Взрывы галактик и звёзд. Космические взрывы Рождение и смерть

Еще в начале XX века астрономы считали, что космические объекты мало изменяются с течением времени. Казалось, что и звезды и галактики развиваются настолько медленно, что за обозримые промежутки времени в их физическом состоянии не происходит сколько-нибудь существенных изменений. Правда, были известны физические переменные звезды, отличающиеся, например, частыми изменениями блеска; звезды, бурно выбрасывающие вещество, а также вспышки новых и сверхновых звезд, сопровождающиеся освобождением огромных количеств энергии. Эти явления хотя и привлекали внимание исследователей, но все же представлялись эпизодическими, не имеющими принципиального значения.

Однако уже в 50-е годы XX века распространилось убеждение в том, что явления нестационарности — это закономерные этапы эволюции материи во Вселенной, играющие чрезвычайно важную роль в развитии космических объектов. И действительно, был обнаружен целый ряд явлений во Вселенной, связанных с выделением колоссальных количеств энергии и даже взрывными процессами.

В частности, оказалось, что некоторые галактики являются источниками мощного радиоизлучения.

Одна из таких радиогалактик — радиоисточник Лебедь-А — находится в районе созвездия Лебедя. Это необычайно мощная космическая радиостанция: ее радиоизлучение, принимаемое на Земле, имеет такую же мощность, как радиоизлучение спокойного Солнца, хотя до Солнца всего около 8 световых минут, а до галактики в Лебеде около 700 миллионов световых лет.

Как показывают расчеты, общая энергия релятивистских электронов, порождающих радиоизлучение радиогалактик, может достигать огромной величины. Так, для радиоисточника Лебедь-А эта энергия в десятки раз превооходит энергию притяжения всех звезд, которые входят в эту радиогалактику и в сотни раз больше, чем энергия ее вращения.

Возникает два вопроса: каков физический механизм радиоизлучения радиогалактик и откуда берется энергия, необходимая для поддержания этого радиоизлучения?

В Северном полушарии неба в созвездии Тельца есть небольшая газовая туманность. За свои причудливые очертания, чем-то напоминающие гигантского краба с многочисленными щупальцами, она получила название Крабовидной. Сопоставление фотографий этой туманности, сделанных в различные годы, показало, что газы, входящие в ее состав, разлетаются с колоссальной скоростью — около 1000 км/с. Видимо, это следствие взрыва огромной силы, который произошел примерно 900 лет назад, когда все вещество Крабовидной туманности было сконцентрировано в одном месте. Что же произошло в этом районе неба в начале второго тысячелетия нашей эры?

Ответ мы находим в летописях тех времен. В них рассказывается, что весной 1054 г. в созвездии Тельца вспыхнула звезда. На протяжении 23 суток она сияла так ярко, что была хорошо видна на дневном небе при свете Солнца. Сопоставление этих фактов привело ученых к выводу о том, что Крабовидная туманность представляет собой остаток вспышки сверхновой звезды.

Наблюдения показали, что Крабовидная туманность является чрезвычайно мощным источником радиоизлучения. Вообще любой космический объект, будь то галактика, звезда, планета или туманность, если только его температура выше абсолютного нуля, должен излучать электромагнитные волны в радиодиапазоне — так называемое тепловое радиоизлучение. Удивительное состояло в том, что радиоизлучение Крабовидной туманности было во много раз мощнее того теплового радиоизлучения, которым она должна была бы обладать в соответствии со своей температурой. Вот тогда-то и было сделано одно из самых выдающихся открытий в современной астрофизике, открытие, которое не только объяснило природу радиоизлучения Крабовидной туманности, но и дало ключ к пониманию физической природы очень многих явлений, происходящих во Вселенной. Впрочем, в этом нет ничего удивительного: ведь в каждом отдельном космическом объекте находят свое отражение самые общие закономерности природных процессов.

Усилиями главным образом советских ученых была разработана теория нетеплового электромагнитного излучения космических объектов, порождаемого движением очень быстрых электронов в магнитных полях. По аналогии с некоторыми процессами, происходящими в ускорителях заряженных частиц, такое излучение получило название синхротронного.

В дальнейшем выяснилось, что синхротронное радиоизлучение является характерной особенностью целого ряда космических явлений. В частности, именно такую природу имеет радиоизлучение радиогалактик.

Что же касается источника энергии, то в Крабовидной туманности таким источником была вспышка сверхновой звезды. А в радиогалактиках?

Очень многие факты говорят о том, что источником энергии их радиоизлучения, по-видимому, служат активные физические процессы, протекающие в ядрах этих звездных систем.

Как показывают астрономические наблюдения, в центральных частях большинства известных нам галактик имеются компактные образования, обладающие довольно сильным магнитным полем. Эти образования получили название ядер. Нередко в ядре сосредоточена значительная доля излучения всей галактики. Есть ядро и у нашей Галактики. Как показали радионаблюдения, из него происходит непрерывное истечение водорода. За год выбрасывается масса газа, равная полутора массам Солнца. Немного? Но если учесть, что наша звездная система существует больше 10 миллиардов лет, то нетрудно подсчитать, что за это время из ее ядра было выброшено колоссальное количество вещества. При этом есть веские основания предполагать, что явления, регистрируемые в настоящее время, представляют собой лишь слабые отголоски гораздо более бурных процессов, которые происходили в ядре нашей Галактики, когда она была моложе и богаче энергией. На эту мысль наводят весьма активные явления, которые мы наблюдаем в ядрах некоторых других галактик.

