Radiogalaktiki

S drugoi storony, est' vse osnovaniya polagat', chto kvazary, yavlyayushiesya naibolee moshnymi radioistochnikami (10⁴³ - 10⁴⁵ erg/s), po-vidimomu, takzhe predstavlyayut soboi dalekie zvezdnye sistemy - galaktiki (sm. Yadra galaktik i Kvazary). T.o., sobstvenno k R. mozhno otnesti radioistochniki s moshnost'yu radioizlucheniya v diapazone 10⁴² - 10⁴⁴ erg/s, chto harakterno dlya massivnyh (10¹² - 10¹³ mass Solnca) gigantskih elliptich. galaktik (tipa E, sm. klassifikaciyu morfologich. tipov galaktik v stat'e Galaktiki). Po osobennostyam struktury, vyyavlennym na osnove nablyudenii v optich. luchah, R. delyat dopolniteotno na nesk. tipov. Naibolee moshnymi radioistochnikami yavl. t.n. D-galaktiki - E-galaktiki s protyazhennymi opticheskimi obolochkami (koronami).

Sushestvuyut R. promezhutochnyh tipov: R. tipa DE zanimayut promezhutochnoe polozhenie mezhdu D- i chitsym E-tipami; R. tipa DB obladayut sv-vami D-galaktik, n ootlichayutsya eshe tem, chto ih central'nye oblasti vyglyadyat razdvoennymi. Eto razdvoenie v ryade sluchaev svyazano s proecirovaniem na centranuyu oblast' galaktiki moshnogo gazo-pylevogo diska. Nakonec, sravnitel'no redkuyu gruppu R. obrazuyut t.n. N-galaktiki s yarkim zvezdoobraznym yadrom, obnaruzhivayushim peremennost' bleska. V skopleniyah galaktik samye moshnye radioistochniki vsegda otozhdestvlyayutsya s ih yarchaishimi i massivneishimi chlenami - s t.n. cD-galaktikami.

Elliptich. E-galaktiki, kak pravilo, dovol'no bedny mezhzvezdnym gazom. Odnako v optich. spektrah yader R. vsegda prisutstvuyut intensivnye emissionnye linii razlichnyh him. elementov mezhzvezdnoi sredy. Po-vidimomu, nalichie ne svyazannogo v zvezdy gaza v yadrah i okoloyadernyh oblastyah E-galaktik igraet vazhnuyu rol' v energovydelenii, privodyashem k obrazovaniyu R. Shiriny emissionnyh linii (vodoroda, ugleroda i dr. himicheskih elementov) svidetel'stvuyut o bol'shih skorostyah vnutrennih dvizhenii gaza v yadrah - ot 300-600 km/s do neskol'kih tys. i dazhe desyatkov tys. km/s.

Po harakternym dlya R. strukturnym i spektr. sv-vam s R. otozhdestvleno uzhe bolee 2 tys. istochnikov kosmich. radioizlucheniya. U radioizlucheniya R. v diapazone chastot ot 10 MGc do 10-80 GGc nablyudaetsya, kak pravilo, stepennaya zavisimost' spektr. plotnosti potoka izlucheniya ot chastoty - spektral'nyi indeks; sm. primery spektrov na ris. 1). Radioizluchenie imeet, nesomnenno, sinhrotronnuyu prirodu - izluchayut relyativistskie elektrony, dvizhushiesya v magn. polyah R. (sm. Sinhrotronnoe izluchenie). Vazhnym svidetel'stvom v pol'zu etogo zaklyucheniya sluzhit nablyudaemaya lineinaya polyarizaciya radioizlucheniya (v srednem 8-10%). Stepen' lineinoi polyarizacii vozrastaet do 40-60% dlya otdel'nyh kompaktnyh detalei struktury R., chto blizko k predel'no vozmozhnoi stepeni polyarizacii (ok. 70%) sinhrotronnogo izlucheniya i svidetel'stvuet ob opredelennoi (v masshtabah do desyatkov kpk) uporyadochennosti ih magn. polei. Po ocenkam, napryazhennost' magn. polya R. sostavlyaet 10^-4 - 10^-6 E v protyazhennyh radiostrukturah i 10^-2 - 10^-4 E v kompaktnyh okoloyadernyh obrazovaniyah.

