Вы здесь

Змінність, структура і спектр радіовипромінювання активних ядер галактик за спостереженнями на радіотелескопах.

Автор: 
Вольвач Олександр Євгенович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2003
Артикул:
0403U001064
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

ГЛАВА 2
МОНИТОРИНГ ПЕРЕМЕННЫХ ВНЕГАЛАКТИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ НА РТ-22 КРАО В МИЛЛИМЕТРОВОМ
ДИАПАЗОНЕ ВОЛН
С обнаружением грандиозных по своим масштабам энергетических процессов,
происходящих в ядрах галактик, была начата новая эра во внегалактической
астрономии. Физическая природа этих явлений до конца не выяснена, поэтому
наблюдательные данные о них не только позволяют по-новому подходить к проблеме
эволюции галактик, но и оказывают сильное влияние на концепции строения и
эволюции Вселенной.
Проблема не стационарности активных ядер галактик (АЯГ) относится к ключевой
проблеме астрофизики. Нестационарные объекты выделяются повышенным и часто
переменным уровнем излучения на широких участках электромагнитного спектра.
Класс компактных внегалактических радиоисточников включает в себя галактики, BL
Lac объекты и квазары.
Для понимания физической природы активных ядер большое значение имеет оценка
продолжительности стадии активности. Выбросы в радиогалактиках, демонстрирующие
явление активности ядер, иногда имеют длину до нескольких мегапарсек. Средняя
скорость движения вещества в выбросе ?0.1с.
Одной из наиболее важных величин для понимания физической природы активности
ядер является быстрая переменность их излучения. Существенное значение для
решения вопроса о природе центральных источников в ядрах галактик имеет
исследование характера их переменности в разных спектральных диапазонах.
Переменность излучения АЯГ с периодом в несколько лет указывает, что ядра имеют
размеры 1017 - 1018 см. Переменность излучения ряда АЯГ с характерным временем
от нескольких недель до нескольких месяцев указывает, что размеры излучающих
областей в ядрах могут составлять 1016 - 1017 см (не превышает десятых долей
парсека, т.е. размеров Солнечной системы). При массе ~ 1017 - 1018 масс Солнца
и размерах ~ 1018 см ядра галактик могут аккумулировать энергию ~ 1059 - 1060
эрг.
Главной задачей наблюдательной радиоастрономии является измерение интенсивности
принимаемого от небесного объекта излучения и исследование изменения этого
излучения во времени. Метод исследования – регистрация космического
радиоизлучения с помощью радиотелескопа [45].
Радиоизлучение внегалактических источников генерируется синхротронным
излучением компактной центральной области ядра, которое является точечным даже
при разрешении в несколько миллисекунд дуги. Изучая нестационарные явления по
их радиоизлучению, наблюдаются внешние части магнитосфер объектов, поскольку
внутренние части обычно скрыты от наблюдателя плотной тепловой или
релятивистской плазмой. Глубина проникновения наблюдателя в магнитосферы
увеличивается с укорочением длины волны, на которой ведутся исследования.
Мониторинг радиоизлучения в континууме так и картирование с помощью метода
радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами на низких Гигагерцовых частотах
относятся в основном к старым, более протяженным и менее переменным компонентам
и не дают прямого доступа к физике ядра.
Освоение миллиметрового диапазона волн для систематических исследований в
области внегалактической радиоастрономии представляет актуальнейшую задачу. На
высоких частотах мы проникаем глубже в АЯГ и выявляем более ранние стадии
эволюции всплесков. На более низких частотах большая часть потока зарождается в
более протяженных областях вне самого ядра, которое начинает доминировать в
полном потоке на частотах выше 40-50 ГГц. Таким образом, при наблюдениях,
не-посредственно наблюдается энергетика центров активных галактик, что дает
возможность понять весь феномен ядерной активности компактных источников [46].
Активность галактик может проявляться в разнообразных формах. Все они связаны с
выделением огромных энергий, часто за короткие промежутки времени [47]:
- мощное нетепловое излучение, охватывающее диапазоны от мет-ровых радиоволн до
рентгеновского излучения;
- переменность потока излучения;
- выбросы плазменных струй и сгустков со скоростями, близкими скорости света;
- присутствие широких эмиссионных линий в спектрах галактик (сейфертовские
галактики, радиогалактики, квазары и т.д.), свидетельст-вующие о наличии в
центральных частях галактик газовых облаков, движущихся относительно друг друга
с большими скоростями;
В астрофизике рассматриваются ряд теоретических моделей АЯГ, среди которых
наиболее обоснованы следующие:
Массивное компактное звездное скопление, в котором идет звездообразование и
быстрая эволюция массивных звезд, превращающихся в нейтронные звезды и черные
дыры с выделением значительной гравитационной энергии;
Вращающееся магнитоплазменное тело с сильным магнитным полем, которое ускоряет
заряженные частицы до релятивистских скоростей и обуславливает их мощное
нетепловое излучение;
Сверхмассивная черная дыра или кратная система черных дыр, на которую падает
вещество из окружающего пространства.
Что представляет собой радиоструктура активного галактического ядра? Какие
физические механизмы производят изменения потока и структуры? Подобны ли они во
всех источниках? В идеальном случае необходимо получить полное многочастотное и
многоэпохное перекрытие для некоторого числа источников и использовать эту
информацию совместно с РСДБ-наблюдениями для того, чтобы ответить на эти и
другие фундаментальные вопросы. Практически, полное перекрытие по частоте и по
времени не может быть реализовано даже для возможно наиболее хорошо
наблюдавшихся объектов.
Мощнейшим методом изучения нестационарных процессов в радиодиапазоне, дающим
сведения о структуре и динамике объектов, несомненно, являются наблюдения с
высоким угловым разрешением, в частности, радиоинтерферометрия со сверхдлинными
базами (РСДБ). Всплески радиоизлуч