Космические мазеры

В 1963 г. впервые были обнаружены туманности, богатые гидроксил-ионами ОН-. Некоторые из этих туманностей фиксируются только радиотелескопами, другие видны в обычные оптические телескопы. Линии ОН найдены в спектрах почти половины газовых туманностей, в том числе и в спектре туманности Ориона. Источники, излучающие эти линии, располагаются главным образом по краям туманностей.

Необычным оказалось то, что при высокой интенсивности линии ОН были очень узкими. Одно с другим плохо увязывалось. Линии должны быть узкими лишь при температуре, близкой к абсолютному нулю. Между тем высокая интенсивность излучения свидетельствовала об очень высокой температуре.

Поначалу думали, что источником излучения является какое-то неизвестное вещество, названное «мистериумом». Вскоре, однако, пришлось допустить, что радиоизлучение ОН-ионов на волне около 18 см вызвано космическими мазерами - мощными генераторами космических радиоволн. Загадка «мистериума» стала одним из важных аргументов в пользу гипотезы о населенности космоса высокоразвитыми цивилизациями.

В земных условиях мазеры - это квантовые генераторы излучения, изобретенные в 1952 г. Принцип их действия достаточно прост. Молекулы некоторых веществ (например, аммиака), поглощая электромагнитную энергию высокой частоты, переходят в возбужденное состояние. Если через такое вещество пропустить пучок света, возбужденные молекулы начинают излучать ранее поглощенную ими энергию. Мощность излучения мазера будет при этом очень большой. На аналогичном принципе работают и лазеры.

По гипотезе советского астрофизика И. С. Шкловского, источником мощного радиоизлучения ОН-ионов служат особые сравнительно плотные конденсаты в межзвездной газопылевой среде. Диаметр таких кон-денсатов всего лишь примерно в 20 раз превосходит поперечник Солнечной системы при массе, близкой к солнечной, и плотности порядка 10 -18 г/см3. В центре такого сгущения температура не поднимается выше 200 градусов по Кельвину.

Хотя эта температура и невысока, она все-таки достаточна, чтобы вещество в центре сгущения излучало «тепловые» инфракрасные лучи. Гидроксильные ионы поглощают энергию этих лучей. Поглощенная энергия затем частично излучается в виде радиоволн гидрок-сил-иопамн, причем в возникновении излучения важную роль играют межзвездные магнитные поля.

Не исключено, что сгущения, внутри которых действуют естественные космические мазеры, являются зарождающимися звездами. Если это так, то «межзвездные» молекулы смогут рассказать нам многое о начальной стадии эволюции звезд.