«Ядра галактик»

компактные массивные сгущения вещества в центральных частях многих галактик. Оптическая светимость Я. г. колеблется в широких пределах и, как правило, ядра ярче у галактик, имеющих большую светимость. Обычно светимость Я. г. составляет несколько процентов от светимости галактики, в отдельных случаях сравнима с её полным излучением, а у большинства галактик ядро в оптическом диапазоне вообще не наблюдается. Известны галактики, лишённые ядер, например Большое и Малое Магеллановы Облака — спутники нашей звёздной системы (Галактики), карликовые галактики типа Скульптора и Печи.

В центральных областях ряда достаточно ярких (абсолютная Звёздная величинаменьше —15) и массивных галактик наблюдаются крупные эллипсоидальной формы сгущения, получившие название «балдж» (от англ. bulge — выпуклость). Я. г. располагается внутри балджа и на его фоне выделяется как более яркое образование. В балджах и Я. г. обнаружены звёзды, газ и пыль. Внутри собственно ядер иногда видны звездообразные ядрышки — керны (некоторые астрономы именно их называют Я. г.). Керны обнаружены пока лишь в 4 ближайших галактиках: Туманности Андромеды, в двух её спутниках и в спиральной галактике МЗЗ. Размеры кернов составляют несколько nc, массы — 10⁷—10⁸ M_⊙ (масс Солнца), их абсолютные звёздные величины заключены в пределах от —9 до —12. Керны вращаются гораздо быстрее центральных областей галактик и имеют сплюснутую форму (рис. 1).

До середины 20 в. изучению Я. г. уделяли сравнительно мало внимания. В 1958 В. А. Амбарцумян подчеркнул наличие у Я. г. особых свойств и указал на важную роль ядер в эволюции галактик. Интерес к Я. г. возрос в связи с открытием активности ядер, проявляющейся: в мощном нетепловом излучении, охватывающем практически все диапазоны (рис. 2) от метровых радиоволн до жесткого рентгеновского излучения (оно связано с наличием частиц очень высоких энергий); в переменности потока излучения; в бурных движениях газа; в извержении струй и сгустков (конденсаций) вещества. Данные о мощности излучения Я. г. в некоторых диапазонах длин волн приведены в следующей таблице.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

|     | Мощность излучения, эрг/сек       |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

|     | λ=22 мкм,       | λ=2—5А, рентгеновский  | Сантиметровый    |

| Тип объекта         | инфракрасный        | диапазон         | диапазон радиоволн    |

|     | диапазон |        |     |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Квазар 3С 273      | 5,1·10⁴⁵           | 10⁴⁶         | 4,5·10⁴¹         |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Радиогалактика NGC   |        |        |     |

| 1275.    | 3,8·10⁴⁴           | 3·10⁴⁴      | 5,6·10⁴⁰         |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Эллиптическая     |        |        |     |

| галактика M87      | 1,4·10⁴³           | 3,3·10⁴²    | Ядра галактик10³⁹    |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Сейфертовская    |        |        |     |

| галактика NGC 4151    | 1,36·10⁴³  | 1,7·10⁴²    | Ядра галактик10³⁸    |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Ядро нашей         |        |        |     |

| Галактики     | 5·10³⁹      | 1,4·10³⁷    | Ядра галактик10³⁴    |

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Среди спиральных галактик наибольшая активность ядер наблюдается у так называемых сейфертовских галактик, среди эллиптических галактик — у N-галактик и радиогалактик (См. Радиогалактики). Особенно высока активность квазаров (См. Квазары), которые по современным представлениям являются ядрами далёких гигантских галактик. Источники энергии, ответственные за активность Я. г., как и процессы, приводящие к ускорению в Я. г. заряженных частиц до релятивистских скоростей, пока окончательно не установлены. Т. о., Я. г. — не просто массивные гравитационно связанные компактные комплексы, состоящие из звёзд, межзвёздного газа и пыли, а образования, обладающие рядом специфических свойств. Существует несколько гипотез о природе активности Я. г. и квазаров.

1) Я. г. — компактное (Ядра галактик 1 nc) массивное (Ядра галактик10⁷³). Массивные звёзды быстро эволюционируют, вспыхивают как сверхновые и превращаются в Нейтронные звёзды или «чёрные дыры». При этом выделяется гравитационная энергия, обусловливающая активность Я. г. Нейтронные звёзды, проявляющие себя как Пульсары,могут порождать потоки релятивистских частиц, необходимые для достижения наблюдаемой мощности излучения. За активность Я. г. могут быть ответственны также «вспышки» звездообразования — рождение большого числа (десятки звёзд в год) молодых горячих звёзд, которые своим мощным ультрафиолетовым и корпускулярным излучением имитируют активность ядер.