Ris. 1. Spektry radioizlucheniya nekotoryh tipichnyh radiogalaktik.

Karty raspredeleniya radioyarkosti (radioizofoty) pokazyvayut, chto v R., kak pravilo, imeetsya dva izluchayushih oblaka (komponenta), raspolagayushihsya bolee ili menee simmetrichno otnositel'no galaktiki, vidimoi v opticheskih luchah. Obychno izluchayushie v radiodiapazone oblaka nahodyatsya v 10-100 kpk ot galaktiki, daleko za predelami ee zvezdnoi sostavlyayushei. Izvestny R., v k-ryh rasstoyanie mezhdu komponentami radioizlucheniya dostigaet 2-5 Mpkyu Na izofotah obychno horosho vidno, chto yarchaishimi uchastkami radiokomponentov yavl. ih vneshnie kraya. Komponenty imeyut razlichnuyu protyazhennost' i ob'em, i esli predpolozhit', chto plotnost' energii magn. polya i relyativistskih chastic v nih primerno ravny, to zaklyuchennaya v nih energiya mozhet dostigat' 10⁵⁸-10⁵⁹ erg.

Ris. 2. Radioizobrazhenie (radioizofoty) galaktiki Lebed' A.Zachercheny ochen' yarkie oblasti komponentov dvoinoi struktury. Mezhdu nimi raspolozhen kompaktnyi radioistochnik v centre galaktiki. - pryamoe voshozhdenie, - sklonenie.

Poka net obsheprinyatoi teorii obrazovaniya harakternyh dlya R. dvoinyh radioistochnikov. Iz analiza dannyh nablyudenii sleduet, chto radioistochniki obrazuyutsya v rezul'tate vydeleniya energii v yadre galaktiki, no ne mgnovennogo, vzryvnogo, haraktera, a bolee dlitel'nogo (10⁷-10⁹ let) i nepreryvnogo, soprovozhdayushegosya vybrosom strui plazmy s relyativistskimi skorostyami v dvuh protivopolozhnyh napravleniyah. Po-vidimomu, vazhnuyu rol' pri etom igraet bipolyarnyi harakter magn. polya yadra galaktiki, iz magn. polyusov k-rogo vdol' silovyh linii polya vytekayut strui relyativistskoi plazmy. So vremenem izluchayushie v radiodiapazone oblaka plazmy rasshiryayutsya, rasstoyanie mezhdu nimi uvelichivaetsya. O nezatuhayushei aktivnosti yader R. svidetel'stvuyut obnaruzhivaemye vblizi yader kompaktnye radioistochniki, naibolee kontrastno vydelyayushiesya pri nablyudeniyah v diapazonah santimetrovyh i millimetrovyh voln. U nek-ryh R. obnaruzheny (po sinhrotronnomu izlucheniyu) krupnomasshtabnye ostronapravlennye strui vybroshennogo iz yader veshestva, napr. vybrosy ("dzhety") v R. Deva A (NGC 4486, M 87), NGC 6521 i v ryade dr. Povyshennaya yarkost' vnesh. kraev komponentov dvoinoi radiostruktury svyazana, po-vidimomu, s yavleniem dinamicheskogo szhatiya naruzhnyh chastei plazmennyh oblakov pri dvizhenii ih ot galaktiki k periferii v rezul'tate vzaimodeistviya s sravnitel'no plotnoi (10^-3-10^-4 chastic/sm³) mezhgalaktich. sredoi.

