|
Угловая структура излучения межзвездного нейтрального водорода на волне 21 см
исследована на десяти склонениях в северной и южной полярных шапках Галактики
(галактические широты от +45 град. до +90 град. на сечениях по прямому
восхождению протяженностью 90 град. с помощью радиотелескопа РАТАН-600,
имеющего ширину диаграммы направленности в среднем по области 2.0'х 20'.
Разрешение по частоте составляло 30 кГц (6.3 км/с), средний квадрат шумовых
флуктуаций - 0.1 К, поскольку на каждом сечении было получено не менее 16
записей.
Крупномасштабная структура газа, встречающаяся и на высоких широтах,
исключалась с помощью фильтра верхних частот. Спектр угловых частот излучения
межзвездного нейтрального водорода вычислялся в каждом спектральном канале
каждого сечения с помощью стандартной программы БПФ и сглаживался на протяжении
1h по прямому восхождению.
На таких отрезках (15 град.) статистические параметры распределения
межзвездного газа можно считать стационарными.
Оказалось, что зависимость от галактической широты средних
характеристик распределения излучения линии НI по небу на высоких широтах
(содержание НI на луче зрения и дисперсия флуктуаций антенной температуры)
как в северной, так и в южной полярных областях Галактики в общем соответствует
распределению газа в виде плоского слоя.
В области 11h < alpha < 13h,
27 град. < delta < 39 град. содержание газа на луче зрения оказалось
меньше 1.5x1019 см-2, т.е. ниже уровня чувствительности
обзора, таким образом, в этой области галактический газ очень прозрачен.
Спектры мощности угловых флуктуаций в исследованной области
в диапазоне угловых периодов от 10' до 6 град. выглядят степенными,
однако, показатели спектра сильно меняются по небу:
от -3 до -0.7 и, в среднем, при уменьшении содержания атомов HI
на луче зрения спектр флуктуаций излучения межзвездного
газа становится более плоским (рис. 1-а).
Этим, по-видимому, объясняется и значительное увеличение показателя
спектра с уменьшением галактической широты (рис. 1-б).
В северной полярной области это явление выражено гораздо более
четко, что, вероятно, связано с тем, что на юге содержание газа на луче
зрения на высоких широтах, в целом, гораздо больше, чем на севере,
так что на юге, в среднем, спектры более крутые, но зависимость от
галактической широты более слабая.
С помощью модельных расчетов показано, что наблюдаемый
пространственный спектр распределения излучения линии HI можно получить
в рамках не только турбулентной, но и облачной модели межзвездного
газа, если использовать полученные в предыдущих работах спектры диаметров
и масс облаков HI.
Следует заметить, что указанную выше зависимость крутизны
пространственного спектра флуктуаций излучения HI от его общего
содержания на луче зрения можно объяснить двумя способами:
- либо это чисто селекционный эффект, связанный с замыванием излучения
мелких облаков при увеличении их количества,
- либо, на самом деле, в более плотном, в среднем, газе облака малых
размеров не выживают из-за столкновений или испарения в горячей фазе
межзвездной среды.
С помощью модельных вычислений мы надеемся найти способ выбора
между этими двумя возможностями.
Рис.1.
а) Зависимость показателя спектра мощности пространственных
частот излучения HI от содержания его атомов на луче зрения (слева - Север,
справа - Юг).
СКЛОНЕНИЕ
б) Зависимость показателя спектра мощности пространственных
частот от галактической широты,
R - коэффициенты корреляции
между изображенными на графиках величинами.
|