Радиогалактики

В 1931 г. американский радиоинженер Карл Янский принял радиосигналы протяженной области на небе, совпадающей с Млечным Путем. Так было открыто радиоизлучение нашей Галактики. В 1946 г. астрономы обнаружили первый отдельный радиоисточник в созвездии Лебедя, а через 2 года - в созвездиях Девы и Центавра. Позднее выяснилось, что на фотографиях, полученных на пятиметровом американском рефлекторе, эти радиоисточники совпадают с гигантскими эллиптическими галактиками. Даже самая близкая из них, расположенная в созвездии Центавра, отстоит от нас почти на 20 млн. световых лет. Так на радиокарте неба появились первые радиогалактики. Они характеризуются очень мощным радиоизлучением - свыше 10³⁵ Вт. Это в тысячи раз больше, чем мощность радиоизлучения от обычных галактик, и в тысячи раз меньше, чем от некоторых квазаров. К настоящему времени в каталоги занесены десятки тысяч радиоисточников. Правда, из них пока удалось связать с каким-либо оптическим объектом не более 5000. Самые мощные радиогалактики, как правило, находятся в центральных областях богатых скоплений и групп галактик.

Фотография радиогалаитики Центавр А

Радиоизлучающие области у радиогалактик имеют вид вытянутых лепестков

Радиоизлучающие области у большинства радиогалактик имеют вид вытянутых лепестков, расположенных по обе стороны от оптической галактики. Хотя поверхностная радиояркость лепестков мала, однако благодаря их гигантским размерам (в десятки раз превышающим размер оптической галактики) именно их радиоизлучение вносит основную долю в полное излучение радиогалактики. Часто в радиогалактиках наблюдаются и гораздо более компактные и яркие радиоисточники, совпадающие с ядрами галактик. Иногда они связаны с односторонними выбросами из ядер, тянущимися на десятки и даже сотни кпс.

Какова природа радиогалактик? Почему одни галактики являются сильными радиоисточниками, а другие - очень слабыми? Есть ли связь между яркими радиоисточниками в ядрах и протяженными радиолепестками? На эти вопросы пока окончательных ответов нет. Однако общие черты этого грандиозного явления природы уже вырисовываются.

В ядрах некоторых массивных галактик выделяется колоссальное количество энергии: до 10⁶² эрг за миллиард лет. Огромное количество заряженных частиц почти со скоростью света двумя узкими пучками разлетается от ядра в противоположных направлениях. Направление разлета частиц, по-видимому, совпадает с осью вращения и близко к оси магнитного диполя ядра. Эти быстрые частицы, особенно электроны и позитроны, навиваясь на силовые линии магнитного поля, излучают кванты. Это так называемое синхротронное излучение впервые было обнаружено в ускорителях. Там, где частицы еще не потеряли своей скорости и где магнитные поля сильны (примерно 10^-1÷10^-2 гаусс), могут излучаться оптические и даже рентгеновские кванты. Но по мере того как частицы покидают ядро, они переходят в области более слабых полей и энергия излучаемых квантов уменьшается. В протяженных радиолепестках магнитные поля очень слабые и частицы, излучающие в радиодиапазоне, могут существовать миллиарды лет. Поэтому области радиолепестков служат, по всей вероятности, своеобразными ловушками для частиц, ускоряемых в ядре галактики. Такова, быть может, общая схема. В ней еще много неясного. Но главная трудность состоит в том, что ученые пока не выяснили природы процессов, происходящих в активных ядрах, наблюдаемых у некоторых галактик.