Что является источником радиоизлучения в радиогалактиках кратко
Обновлено: 04.07.2024
Радиогалактики – это космические системы, которые отличаются мощным излучением в длинноволновом диапазоне. Его интенсивность на несколько порядков больше, чем у обычных галактик, в т.ч. и у Млечного пути.
Происхождение и источники излучения
Радиоизлучение таких галактик имеет синхротронную природу. При высвобождении большого количества энергии (например, взрывах) возникают сверхбыстрые заряженные частицы, которые двигаются по траекториям, искаженным магнитным полем. Мощность синхротронного излучения галактики может достигать 10 45 эрг/с.
Вопрос, что является источником излучения в радиогалактиках, не имеет единого ответа, поскольку длинные волны могут возникать при процессах в активном ядре, гало и при выбросах.
Радиоизображения показывают, что источники чаще всего имеют двойное строение и большую протяженность.
Примеры радиогалактик
Ближайшая к нам радиогалактика – это Центавр А, или Кентавр А (NGC 5128). Расстояние до нее составляет около 4 мегапарсек. Среди других примеров радиогалактик стоит выделить Лебедь А и Печь А. Обе были открыты еще в XIX веке и являются мощными источниками внегалактического радиоизлучения.
По современной классификации, примером радиогалактики служит и квазар. Он также имеет активное ядро, а по радиоанализу невозможно точно определить класс объекта.
Всего на сегодняшний день открыто около 800 объектов этого типа. В декабре 2020 года ученые из Кейптауна открыли 2 новых сверхмассивных радиогалактики.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:
Обзоры оптической техники и аксессуаров:
Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:
РАДИОГАЛАКТИКИ. Радиогалактиками называют галактики с мощным радиоизлучением, которое в тысячу и более раз превышает мощность радиоизлучения таких галактик как наша ( см. ГАЛАКТИКИ). Причиной мощного радиоизлучения является выброс высокоэнергичных частиц (протонов и электронов) из активного ядра галактики, где они получают большую энергию и разгоняются до околосветовых скоростей. Радиоизлучение возникает при движении быстрых электронов в слабых магнитных полях. Основной поток радиоволн в некоторых случаях исходит из центральной части галактики, а в некоторых – из гигантских по объему областей за пределами галактики, которые обычно расположены симметрично относительно ее ядра. Радиогалактики почти всегда относятся к числу массивных эллиптических галактик. Ближайшая к нам радиогалактика – яркая пекулярная галактика NGC 5128 известная как радиоисточник Центавр А (эллиптическая галактика с протяженным газопылевым диском вдоль ее малой оси, который наблюдается с ребра). Более мощной радиогалактикой является ярчайшая эллиптическая галактика М87 в скоплении Девы. Наиболее мощные из известных радиогалактик излучают (в форме радиоволн) энергию, которая сопоставима с энергией оптического излучения всех звезд галактики вместе взятых. Примером таких объектов является радиогалактика Лебедь А, которая, находясь на расстоянии более миллиарда св. лет от нас, тем не менее, является одним из самых ярких радиоисточников на небе.
Среди наиболее известных радиогалактик следует упомянуть Лебедь А, Центавр А, Дева А, Печь А, с которых и началось исследование этого класса объектов.
Содержание
Лебедь А
Лебедь А — самый мощный внегалактический источник радиоизлучения, расположенный в созвездии Лебедя. Отождествлен в 1951 г. с эллиптической галактикой 16-ой звездной величины. Красное смещение галактики z=0.057. Газово-пылевой слой в центре галактики обусловливает характерное раздвоение ее оптического изображения. Оптическими методами обнаружено излучение сильноионизованной плазмы в области ядра галактики. Галактика вращается вокруг оси, лежащей в картинной плоскости и направленной вдоль прямой, соединяющей два ярких компактных компонента радиоизлучения. Угловое расстояние между яркими областями компонентов двойной структуры около 2' (приблизительно 80 кпк). Верхний предел скорости разлета компонентов равен 0.02 скорости света. В ядре галактики обнаружен компактный радиоисточник с плоским спектром. Полная радиосветимость доминирующей в радиоизлучении двойной структуры — порядка 3x10 44 эрг/с и сравнима с радиосветимостью двойных структур многих квазаров.
Центавр А
Центавр А(NGC 5128) — радиоисточник в созвездии Центавра, ближайшая к нам радиогалактика (расстояние до нее около 4 Мпк). Галактика имеет сфероидальную форму, разделенную поглощающим свет звезд газово-пылевым диском, наблюдаемым практически с ребра. Радиоизображение галактики показывает, что Центавр А содержит протяженный радиоисточник, который представляет собой старую, сильно расширившуюся структуру. Общая протяженность источника вдоль большой оси около 500кпк. Помимо протяженного источника в центральной области (в пределах оптического изображения галактики), обнаружена сравнительно компактная двойная радиоструктура с расстоянием между компонентами около 12 кпк. В самом центре галактики (в ее ядре) находится очень компактный радиоисточник, интенсивность излучения которого резко растет с уменьшением длины волны в сантиметровом и миллиметровом диапазонах. Радиосветимость протяженного радиоисточника — около 10 42 эрг/с, а заключенная в нем энергия — около 10 59 эрг.