Naibolee polno izucheny R., otozhdestvlennye s vnegalakticheskimi radioistochnikami Lebed' A, Kentavr A, Deva A.

Ris. 3. Fotografiya radiogalaktiki Kentavr A (NGC 5128). V centre viden gazovo-pylevoi kompleks (disk), pogloshayushii svet zved.

Lebed' A - samyi moshnyi vnegalaktich. istochnik radioizlucheniya, raspolozhennyi v sozvezdii Lebedya. Otozhdestvlen v 1951 g. s E-galaktikoi (DB-galaktikoi) 16-i zvezdnoi velichiny. Krasnoe smeshenie galaktiki z=0,057 (t.e. rasstoyanie do nee ok. 200 Mpk). Gazovo-pylevoi sloi v centre galaktiki obuslovlivaet harakternoe razdvoenie ee optich. izobrazheniya. Optich. metodami obnaruzheno izluchenie sil'noionizovannoi plazmy v oblasti yadra galaktiki; ustanovleno takzhe, chto galaktika vrashaetsya vokrug osi, lezhashei v kartinnoi ploskosti i napravlennoi vdol' pryamoi, soedinyayushei dva yarkih kompaktnyh komponenta radioizlucheniya. Na ris. 2 privedeno radioizobrazhenie R. Lebed' A. Uglovoe rasstoyanie mezhdu yarkimi oblastyami komponentov dvoinoi struktury ok. 2' (priblizitel'no 80 kpk). Verhnii predel skorosti razleta komponentov raven 0,02 skorosti sveta. V yadre galaktiki obnaruzhen kompaktnyi radioistochnik s uploshennym spektrom (s malym znacheniem spektr. indeksa). Polnaya radiosvetimost' dominiruyushei v radiodiapazone dvoinoi struktury erg/s, ona sravnima s radiosvetimost'yu dvoinyh struktur mnogih kvazarov. Spektr radioizlucheniya (ris. 1) imeet harakternyi izlom, tipichnyi dlya mnogih dvoinyh radioistochnikov.

Kentavr A (NGC 5128) - radioistochnik v sozvezdii Kentavra, blizhaishaya k nam R. (rasstoyanie ok. 4 Mpk). Na fotografii etoi R. (ris. 3) horosho vidno, chto ona imeet sferoidal'nuyu formu, viden takzhe pogloshayushii svet zvezd gazovo-pylevoi disk, nablyudaemyi prakticheski s rebra.

Ris. 4. Radioizobrazhenie protyazhennogo istochnika v galaktike Kentavr A (1950 g.). Punktirom shematicheski pokazano polozhenie galaktiki, nablyudaemoi v opticheskih luchah. Cifry u izofot ukazyvayut otnositel'nuyu intensivnost' radioizlucheniya.

Radioizobrazhenie galaktiki (ris. 4) pokazyvaet, chto R. soderzhit protyazhennyi radioistochnik, k-ryi predstavlyaet soboi staruyu, sil'no rasshirivshuyusya dvoinuyu strukturu. Obshaya protyazhennost' istochnika vdol' bol'shoi osi ok. 500 kpk. Pomimo protyazhennogo istochnika v central'noi oblasti (v predelah optich. izobrazheniya galaktiki) obnaruzhena sravnitel'no kompaktnaya dvoinaya radiostruktura s rasstoyaniem mezhdu komponentami ok. 12 kpk. Nakonec, v samom centre galaktiki (v ee yadre) naiden ochen' kompaktnyi radioistochnik, intensivnost' izlucheniya k-rogo rezko rastet s umen'sheniem dliny volny v santimetrovom i millimetrovom diapazonah. Radiosvetimost' protyazhennogo radioistochnika ok. 10⁴² erg/s, a v nem energiya - ok. 10⁵⁹ erg.