2) Я. г. — компактное массивное быстровращающееся тело (так называемый ротатор или спинор), обладающее сильным магнитным (квазидипольным) полем. Это поле, подобно полю пульсаров, ускоряет частицы до релятивистских скоростей и обусловливает их мощное нетепловое излучение. Энергия в этом случае черпается из запасов энергии вращения спинора.

3) Я. г. — «чёрная дыра» с массой М > 10^{3 26} (М/эрг,достаточном для объяснения активности Я. г.

4) По гипотезе В. А. Амбарцумяна, активность Я. г. обусловлена распадом находящегося в них гипотетического «дозвёздного вещества». Распад происходит взрывообразно и сопровождается выделением значительной энергии. По Амбарцумяну, активность Я. г. играет определяющую роль в эволюции галактик.

Различия в активности Я. г. указывают, по-видимому, что у галактик разных типов она может достигать разных степеней и что в процессе эволюции галактик стадия активности их ядер может повторяться.

Центральную область нашей Галактики исследуют методами радио-, инфракрасной и рентгеновской астрономии, т. к. из-за сильного поглощения света межзвёздной пылью оптические исследования галактического центра невозможны. Ядро Галактики совпадает с западным компонентом радиоисточника Стрелец А. В центральной области ядра и вблизи неё обнаружены компактные источники нетеплового радиоизлучения (Ядра галактик 0,01 ncв поперечнике). По радиоизлучению ионизованного водорода установлено, что в центре Галактики есть область расширяющегося газа поперечником Ядра галактик 300 ncи более протяжённая (Ядра галактик 600 nc) область инфракрасного излучения (облака пыли). В центральной области есть также звёздное скопление эллипсоидальной формы с размерами полуосей 800 х 300 nc, масса которого Ядра галактик10⁹

Ядро Галактики окружено вращающимся газовым диском (диаметром 1600 ncи средней толщиной около 400 nc). По своим свойствам ядро Галактики относится к активным, что резко отличает её от ближайшей спиральной галактики Туманность Андромеды, у которой признаков активности в ядре не обнаружено.

Лит.: Происхождение и эволюция галактик и звезд. Сб. ст., под ред. С. Б. Пикельнера, М., 1976.

Ю. Н. Дрожжин-Лабинский, Б. В. Комберг.

Рис. 1. Скорость вращения V (км/сек) вещества Туманности Андромеды в зависимости от расстояния до её центра (расстояние r дано в угловых сек и мин, а также в пс и кпс): а — кривая вращения для всей Галактики, б — для центральной области.

Рис. 2. Зависимость логарифма спектральной плотности потока F_ν от логарифма частоты ν для радиогалактики Центавр А (подобный спектр характерен для всех активных ядер галактик).

ЯДРА ГАЛАКТИК - яркие центральные сгущения, наблюдающиеся у спиральных галактик. Масса ядра Галактики составляет несколько процентов от общей массы Галактики. Иногда внутри ядра находится еще меньшее ядрышко ("керн"). По современным представлениям, в ядрах происходят активные процессы, приводящие к выбросу из них значительных масс газа.

ЯДРА ГАЛАКТИК

компактные массивные сгущения в-ва в центр. области многих галактик (у нек-рых галактик ядер нет, напр. их нет у Большого и Малого Магеллановых Облаков — спутников нашей Галактики). На фотографиях ряда достаточно ярких и массивных галактик видны крупные эллипсоидальной формы центр. сгущения, получившие назв. «балдж» (от англ. bulge — выпуклость). Я. г. располагаются внутри балджа и на его фоне выделяются как более яркое образование. В балджах и Я. г, обнаружены звёзды, газ и пыль. Звёзды расположены с высокой пространств. плотностью, свойственной очень массивным компактным скоплениям. Внутри собственно ядер иногда видны звездообразные ядрышки — керны (часто именно их наз. Я. г.). Размеры кернов составляют неск. парсек, массы — 107 — 108 Mсолн(масс Солнца), т. е. в них заключено не более 1/10 000 массы типичной спиральной галактики. Несмотря на малые по сравнению с галактикой размеры и массу, в нек-рых Я. г. протекают грандиозные по энерговыделению процессы. Характерный пример: к галактикам с активными ядрами относится не более 1% от общего числа галактик, но мощность излучения активных Я. г. такова, что в ИК диапазоне (на волне 50 мкм) их излучение сравнимо с мощностью излучения всех остальных галактик, вместе взятых.

