|
Радиогалактики
- галактики, являющиеся источниками мощного эл.-магн. излученияв радиодиапазонею Термин "Р." возник в результате отождествления в 50-х гг. 20 в. ряда мощных источников космич. радиоизлучения с относительно слабыми источниками оптич. излучения - далекими галактиками. Выделение Р. как особого класса галактик в известной степени условно, поскольку в настоящее время установлено, что практически все галактики излучают в радиодиапазоне (правда, с большим различием в мощности - от 1037 до 1044 эрг/с).С другой стороны, есть все основания полагать, что квазары, являющиеся наиболее мощными радиоисточниками (1043 - 1045 эрг/с), по-видимому, также представляют собой далекие звездные системы - галактики (см. Ядра галактик и Квазары). Т.о., собственно к Р. можно отнести радиоисточники с мощностью радиоизлучения в диапазоне 1042 - 1044 эрг/с, что характерно для массивных (1012 - 1013 масс Солнца) гигантских эллиптич. галактик (типа E, см. классификацию морфологич. типов галактик в статье Галактики). По особенностям структуры, выявленным на основе наблюдений в оптич. лучах, Р. делят дополнитеотно на неск. типов. Наиболее мощными радиоисточниками явл. т.н. D-галактики - E-галактики с протяженными оптическими оболочками (коронами).
Существуют Р. промежуточных типов: Р. типа DE занимают промежуточное положение между D- и читсым E-типами; Р. типа DB обладают св-вами D-галактик, н оотличаются еще тем, что их центральные области выглядят раздвоенными. Это раздвоение в ряде случаев связано с проецированием на центраную область галактики мощного газо-пылевого диска. Наконец, сравнительно редкую группу Р. образуют т.н. N-галактики с ярким звездообразным ядром, обнаруживающим переменность блеска. В скоплениях галактик самые мощные радиоисточники всегда отождествляются с их ярчайшими и массивнейшими членами - с т.н. cD-галактиками.
Эллиптич. E-галактики, как правило, довольно бедны межзвездным газом. Однако в оптич. спектрах ядер Р. всегда присутствуют интенсивные эмиссионные линии различных хим. элементов межзвездной среды. По-видимому, наличие не связанного в звезды газа в ядрах и околоядерных областях E-галактик играет важную роль в энерговыделении, приводящем к образованию Р. Ширины эмиссионных линий (водорода, углерода и др. химических элементов) свидетельствуют о больших скоростях внутренних движений газа в ядрах - от 300-600 км/с до нескольких тыс. и даже десятков тыс. км/с.
По характерным для Р. структурным и спектр. св-вам с Р. отождествлено уже более 2 тыс. источников космич. радиоизлучения. У радиоизлучения Р. в диапазоне частот от 10 МГц до 10-80 ГГц наблюдается, как правило, степенная зависимость спектр. плотности потока излучения от частоты - спектральный индекс; см. примеры спектров на рис. 1). Радиоизлучение имеет, несомненно, синхротронную природу - излучают релятивистские электроны, движущиеся в магн. полях Р. (см. Синхротронное излучение). Важным свидетельством в пользу этого заключения служит наблюдаемая линейная поляризация радиоизлучения (в среднем 8-10%). Степень линейной поляризации возрастает до 40-60% для отдельных компактных деталей структуры Р., что близко к предельно возможной степени поляризации (ок. 70%) синхротронного излучения и свидетельствует об определенной (в масштабах до десятков кпк) упорядоченности их магн. полей. По оценкам, напряженность магн. поля Р. составляет 10-4 - 10-6 Э в протяженных радиоструктурах и 10-2 - 10-4 Э в компактных околоядерных образованиях.
Рис. 1. Спектры радиоизлучения некоторых типичных радиогалактик. |
Рис. 2. Радиоизображение (радиоизофоты) галактики Лебедь А.Зачерчены очень яркие области компонентов двойной структуры. Между ними расположен компактный радиоисточник в центре галактики. - прямое восхождение, - склонение. |
Наиболее полно изучены Р., отождествленные с внегалактическими радиоисточниками Лебедь А, Кентавр А, Дева А.
Рис. 3. Фотография радиогалактики Кентавр А (NGC 5128). В центре виден газово-пылевой комплекс (диск), поглощающий свет звед. |
Кентавр А (NGC 5128) - радиоисточник в созвездии Кентавра, ближайшая к нам Р. (расстояние ок. 4 Мпк). На фотографии этой Р. (рис. 3) хорошо видно, что она имеет сфероидальную форму, виден также поглощающий свет звезд газово-пылевой диск, наблюдаемый практически с ребра.
Рис. 4. Радиоизображение протяженного источника в галактике Кентавр А (1950 г.). Пунктиром схематически показано положение галактики, наблюдаемой в оптических лучах. Цифры у изофот указывают относительную интенсивность радиоизлучения. |
Дева А (NGC 4486, M87) - радиоисточник сравнительно небольшой радиосветимости (~1042 эрг/с), принадлежащий массивной E-галактике (тип cD), расположенный в созвездии Девы на расстоянии ок. 15 Мпк. Галактика особенно интересна тем, что с одной стороны от ее центра (ядра) наблюдается выброс вещества ("джет"), излучение к-рого имеет синхротронную природу. Выброс имеет длину ок. 20" дуги (ок. 1,5 кпк), он разбивается на отдельные сгустки (узлы) и излучает не только в радио-, но и в оптич. диапазоне (рис. 5).
Рис. 5. Фотография центральной области радиогалактики Дева А (NGC 4486, M87). Видны отдельные узлы (сгустки) одностороннего выброса, испускающего радио- и оптическиое излучение синхротронной природы. |
Односторонний вид выброса в Р. Дева А, скорее всего, есть результат направленного (на наблюдателя) его движения и излучения. При этом, либо сгустки струи движутся с релятивистской (близкой к скорости света) скоростью и поэтому из-за эффекта Допплера их излучение более интенсивно, чем излучение контрвыброса, либо мы имеем дело с анизотропно излучающими потоками релятивистских электронов в сложных петлеобразных элементах структуры биполярного магн. поля Р., что также может обусловить односторонний вид выброса.
Рис. 6. Радиокарта источника 3C 274 (радиогалактика Дева А). Заштрихованная область - источник в ядре галактики. Крестиками показаны положения сгустков в выбросе (по оптическим наблюдениям). |
Лит.:
Хеешен Д.С., Радиогалактики, пер. с англ., в сб.: Астрофизика, М., 1967; Шкловский
И.С., Радиогалактики, УФН, 1962, т. 77, в. 1; Каплан С.А., Элементарная радиоастрономия,
М., 1966; Воронцов-Вельяминов Б.А., Внегалактическая астрономия, 2 изд., М., 1978;
Происхождение и эволюция галактик и звезд, М., 1976, гл. 1; Хей Дж., Радиовселенная,
пер.
с англ., М., 1978; Пахольчик А.Г., Радиогалактики, М., 1980.
(В.Н. Курильчик)
В. Н. Курильчик, "Физика Космоса", 1986
Глоссарий Astronet.ru