Deva A (NGC 4486, M87) - radioistochnik sravnitel'no nebol'shoi radiosvetimosti (~10⁴² erg/s), prinadlezhashii massivnoi E-galaktike (tip cD), raspolozhennyi v sozvezdii Devy na rasstoyanii ok. 15 Mpk. Galaktika osobenno interesna tem, chto s odnoi storony ot ee centra (yadra) nablyudaetsya vybros veshestva ("dzhet"), izluchenie k-rogo imeet sinhrotronnuyu prirodu. Vybros imeet dlinu ok. 20" dugi (ok. 1,5 kpk), on razbivaetsya na otdel'nye sgustki (uzly) i izluchaet ne tol'ko v radio-, no i v optich. diapazone (ris. 5).

Ris. 5. Fotografiya central'noi oblasti radiogalaktiki Deva A (NGC 4486, M87). Vidny otdel'nye uzly (sgustki) odnostoronnego vybrosa, ispuskayushego radio- i opticheskioe izluchenie sinhrotronnoi prirody.

Svidetel'stvom nesomnennoi sinhrotronnoi prirody izlucheniya vybrosa yavl. sil'naya (do 20-35%) lineinaya polyarizaciya optich. izlucheniya. Sil'no lineino polyarizovano (do 12-17%) i radioizluchenie. Vybros pogruzhen v bolee shirokii i protyazhennyi (ok. 40" dugi) "radiokokon". Simmetrichno etomu radioistochniku s protivopolozhnoi storony ot centra galaktiki raspolozhen vtoroi komponent radioizlucheniya tochno takoi zhe konfiguracii, odnako v nem net nikakih zametnyh opticheskih sledov kontrvybrosa.

Odnostoronnii vid vybrosa v R. Deva A, skoree vsego, est' rezul'tat napravlennogo (na nablyudatelya) ego dvizheniya i izlucheniya. Pri etom, libo sgustki strui dvizhutsya s relyativistskoi (blizkoi k skorosti sveta) skorost'yu i poetomu iz-za effekta Dopplera ih izluchenie bolee intensivno, chem izluchenie kontrvybrosa, libo my imeem delo s anizotropno izluchayushimi potokami relyativistskih elektronov v slozhnyh petleobraznyh elementah struktury bipolyarnogo magn. polya R., chto takzhe mozhet obuslovit' odnostoronnii vid vybrosa.

Ris. 6. Radiokarta istochnika 3C 274 (radiogalaktika Deva A). Zashtrihovannaya oblast' - istochnik v yadre galaktiki. Krestikami pokazany polozheniya sgustkov v vybrose (po opticheskim nablyudeniyam).

Pomimo vybrosa i dvuh sravnitel'no kompaktnyh radioistochnikov po obe storony ot centra galaktiki, Deva A imeet eshe i protyazhennyi radio istochnik razmerom 12'16' otnositel'no nizkoi poverhnostnoi yarkosti. On obnaruzhivaet slozhnuyu strukturu, a ego nablyudaemaya vytyanutost' s severa na yug, tak zhe kak i zametnaya deformaciya v etom napravlenii central'nogo dvoinogo radioistochnika (ris. 6), obuslovlena, veroyatno, dvizheniem galaktiki cherez sravnitel'no plotnuyu mezhgalakticheskuyu sredu skopleniya galaktik v Deve.

Lit.:
Heeshen D.S., Radiogalaktiki, per. s angl., v sb.: Astrofizika, M., 1967; Shklovskii I.S., Radiogalaktiki, UFN, 1962, t. 77, v. 1; Kaplan S.A., Elementarnaya radioastronomiya, M., 1966; Voroncov-Vel'yaminov B.A., Vnegalakticheskaya astronomiya, 2 izd., M., 1978; Proishozhdenie i evolyuciya galaktik i zvezd, M., 1976, gl. 1; Hei Dzh., Radiovselennaya, per. s angl., M., 1978; Pahol'chik A.G., Radiogalaktiki, M., 1980.

(V.N. Kuril'chik)