Раскрытие природы активности Я. г. и их роли в эволюции галактик— осн. цель изучения Я. г.

К осн. проявлениям активности Я. г. относятся: мощное нетепловое излучение, охватывающее диапазоны от метровых радиоволн до рентг. излучения (рис. 1); переменность потока излучения; бурные перемещения облаков газа (со скоростями = неск. тыс. км/с, приводящими к значит. уширению спектральных линий); выбросы плазменных струй и сгустков со скоростями, близкими к скорости света (рис. 2).

.

Рис. 1. Зависимость логарифма спектральной плотности потока Fn от логарифма частоты lgn для радиогалактики Центавр А (подобный спектр характерен для активных ядер галактик).

.

Рис. 2. Фотография радиогалактики Дева А (М87 или NGC 4486) в поляризованном свете. Виден яркий выброс плазмы (длиной =5
• 103 световых лет), состоящий из нескольких сгустков.

.

Ядро нашей Галактики проявляет слабую активность.

К галактикам с активными ядрами относятся т. н. сейфертовские галактики (с очень яркими ядрами), N-галактики и радиогалактики, а также квазары.

Данные о мощности излучения Я. г. в нек-рых диапазонах длин волн приведены в таблице.

К галактикам с активными ядрами причисляют ещё объекты типа BL Lacertae — лацертиды, главная особенность к-рых — значит. переменность блеска (на 6—7 звёздных величин, что соответствует изменению их светимости в неск. сотен раз).

Переменность излучения Я. г. с периодом в неск. лет указывает, что ядра имеют размеры =1017—1018 см (см. КВАЗАРЫ). Переменность излучения ряда Я. г. с характерным временем от неск. недель до неск. месяцев указывает, что размеры излучающих областей в Я. г. могут составлять 1016— 1017 см (не превышать десятых долей парсека, т. е. размеров Солнечной системы).

При массе =107—108 Mсолн и размерах =1018 см Я. г. могут аккумулировать энергию =1059—1060 эрг. Столь колоссальным может быть лишь запас гравитац. энергии. В связи с этим для Я. г. существенна проблема трансформации гравитац. энергии в излучение и кинетич. энергию облаков плазмы. В астрофизике рассматривают ряд теор. моделей активных Я. г., среди них наиболее обоснованы следующие:

1) Я. г.— массивное компактное звёздное скопление, в к-ром идёт звездообразование и быстрая эволюция массивных звёзд, превращающихся в нейтронные звёзды и черные дыры с выделением значит. гравитац. энергии;

2) Я. г.— вращающееся магнитоплазменное тело с сильным магн. полем, к-рое ускоряет заряженные ч-цы до релятив. скоростей и обусловливает их мощное нетепловое излучение; энергия излучения черпается из кинетич. энергии вращения тела;

3) Я. г.— сверхмассивная чёрная дыра или кратная система чёрных дыр (напр., двойная), на к-рую падает в-во из окружающего пространства; гравитац. энергия аккрецирующего в-ва трансформируется в энергию излучения для поддержания высокой активности ядра достаточно аккреции =(1— 3).Mсолн/год.

Эксперим. данных, позволяющих остановиться на к.-л. одной модели Я. г., пока ещё недостаточно.

я́дра гала́ктик

яркие центральные сгущения, наблюдающиеся у спиральных галактик. Масса ядра галактики составляет несколько процентов от общей массы галактики. Иногда внутри ядра находится ещё меньшее ядрышко («керн»). По современным представлениям, в ядре галактики происходят активные процессы, приводящие к выбросу из них значительных масс газа.

* * *

Я́ДРА ГАЛА́КТИК, яркие компактные центральные сгущения, наиболее четко выделяющиеся в спиральных галактиках. Содержат как звезды, так и газ. Иногда внутри ядра находится еще меньшее ядрышко («керн»). В ядрах некоторых галактик обнаружены мощные области ионизованного газа и горячие звезды. Здесь протекают активные процессы звездообразования. Некоторые галактики (например, Магеллановы Облака(см. МАГЕЛЛАНОВЫ ОБЛАКА)) не имеют ядер.

яркие центральные сгущения, наблюдающиеся у спиральных галактик, в центрах которых сосредоточено всего несколько процентов всей массы галактики. По современным представлениям в ядрах идут активные процессы, происходит выброс газов.

яркие центр. сгущения, наблюдающиеся у спиральных галактик. Масса Я. г. составляет неск. % от общей массы галактики. Иногда внутри ядра находится ещё меньшее ядрышко ("керн"). По совр. представлениям, в Я. г. происходят активные процессы, приводящие к выбросу из них значит. масс газа.