Орбитальный телескоп "Чандра" получил снимок гигантских плазменных струй, выбрасываемых из центра галактики Центавр А, где находится сверхмассивная черная дыра. Такие струи образованы из вещества аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры и ориентированы вдоль оси ее вращения. Подробнее
Дева А
Печь А
Морфологические особенности радиогалактик
Ядро — это компактный компонент, неразрешимый при наблюдениях на угловых масштабах до 0.1 сек. дуги и совпадающий с ядром оптического объекта. Ядро обычно имеет плоский или сложный радиоспектр, что в последнем случае указывает на синхротронное самопоглощение. С помощью интерферометров со сверхдлинными базами (VLBI) ядро может разрешаться на отдельные субкомпоненты, часто состоящие из неразрешенного ядра, имеющего плоский спектр, и джетоподобную структуру, в которой может быть более чем один узел. Кроме того, встречаются также компактные источники с крутыми радиоспектрами и компактные двойные. Ядра хорошо определяются на гигагерцовых частотах, потому что они часто имеют плоские спектры, в то время как протяженные компоненты имеют крутые спектры. Ядра найдены почти во всех радиоквазарах и в ~80 % радиогалактик. Вклад ядра в полную радиосветимость источника меняется от одного процента у некоторых объектов до почти 100 % у ряда квазаров.
Протяженные структуры
Джеты
Джеты (струи) — тонкие вытянутые структуры, которые связывают компактное ядро с внешними областями. Джет может интерпретироваться как радиоизлучение вдоль луча, переносящего энергию от AGN к протяженным областям. Радиоджет существует на масштабах от парсека до килопарсека и может быть гладким или иметь узельную структуру. Джеты называют двусторонними, когда они наблюдаются с обеих сторон от центрального источника.
Горячие пятна
Все галактики в той или иной степени являются источниками радиоволн, однако большинство обычных галактик затрачивают на радиоизлучение лишь ничтожную долю всей своей мощности. В то же время существуют и такие галактики, поток радиоволн от которых можно сравнить с мощностью их собственного оптического излучения, то есть в тысячи и иногда и в десятки тысяч раз больше, чем у обычных галактик.
Такие галактики ученые назвали радиогалактиками. Данный термин был введен в 1949 году для обозначения далеких галактик, являющихся мощным источником космического радиоизлучения, однако в астрономической литературе 70-х годов ХХ века иногда под этим термином понимались любые внегалактические радиоисточники.
Ярчайшим примером очень мощной радиогалактики является галактика, связанная с одним из источников синхротронного (или магнитотормозного) радиоизлучения в созвездии Лебедя, так называемым объектом Лебедь А. Два его компонента окружают слабую галактику, пересеченную широкой темной полосой. Объект Лебедь А находится на расстоянии 170 Мпс или примерно 600 миллионов световых лет, и является самым мощным источником радиоизлучения для своего созвездия, превышающего в шесть раз мощность оптического излучения, значительная часть которого приходится на эмиссионные линии. Именно огромная разница мощности радиоизлучения этого объекта и ближайшей к нам галактики М31 (туманность Андромеды) впоследствии привела к разделению галактик на два типа – нормальные галактики и радиогалактики. На данный момент учеными открыто несколько сотен радиогалактик, которые удалось отождествить с гигантскими оптическими объектами - чаще всего эллиптическими галактиками. Наиболее известные из них – объекты Лебедь А, Дева А (М87), Центавр А (ближайшая радиогалактика NGC 5128), Печь А (NGC 1316), с которых началось исследование данного типа объектов.
Область, откуда приходят радиоволны, чаще всего гораздо больше, чем сами галактики в оптических лучах. Иногда источники радиоизлучения выглядят двойными, при этом даже максимумы яркости расположены по обе стороны от связанной с ними галактики. Это обстоятельство говорит в пользу гипотезы, согласно которой источниками радиоизлучения могут являться два облака быстрых частиц, образовавшиеся в результате взрыва, подобного облакам, наблюдаемым во взрывающихся галактиках. Энергия таких взрывов может достигать 1060 эрг, что в миллиарды раз больше, чем энергия вспышки сверхновой. В этом случае радиоволны излучают релятивистские электроны, движение которых тормозят магнитные поля. Вследствие торможения электронов интенсивность излучения со временем, ослабевает, причем в большей степени для более коротких волн. Область спектра, в которой начинается резкое уменьшение интенсивности, зависит от того, как давно произошел взрыв, то есть, сколько времени происходило высвечивание электронов. Как оказалось, возраст многих известных источников составляет всего несколько миллионов лет, если считать, что релятивистские электроны после взрыва больше не возникают.
Выделение радиогалактик в отдельный класс достаточно условно, так как любая галактика является источником радиоволн разной мощности. Кроме того, многие квазары, также являющиеся радиоисточниками и представляющие собой звездные системы, могут быть отнесены к радиогалактикам. Квазары, или квазизвездные радиоисточники, очень похожи на радиогалактики по многим параметрам - например, по радиоизображениям практически невозможно определить, к какому именно классу объектов принадлежит его источник. Кроме того, в настоящее время к радиогалактикам астрономы относят и те галактики, радиоизлучение в которых связано не со вспышками звездообразования, а с активностью ядра. Таким образом, радиогалактики можно причислить к классу Активных галактик, или галактик с активным ядром.
Читайте также: