Квазары

Страница 4

Наблюдения показали, что многие квазары обладают весьма малыми угловыми размерами, меньшими 0,5 се­кунды дуги. А у некоторых угловые размеры предпо­ложительно составляют около 0,1 секунды дуги. Эти данные подтверждают точку зрения, согласно которой квазары не являются галактиками, а представляют со­бой сравнительно небольшие образования, напоминаю­щие ядра галактик, находящихся в особо возбужденном состоянии.

Мы уже говорили о том, что многие гипотезы свя­зывают образование квазаров с концентрацией межга­лактического газа. Однако Шкловский считает, что по­добная возможность совершенно исключена. Дело в том, что химический состав оболочек квазаров существенно отличается от химического состава межгалактической среды. Эта среда бедна тяжелыми элементами, а в обо­лочках квазаров они присутствуют. Такой вывод под­тверждается, в частности, наличием квазара в ядре уже упоминавшейся 'галактики NGC 1275. Галактика, о ко­торой идет речь, заведомо относится к числу весь­ма «старых» объектов, сформировавшихся в отдален­ные времена. Квазар здесь намного моложе самой га­лактики.

Таким образом, возникновение квазизвездных объ­ектов, существование радиогалактик и процессы, про­исходящие в сейфертовских галактиках, по мнению Шкловского, представляют собой проявления различ­ной степени активности галактических ядер. Это обстоя­тельство еще раз подтверждает, что проблема галакти­ческих ядер становится в настоящее время одним из центральных вопросов изучения Вселенной.

В самое последнее время излучение спектров кваза­ров привело И. С. Шкловского и его сотрудников к весьма интересному выводу о том, что расширение Ме­тагалактики происходило не непрерывно, а с «останов­кой» приблизительно на 50 млрд. лет. В таком случае, по расчетам Н. С. Кардашева, возраст нашей области Вселенной составляет не 10 млрд. лет, как считалось раньше, а около 70 млрд. лет. Если подобные предпо­ложения оправдаются, это приведет к радикальному из­менению многих представлений о Вселенной.

Квазары и незвездная материя

Что же могут представлять собой квазары и какова физическая природа активности галактических ядер?

В современной астрономии имеются некоторые дан­ные, позволяющие подойти к объяснению этих явлений. Мы уже знакомились с представлениями об особом со­стоянии вещества — дозвездной материи, развиваемыми академиком В. А. Амбарцумяном. Амбарцумян впервые выдвинул и обосновал предположение о возможности

Рис. 58. Взрыв в ядре галактики М 82.

образования космических тел не путем сгущения (или не только путем сгущения) разреженной среды, а пу­тем распада первичных сверхтвердых тел. Как мы уже видели, эти дозвездные, или, лучше сказать, незвездные (ведь звезды могут из них и не образоваться) тела яв­ляются могучими аккумуляторами энергии. Поэтому вполне можно предположить, что квазары представляют собой не что иное, как одну из форм проявления не­звездной материи, хотя справедливость требует отме­тить, что и подобная точка зрения сталкивается с целым рядом трудностей.

В 1963 г. американский астрофизик А. Сандейдж за­вершил работу по изучению движения газа в сравни­тельно близкой к нам галактике М82. Сандейдж при­шел к выводу, что характер этого движения указывает на то, что приблизительно 1,5 млрд. лет назад из ядра М 82 произошел выброс газовых масс, более чем в миллион раз превосходящих массу Солнца. Эти и другие подобные им факты и привели академика Ам-барцумяна к мысли, что в состав галактических ядер входят сверхплотные тела из незвезднои материи.

До последнего времени о наличии в природе подоб­ных материальных образований можно было судить только чисто теоретически, поскольку в устойчивом со­стоянии незвездная материя практически не излучает и, следовательно, не может быть обнаружена при обыч­ных наблюдениях. Но вполне вероятно, что с открытием сверхзвезд мы впервые получили возможность наблю­дать незвездную материю в таком состоянии, когда она бурно излучает (т. е. в момент взрыва). Подобное пред­положение подтверждается еще и тем обстоятельством. что обнаружены галактические ядра, которые находят­ся в «промежуточном» состоянии—«возбужденные» ядра. Светимость их выше, чем у спокойных ядер, по значительно ниже, чем у сверхзвезд. Спектральные на­блюдения показали, что возбужденные ядра выбрасыва­ют потоки газового вещества со скоростями, достигаю­щими десяти тысяч километров в секунду. Можно пред­полагать, что активность галактических ядер, а также мощные взрывы — все это проявления находящихся & них незвездных тел. Что касается направления эволю­ции ядер, то окончательный ответ на этот вопрос могут дать лишь дальнейшие исследования. Но, согласно пред­положениям академика Амбарцумяна, не исключена воз­можность, что исходным пунктом развития являются изо­лированные незвездные тела, которые переходят в актив­ное состояние, испускают огромное количество энергии и в конце концов переходят в спокойное состояние.

Были сделаны попытки связать эту точку зрения с гипотезой «расширяющейся Вселенной». Не являются ли незвездные тела сгустками первоначального сверх­планетного вещества, которые по тем или иным причи­нам отстали от общего процесса эволюции и в течение некоторого времени находились в устойчивом состоя­нии? Подобное предположение вполне допустимо, хотя в то же время вряд ли возможно уложить все многооб­разие явлений, происходящих в мире галактик, в упро­щенную схему расширяющейся Вселенной. В частности, не исключена возможность, что незвездная материя об­разуется в наше время из каких-то других ее форм. Интересно упомянуть и о соображениях советского ученого В. Л. Гинзбурга, который считает, что важную роль в выделении мощной энергии квазаров могут иг­рать сверхплотные магнитные поля. Подсчеты показы­вают, что при определенных условиях энергия таких по­лей может превосходить ядерную энергию.

Высказывается также предположение, что в кваза-рах происходит аннигиляция вещества и антивещества.

Имеются интересные предположения также и отно­сительно механизма радиоизлучения квазаров, основан­ные на результатах радиоастрономических наблюдений. Некоторые ученые считают, что в центральной части квазара располагается сравнительно небольшой источ­ник излучения, обладающий сильным магнитным полем, в котором движутся электроны высоких энергий. Этот источник дает уже знакомое нам синхротронное излуче­ние. Отмеченные наблюдателями колебания яркости центральной области квазаров, возможно, объясняются пульсациями и образованием ударных волн.

Во всех направлениях от центрального источника разлетается газовая оболочка, состоящая из сравни­тельно плотных волокон. На еще больших расстояниях от центра движутся релятивистские электроны, т. е. эле­ктроны, обладающие скоростями, близкими к скорости света. Они тоже дают синхротронное излучение, но уже в слабых полях. Многие астрономы в настоящее время придерживаются мнения, что квазар - это газовая мас­са, внутри которой происходят крупномасштабные дви­жения вещества со скоростями, достигающими одной десятой скорости света. Как показывают расчеты, такие движения должны повышать устойчивость. По той же причине должно происходить и общее вращение квазара, причем внутренние слои должны вращаться быстрее, а внешние медленнее. Только при таком условии не будет происходить центробежное сбрасывание вещества.

Видимо, современная астрономия стоит на пороге открытий величайшей важности, открытий, которые явят­ся дальнейшим и притом весьма существенным шагом на пути познания Вселенной в целом.

В одном из своих выступлений президент Академии наук СССР академик М. В. Келдыш особо подчеркнул, что наблюдая физические явления, которые происходят в необъятной Вселенной, мы можем многому научиться и для реализации новых процессов на Земле.

Литература:

«Увлекательная астрономия», Комаров В.Н., «Наука», 1968.