Ядра галактик

Ядра галактик (далее Я), компактные массивные сгущения вещества в центральных частях многих галактик. Оптическая светимость Я колеблется в широких пределах и, как правило, ядра ярче у галактик, имеющих большую светимость. Обычно светимость Я составляет несколько процентов от светимости галактики, в отдельных случаях сравнима с ее полным излучением, а у большинства галактик ядро в оптическом диапазоне вообще не наблюдается. Известны галактики, лишенные ядер, например Большое и Малое Магеллановы Облака — спутники нашей звездной системы (Галактики), карликовые галактики типа Скульптора и Печи.

В центральных областях ряда достаточно ярких (абсолютная звездная величина меньше —15) и массивных галактик наблюдаются крупные эллипсоидальной формы сгущения, получившие название "балдж" (от англ. bulge — выпуклость). Я располагается внутри балджа и на его фоне выделяется как более яркое образование. В балджах и Я обнаружены звезды, газ и пыль. Внутри собственно ядер иногда видны звездообразные ядрышки — керны (некоторые астрономы именно их называют Я). Керны обнаружены пока лишь в 4 ближайших галактиках: Туманности Андромеды, в двух ее спутниках и в спиральной галактике МЗЗ. Размеры кернов составляют несколько nc, массы — 10⁷—10⁸

(масс Солнца), их абсолютные звездные величины заключены в пределах от —9 до —12. Керны вращаются гораздо быстрее центральных областей галактик и имеют сплюснутую форму (рис. 1).

До середины 20 в. изучению Я уделяли сравнительно мало внимания. В 1958 В. А. Амбарцумян подчеркнул наличие у Я особых свойств и указал на важную роль ядер в эволюции галактик. Интерес к Я возрос в связи с открытием активности ядер, проявляющейся: в мощном нетепловом излучении, охватывающем практически все диапазоны (рис. 2) от метровых радиоволн до жесткого рентгеновского излучения (оно связано с наличием частиц очень высоких энергий); в переменности потока излучения; в бурных движениях газа; в извержении струй и сгустков (конденсаций) вещества. Данные о мощности излучения Я в некоторых диапазонах длин волн приведены в следующей таблице.

	Мощность излучения, эрг/сек
Тип объекта	l=22 мкм, инфракрасный диапазон	l=2—5А, рентгеновский диапазон	Сантиметровый диапазон радиоволн
Квазар 3С 273	5,1·10⁴⁵	10⁴⁶	4,5·10⁴¹
Радиогалактика NGC 1275.	3,8·10⁴⁴	3·10⁴⁴	5,6·10⁴⁰
Эллиптическая галактика M87	1,4·10⁴³	3,3·10⁴²	~10³⁹
Сейфертовская галактика NGC 4151	1,36·10⁴³	1,7·10⁴²	~10³⁸
Ядро нашей Галактики	5·10³⁹	1,4·10³⁷	~10³⁴

Среди спиральных галактик наибольшая активность ядер наблюдается у так называемых сейфертовских галактик, среди эллиптических галактик — у ^-галактик и радиогалактик. Особенно высока активность квазаров, которые по современным представлениям являются ядрами далеких гигантских галактик. Источники энергии, ответственные за активность Я, как и процессы, приводящие к ускорению в Я заряженных частиц до релятивистских скоростей, пока окончательно не установлены. Т. о., Я — не просто массивные гравитационно связанные компактные комплексы, состоящие из звезд, межзвездного газа и пыли, а образования, обладающие рядом специфических свойств. Существует несколько гипотез о природе активности Я и квазаров.

1) Я — компактное (~ 1 nc) массивное (~10⁷) звездное скопление, в котором поддерживается звездообразование за счет попадания в ядерную область газа или за счет слияния мелких звезд в более крупные при частых столкновениях в условиях большой плотности звезд в ядрах (~10 nc³). Массивные звезды быстро эволюционируют, вспыхивают как сверхновые и превращаются в нейтронные звезды или "черные дыры". При этом выделяется гравитационная энергия, обусловливающая активность Я Нейтронные звезды, проявляющие себя как пульсары, могут порождать потоки релятивистских частиц, необходимые для достижения наблюдаемой мощности излучения. За активность Я могут быть ответственны также "вспышки" звездообразования — рождение большого числа (десятки звезд в год) молодых горячих звезд, которые своим мощным ультрафиолетовым и корпускулярным излучением имитируют активность ядер.

2) Я — компактное массивное быстровращающееся тело (так называемый ротатор или спинор), обладающее сильным (квазидипольным) полем. Это поле, подобно полю пульсаров, ускоряет частицы до релятивистских скоростей и обусловливает их мощное нетепловое излучение. Энергия в этом случае черпается из запасов энергии вращения спинора.

3) Я — "черная дыра" с массой М > 10³ , на которую происходит падение (аккреция) окружающего газа и звезд. В принципе механизм аккреции может обусловить выделение гравитационной энергии в количестве 10²⁶ (М/) эрг, достаточном для объяснения активности Я

4) По гипотезе В. А. Амбарцумяна, активность Я обусловлена распадом находящегося в них гипотетического "дозвездного вещества". Распад происходит взрывообразно и сопровождается выделением значительной энергии. По Амбарцумяну, активность Я играет определяющую роль в эволюции галактик.

Различия в активности Я указывают, по-видимому, что у галактик разных типов она может достигать разных степеней и что в процессе эволюции галактик стадия активности их ядер может повторяться.

Центральную область нашей Галактики исследуют методами радио-, инфракрасной и рентгеновской астрономии, т. к. из-за сильного поглощения света межзвездной пылью оптические исследования галактического центра невозможны. Ядро Галактики совпадает с западным компонентом радиоисточника Стрелец А. В центральной области ядра и вблизи нее обнаружены компактные источники нетеплового радиоизлучения (~ 0,01 nc в поперечнике). По радиоизлучению ионизованного установлено, что в центре Галактики есть область расширяющегося газа поперечником ~ 300 nc и более протяженная (~ 600 nc) область инфракрасного излучения (облака пыли). В центральной области есть также звездное скопление эллипсоидальной формы с размерами полуосей 800 х 300 nc, масса которого ~10⁹.

Ядро Галактики окружено вращающимся газовым диском (диаметром 1600 nc и средней толщиной около 400 nc). По своим свойствам ядро Галактики относится к активным, что резко отличает ее от ближайшей спиральной галактики Туманность Андромеды, у которой признаков активности в ядре не обнаружено.

Лит.: Происхождение и эволюция галактик и звезд. Сб. ст., под ред. С. Б. Пикельнера, М., 1976.

Ю. Н. Дрожжин-Лабинский, Б. В. Комберг.

		Новости 24.01.2025 20:50:00

	Copyright © 1999-2024 Oval.ru, All Rights Reserved.