Астронет: А. В. Локтин, В. А. Марсаков Звездная астрономия в лекциях http://variable-stars.ru/db/msg/1245721/lec.6.4.html

6.4 Поглощающая материя в нашей Галактике

Лекция 6. Поглощение света в Галактике

6.4 Поглощающая материя в нашей Галактике

Темные туманности, состоящие из поглощающей свет материи, хорошо видны на изображениях звёздных полей как области с явно пониженной звёздной плотностью. То, каким образом поглощающая материя распределена в нашей Галактике, можно исследовать многими способами. Рассмотрим три наиболее используемых метода. Один из них предложен еще в начале ХХ-го века немецким астрономом Вольфом и рассчитан на исследование отдельных темных туманностей. Этот метод применим тогда, когда у нас есть уверенность, что в данной области неба действительно существует темная туманность. Он состоит в следующем. Производится подсчёт звёзд в области предполагаемой темной туманности, а также в соседней области, в которой нет темных туманностей. Подсчёт звёзд дает так называемую функцию блеска - распределение звёзд по видимым звёздным величинам. Результаты подсчётов в двух областях наносятся на график, схематически показанный на рис.6-4. Здесь N(m) есть функция блеска в направлении, свободном от темных облаков, а N¹ (m) - функция блеска в области темного облака. Предположим временно, что звёзды имеют одинаковую абсолютную звёздную величину. В этом случае обе кривые будут одинаковы до звёздной величины m₀, соответствующей тому расстоянию, на котором начинается темная туманность. С этой точки кривая чисел звёзд в области темной туманности будет уклоняться вниз от кривой <чистой области>. От значения m₁, соответствую-щего концу туманности, обе кривые пойдут параллельно - кривые будут отличаться только сдвигом вдоль оси абсцисс на величину поглощения света в туманности. Если луч зрения встретит еще одну туманность, на кривых будет еще один подобный излом. Этот метод, уточненный в смысле учета неодинаковости абсолютных величин звёзд, применяется в настоящее время для построения карт распределения поглощающей материи в Млечном Пути, чему способствует создание таких звёздных каталогов, как USNO, который содержит низкоточную фотометрию сотен миллионов звёзд всего неба.

Рис.6-5

Другим способом нахождения распределения поглощающей материи в Галактике является определение избытков цвета, а значит и полных поглощений для большого числа звёзд и определения расстояний до них. В этом случае мы получаем реальную трехмерную картину распределения поглощающей материи. Пример такой карты, построенной для плоскости Галактики, показан на рис. 6-5. На рисунке Солнце в центре, а направление на центр Галактики -вниз. Разной интенсивностью серого выделены области с различным поглощением на единицу расстояния (на 1 кпк). Области, в которых поглощение велико, практически полностью закрывают от нас некоторые направления в Галактике. Однако на рисунке видны и направления, в которых поглощение света невелико - окна прозрачности. Отметим еще раз, что эта картина верна для оптической области излучения, в инфракрасной области поглощение света существенно меньше. Именно эта спектральная область очень перспективна для исследования структуры Галактики.

Еще один способ понять, как поглощающая материя распределена в нашей Галактике - аналогии с другими галактиками. Метод аналогии позволяет, по крайней мере, уяснить, чего можно ожидать в нашей Галактике. Так, на изображениях близких спиральных галактик, таких как известная спираль в Гончих Псах М51, хорошо видно, что тёмное вещество сконцентрировано вдоль внутренних краев спиральных ветвейи. Существует достаточно правдоподобная гипотеза, объясняющая такое поведение темного вещества в спиральных галактиках. Согласно этой гипотезе, пыль, порождаемая звездами, разрушается излучением молодых горячих массивных звёзд, концентрирующихся к спиральным рукавам. Так как спиральные ветви представляют собой волны, бегущие по галактическому диску, распределение пылевой материи следует форме этой волны. Плотность пыли в данном месте диска уменьшается при прохождении спиральной волны, затем восстанавливается созданием пыли звездами и вновь уменьшается при следующем прохождении волны.

Как видно из рис. 6-5, данные о нашей Галактике пока недостаточны, чтобы подтвердить, или опровергнуть такого типа гипотезы. Однако построение трехмерных карт распределения поглощения света позволяет с хорошей точностью учитывать поглощение света во внегалактических исследованиях.