Техника - молодёжи 1958-07, страница 9

*

Совершенно случайно английские радиофизики Хей, Пар-сонс и Фил липе в 1946 году обнаружили источник космического радиоизлучения в созвездии Лебедя. Через пять лет американские астрономы В. Вааде и Р. Минковский с помощью пятиметрового телескопа обсерватории Маунт Паломар сфотографировали эту область неба и выяснили, что этот источник радиоизлучения находится далеко за пределами нашей Галактики, где в необъятных глубинах вселенной сталкиваются два огромных звездных мира, подобных нашей звездной системе. Расстояние до этого удивительного объекта оказалось равным примерно 250 млн. световых лет, а скорость сближения сталкивающихся галактик — около 3 ООО км/сек.

Более поздние исследования показали, что источник мощного радиоизлучения — двойной, причем области радиоизлучения явно не совпадают с теми частями галактик, которые запечатлевались на фотографиях.

Ученые сразу оказались перед рядом загадок. Почему в результате столкновения галактик возник двойной источник радиоизлучения? Почему области радиоизлучения не совпадают с областями оптического излучения? Наконец почему сталкивающиеся галактики излучают радиоволны?

Как вообще можно вызвать излучение радиоволн? Можно, например, взять любое тело и подогреть его, оно станет излучать радиоволны — правда, очень слабые, но все же уловимые. Можно приложить к проводнику переменное электрическое поле, тогда электроны этого проводника придут в колебательное движение и начнут излучать радиоволны. Быть может, какой-нибудь подобный процесс и является причиной радиоизлучения сталкивающихся галактик?

j Мы уже сообщали об od- |i ком загадочном явлении^ ;!

! открытом в последние годы i|

| астрономами: небывало || мощном радиоизлучении из j

! района созвездия Лебедь <

| („Техника —■ молодежи" !

; № 1 и 2₉ 1958 г.). Это явле- \

! ние до сих пор волнует j

! многих ученых. Особенно ||.

; их интересует причина чу- \

> довищной мощности этих ;

I радиоизлучений. !|

; По просьбе читателей |

• мы публикуем статью_у в ;!

]! которой рассказывается о i|

| работах советских ученых ||

| В. Л. Гинзбурга и И. С. ;!

! Шкловского_f разработав• <|

| тих оригинальную и обо- !|

j снованную теорию этого ]i

! явления.

Но если бы радиоизлучение источника, обнаруженного в созвездии Лебедя, имело «тепловую» природу, то для объяснения наблюдаемой интенсивности его радиоизлучения пришлось бы принять, что его температура составляет тысячи триллионов градусов; кроме того, область радиоизлучения совпадала бы с областью оптического излучения, а этого-то как раз и нет. Вторая возможность тоже не годится: тогда источник радиоизлучений в созвездии Лебедя излучал бы лишь одну частоту, подобно радиостанции, работающей на фиксированной волне, а на самом деле он излучает радиоволны разных частот. Да и откуда бы взялось там электрическое поле огромной мощности.

Найти ответ на этот трудный вопрос помогла физика. В это время уже были построены мощные ускорители — бетатроны, способные разгонять электроны до скорости, близкой к скорости света. При этом выяснилось, что электроны, разогнанные до такой скорости, двигаясь в магнитном поле ускорителя, излучают электромагнитные волны! И чем выше скорость движения электронов, тем более короткие волны они способны излучать и тем выше интенсивность этого излучения.

Астрофизики были обрадованы: они увидели во вновь открытом явлении возможность понять причины космического радиоизлучения. Мысль об этом была высказана шведскими учеными Альфвеном и Герлофсоном и немецким астрофизиком Кипенхойером и получила глубокое развитие в работах советских ученых В. Л. Гинзбурга и И. С. Шкловского.

Таким образом, радиоизлучение может возникнуть в результате того, что электроны со скоростью, близкой к скорости света, двигаются в магнитных полях. Но каким образом при столкновении галактик образуются столь быстрые электроны и откуда там берется магнитное поле?

Чтобы понять это, познакомимся в самых общих чертах со строением нашей Галактики. Она состоит из многих миллиардов звезд, расположенных друг от друга на расстояниях, в миллионы раз превышающих их размеры. Поэтому звезды в Галактике движутся практически без столкновений. Однако громадное пространство между звездами не пусто — там находится газ, местами более, местами менее плотный. «Местные уплотнения» газа мы наблюдаем на небе в виде светлых пятен — туманностей, а форма многих туманностей навела астрономов на мысль, что эти туманности находятся под влиянием слабого магнитного поля. Особую роль в изучении этого вопроса сыграли работы виднейшего советского астрофизика Г. А. Шайна.

Другие галактики, находящиеся на огромном удалении от нашей, имеют подобное же строение.

Что же произойдет, если две такие галактики столкнутся?

Со звездами обеих галактик практически ничего не случится: расстояния между ними по-прежнему останутся настолько велики, что ни столкновений звезд, ни даже заметных изменений в их движении не произойдет. Звезды пройдут мимо друг друга — места для этого хватит с избытком! Но с межзвездным газом произойдет иное: газовые массы столкнутся. А столкновение газовых масс приведет к тому, что по межзвездному газу с огромной скоростью побежит ударная волна, сжимая и разогревая его.

Сжатие межзвездного газа вызовет увеличение магнитного поля, и получившие первоначальный импульс от ударной волны электроны начнут разгоняться в этом гигантском природном ускорителе, излучая электромагнитные волны. Сталкивающиеся звездные системы превратятся в мощный источник радиоизлучения..

Итак, причина радиоизлучения сталкивающихся галактик выяснена: это быстро мчащиеся электроны, двигающиеся в слабых магнитных полях сталкивающихся галактик. Мощность радиоизлучения, возникающего при подобных процессах, чудовищно велика: от источника радиоизлучения в созвездии Лебедя к нам на Землю приходит только вдвое меньше радиоизлучения, чем обычно от Солнца, хотя расстояние до Солнца свет проходит всего за 8 минут, а от источника Лебедя — 250 млн. световых лет!

Но почему же этот источник радиоизлучений двойной и почему области оптического излучения и радиоизлучения не совпадают?

Дело в том, что столкновение газовых масс, или, как их называют, «корон», до известной степени похоже на столкновение бильярдных шаров: происходит так называемый «упругий удар». И подобно тому как сталкивающиеся друг с другом шары отскакивают обратно, так и газовые массы, каждая из которых становится источником радиоволн, как бы отскакивают друг от друга. А оставшиеся звездные системы продолжают двигаться в прежних направлениях и проходят друг через друга, почти не меняя скорости.

Осталось ответить еще на один вопрос, который может возникнуть у читателя. Ведь ударная волна, образующаяся при столкновении газовых масс, способна нагреть газ до температуры, измеряемой миллионами градусов. Почему же мы не видим излучения газа, нагретого до столь высокой температуры?

Как это ни парадоксально, отчасти этот газ мы не можем наблюдать потому, что его температура слишком высока. Дело в том, что излучение столь нагретого газа состоит в основном из рентгеновских лучей, не воспринимаемых глазом. По той же причине почти не будут светиться и рабочие зоны будущих термоядерных реакторов, в которых температура будет достигать многих миллионов градусов. Но в основном мы не видим оптического излучения из-за крайней разреженности галактических газовых «корон».

Л. САМСОНЕНКО

5