v razlichnyh radioistochnikah. V chastnosti, neyasna priroda aktivnyh yader, uskoreniya relyativistskih chastic i ih "kanalizacii" v protyazhennye radiostruktury, priroda magn. polei i t.p. R. raspolagaet znachit. kolichestvom svedenii ob integral'nyh harakteristikah radioistochnikov (spektrah, svetimostyah, poverhnostnoi yarkosti, strukture, energosoderzhanii i t.d.), sushestvuyut sootnosheniya mezhdu parametrami radioistochnikov, k-rye imebt evolyucionnyi smysl. Odnako otdel'nye, izvestnye detali eshe ne sozlayut polnoi kartiny i predstoit dlitel'naya rabota, chtoby soedinit' vse zven'ya v edinuyu cep' predstavlenii o prirode i evolyucii kosmich. radioistochnikov.

5. Zaklyuchenie

Ko vtoroi polovine 20 v. oformilis' osn. napravleniya radioastronomich. issledovanii. Za sravnitel'no korotkoe vremya oni stali vazhneishim istochnikom informacii o fizicheskih processah, proishodyashih v kosmose, obogatili nashi znaniya vydayushimisya otkrytiyami.

Metoda radioastronomich. issledovanii nepreryvno sovershenstvuyutsya i shiroko primenyayutsya pri izuchenii Solnca i Solnechnoi sistemy, Galaktiki i razlichnyh diskretnyh radioistochnikah v nei, vnegalakticheskih radioistochnikah i Metagalaktiki v celom.

Pri vsei vazhnosti R. ona yavl. ne otdel'noi izolirovannoi naukoi, a lish' bol'shim razdelom astrofiziki i chast'yu drevneishei nauki - astronomii. Razvitie R. tesno svyazano s razvitiem dr. napravlenii astronomich. issledovanii (optich., IK-, UF-, rentg. i gamma-astronomii).

Lit.:
Kaplan S.A., Elementarnaya radioastronomiya, M., 1966; Shklovskii I.S., Kosmicheskoe radioizluchenie, M., 1956; Steinberg Zh., Leku Zh., Radioastronomiya, per. s franc., M., 1963; Pahol'chik A., Radioastrofizika, per. s angl., M., 1973; ego zhe, Radiogalaktiki, M., 1980.

(V.N. Kuril'chik)

V. N. Kuril'chik, "Fizika Kosmosa", 1986
Glossarii Astronet.ru

A | B | V | G | D | Z | I | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | E | Ya

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati