Ядра галактик
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Ядра галактик

Ядра галактик , компактні масивні згущування речовини в центральних частинах багатьох галактик. Оптична світимість Я. р. вагається в широких межах і, як правило, ядра яскравіше в галактик, що мають велику світимість. Зазвичай світимість Я. р. складає декілька відсотків від світимості галактики, в окремих випадках порівнянна з її повним випромінюванням, а у більшості галактик ядро в оптичному діапазоні взагалі не спостерігається. Відомі галактики позбавлені ядер, наприклад Велике і Мале Хмари Магелланови — супутники нашої зоряної системи (Галактики), карликові галактики типа Скульптора і Печі.

  В центральних областях ряду досить яскравих (абсолютна зоряна величина менша —15) і масивних галактик спостерігаються великі еліпсоїдної форми згущування, що отримали назву «балдж» (від англ.(англійський) bulge — опуклість). Я. р. розташовується усередині балджа і на його фоні виділяється як яскравіша освіта. У балджах і Я. р. виявлені зірки, газ і пил. Усередині власне ядер інколи видно зіркоподібні ядерця — керни (деякі астрономи саме їх називають Я. р.). Керни виявлені доки лише в 4 найближчих галактиках: Туманності Андромеди, в двох її супутниках і в спіральній галактиці МЗЗ. Розміри кернів складають декілька nc , маси — 10 7 —10 8   (мас Сонця), їх абсолютні зоряні величини поміщені в межах від —9 до —12. Керни обертаються набагато швидше за центральні області галактик і мають сплюснуту форму ( мал. 1 ).

  До середини 20 ст вивченню Я. р. приділяла порівняно мало уваги. У 1958 Ст А. Амбарцумян підкреслив наявність в Я. р. особливих властивостей і вказав на важливу роль ядер в еволюції галактик. Інтерес до Я. р. зріс у зв'язку з відкриттям активності ядер, що виявляється: у потужному нетепловому випромінюванні, що охоплює практично всі діапазони ( мал. 2 ) від метрових радіохвиль до жорсткого рентгенівського випромінювання (воно пов'язане з наявністю часток дуже високих енергій); у змінності потоку випромінювання; у бурхливих рухах газу; у виверженні струменів і згустків (конденсацій) речовини. Дані про потужність випромінювання Я. р. в деяких діапазонах довжин хвиль приведені в наступній таблиці.

 

Потужність випромінювання, ерг/сек

Тип об'єкту

l=22 мкм , інфрачервоний діапазон

l=2—5А рентгенівський діапазон

Сантиметровий діапазон радіохвиль

Квазар 3С 273

5,1·10 45

10 46

4,5·10 41

Радіогалактика NGC 1275.

3,8·10 44

3·10 44

5,6·10 40

Еліптична галактика M87

1,4·10 43

3,3·10 42

~10 39

Сейфертовськая галактика NGC 4151

1,36·10 43

1,7·10 42

~10 38

Ядро нашої Галактики

5·10 39

1,4·10 37

~10 34

  Серед спіральних галактик найбільша активність ядер спостерігається в так званих сейфертовських галактик, серед еліптичних галактик — в n-галактік і радіогалактик . Особливо висока активність квазарів, які по сучасних виставах є ядрами далеких гігантських галактик. Джерела енергії, відповідальні за активність Я. р., як і процеси, що приводять до прискорення в Я. р. заряджених часток до релятивістських швидкостей, поки остаточно не встановлені. Т. о., Я. р. — не просто масивні гравітаційно зв'язані компактні комплекси, що складаються із зірок, міжзоряного газу і пилу, а утворення, що володіють рядом специфічних властивостей. Існує декілька гіпотез про природу активності Я. р. і квазарів.

  1) Я. р. — компактне (~ 1 nc ) масивне (~10 7 ) зоряне скупчення, в якому підтримується звездообразованіє за рахунок попадання в ядерну область газу або за рахунок злиття дрібних зірок в більші при частих зіткненнях в умовах великої щільності зірок в ядрах (~10 nc 3 ). Масивні зірки швидко еволюціонують, спалахують як найновіші і перетворюються на нейтронні зірки або «чорні діри». При цьому виділяється гравітаційна енергія, що обумовлює активність Я. р. Нейтронні зірки, що проявляють себе як пульсари, можуть породжувати потоки релятивістських часток, необхідні для досягнення спостережуваної потужності випромінювання. За активність Я. р. можуть бути відповідальні також «спалахи» звездообразованія — народження великого числа (десятки зірок в рік) молодих гарячих зірок, які своїм потужним ультрафіолетовим і корпускулярним випромінюванням імітують активність ядер.

  2) Я. р. — компактне масивне бистровращающєєся тіло (так званий ротатор або спінор), що володіє сильним магнітним (квазідипольним) полем. Це поле, подібно полю пульсарів, прискорює частки до релятивістських швидкостей і обумовлює їх потужне нетеплове випромінювання. Енергія в цьому випадку черпається із запасів енергії обертання спінора.

  3) Я. р. — «чорна діра» з масою М-коду > 10 3 , на яку відбувається падіння (аккреция) навколишнього газу і зірок. В принципі механізм аккрециі може зумовити виділення гравітаційній енергії в кількості 10 26 (М/) ерг , достатньому для пояснення активності Я. р.

  4) По гіпотезі Ст А. Амбарцумяна, активність Я. р. обумовлена розпадом що знаходиться в них гіпотетичної «дозвездного речовини». Розпад відбувається вибухоподібно і супроводиться виділенням значній енергії. По Амбарцумяну, активність Я. р. грає визначальну роль в еволюції галактик.

  Відмінності в активності Я. р. вказують, мабуть, що в галактик різних типів вона може досягати різних мір і що в процесі еволюції галактик стадія активності їх ядер може повторюватися.

  Центральну область нашої Галактики досліджують методами радіо-, інфрачервоній і рентгенівській астрономії, т. до. из-за сильного поглинання світла міжзоряним пилом оптичні дослідження галактичного центру неможливі. Ядро Галактики збігається із західним компонентом радіоджерела Стрілець А. У центральної області ядра і поблизу неї виявлені компактні джерела нетеплового радіовипромінювання (~ 0,01 nc в поперечнику). По радіовипромінюванню іонізованного водню встановлено, що в центрі Галактики є область газу, що розширюється, поперечником ~ 300 nc і протяжніша (~ 600 nc ) область інфрачервоного випромінювання (хмари пилу). У центральної області є також зоряне скупчення еліпсоїдної форми з розмірами піввісь 800 х 300 nc , маса якого ~10 9 .

  Ядро Галактики оточене газовим диском (діаметром 1600 nc і середньою товщиною близько 400 nc ) , що обертається . По своїх властивостях ядро Галактики відноситься до активних, що різко відрізняє її від найближчої спіральної галактики Туманність Андромеди, в якої ознак активності в ядрі не виявлено.

  Літ.: Походження і еволюція галактик і зірок. Сб. ст., під ред. С. Би. Пікельнера, М., 1976.

  Ю. Н. Дрожжін-Лабінський, Би. Ст Комберг.

Мал. 2. Залежність логарифма спектральної щільності потоку F n від логарифма частоти n для радіогалактики Центавр А (подібний спектр характерний для всіх активних ядер галактик).

Мал. 1. Швидкість обертання V ( км. / сік ) речовини Туманності Андромеди залежно від відстані до її центру (відстань r дана в кутових сік і мін , а також в пс і кпс ): а — крива обертання для всієї Галактики, би — для центральної області.