Так, например, в галактике М 82 наблюдается разлет газовых струй во все стороны от ядра со скоростями до 1500 км/с. Видимо, это явление связано со взрывом, который произошел несколько миллионов лет назад в ядре этой звездной системы. Согласно некоторым подсчетам, его энергия была поистине колоссальна — она соответствует энергии взрыва термоядерного заряда с массой, равной массе нескольких десятков тысяч солнц. Правда, в последнее время относительно взрыва в М 82 высказываются определенные сомнения. Однако известен еще целый ряд галактик, в ядрах которых происходят чрезвычайно мощные нестационарные явления.

В 1963 г. на очень больших расстояниях от нашей Галактики были обнаружены поразительные объекты, получившие название квазаров. В сравнении с громадными звездными островами-галактиками, квазары ничтожно малы. Но каждый квазар излучает в сотни раз больше энергии, чем самые гигантские известные нам галактики, состоящие из сотен миллиардов звезд.

Открытие квазаров, как и всякое подобное открытие, оказалось неожиданным — одним из тех удивительных сюрпризов, которые время от времени преподносит и будет нам преподносить бесконечно разнообразная Вселенная. О существовании подобных объектов физики и астрофизики не только не могли предполагать заранее, но если бы до открытия квазаров им описали их свойства, ученые, по мнению известного астрофизика И. Д. Новикова, наверняка заявили бы, что такие объекты в природе вообще не могут существовать.

Тем не менее квазары существуют и их физическая природа требует объяснения. Однако такого общепринятого объяснения пока еще нет. Высказывались различные предположения, часть из них впоследствии отпала, часть продолжает обсуждаться. Но. какие физические процессы могут приводить к выделению столь грандиозных количеств энергии, все еще остается неясно.

В то же время значительные успехи достигнуты в решении другого вопроса: какое место занимают квазары в ряду различных космических объектов? Являются ли они уникальными образованиями, своеобразным исключением из общего правила или закономерным этапом в развитии космических систем?

Подобная постановка вопроса характерна для всего духа современной астрофизики. Если еще сравнительно недавно исследователи Вселенной интересовались главным образом изучением физических свойств, характеризующих современное состояние того или иного космического объекта, то теперь на первый план выдвинулось исследование его истории, его предшествующих состояний, закономерностей его происхождения и развития. Подобный подход явился результатом осознания того факта, что мы живем в расширяющейся нестационарной Вселенной, прошлое которой отличается от ее современного состояния, а современное состояние — от будущего.

В свете этих идей особый интерес приобретает выяснение возможной родственной связи между различными нестационарными объектами. В частности, оказалось, что по своему строению и оптическим свойствам радиогалактики не представляют собой ничего исключительного. Оказывается, для любой„ радиогалактики можно найти похожую на нее «нормальную» галактику, которая отличается только отсутствием радиоизлучения. Это, видимо, и говорит о том, что способность излучения мощных потоков радиоволн возникает лишь на некоторой стадии эволюции галактик того или иного типа. Своеобразное «возрастное» явление, .которое наступает на определенном этапе жизни звездных систем, а затем исчезает...

Подобное предположение тем более правдоподобно, что радиогалактик значительно меньше, чем «нормальных».

Но не являются ли в таком случае квазары, эти сверхмощные «фабрики энергии», тоже некоторой стадией развития космических объектов, быть может, одной из самых ранних? Во всяком случае, анализ электромагнитного излучения квазаров обнаруживает явное сходство между ними и ядрами некоторых типов радиогалактик.

Известный московский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов обратил внимание на одно весьма любопытное обстоятельство. Почти все известные нам квазары (а их зарегистрировано уже свыше полутора тысяч) — одинокие объекты. С другой стороны, близкие к ним по свойствам радиогалактики, как правило, входят в скопления галактик и являются их главными, центральными членами, наиболее яркими и активными.

В связи с этим Б. А. Воронцов-Вельяминов высказал предположение о том, что квазары — не что иное, как «протоскопления» галактик, т. е. объекты, в результате дальнейшей эволюции которых возникали в дальнейшем галактики и скопления галактик.

В пользу подобного предположения говорит, например, активность ядер галактик, весьма сходная с активностью квазаров, хотя и не такая бурная. Особенно бурные процессы протекают в ядрах так называемых сейфертовских галактик. Эти ядра имеют очень малые размеры, сравнимые с размерами квазаров и подобно им обладают чрезвычайно мощным электромагнитным излучением. В них происходят движения газа с огромными скоростями, достигающими нескольких тысяч километров в секунду. У многих сейфертовских галактик наблюдаются выбросы компактных газовых облаков с массами в десятки и сотни солнечных масс. При этом выделяется колоссальная энергия. Так, например, в ядре сейфертовской галактики NGC 1275 (радиоисточник Персей-А) около 5 млн. лет назад (по времени этой галактики) произошел сильнейший взрыв, сопровождавшийся выбросом газовых струй со скоростями до 3000 км/с. Энергия разлета газа здесь на два порядка выше, чем в галактике М 82.

Еще один класс галактик с активными ядрами, обладающими аномально сильным ультрафиолетовым излучением, был обнаружен советским астрономом Б. Е. Маркаряном. Видимо, большая часть этих галактик переживает в настоящее время эпоху, следующую за выбросом, как говорят астрономы, послеэруптивную стадию.

Не исключено, что энергия излучения квазаров и активность ядер галактик порождаются сходными физическими процессами.

Квазары — весьма удаленные объекты. А чем дальше от нас находится тот или иной космический объект, тем в более далеком прошлом мы его наблюдаем. Галактики, в том числе и галактики с активными ядрами, в среднем, расположены ближе, чем квазары. Следовательно, это объекты более позднего поколения — они должны были образоваться позже квазаров. И это немаловажное свидетельство того, что квазары, возможно, являются ядрами галактик.

Что же касается природы физических процессов, обеспечивающих энерговыделение квазаров, то на этот счет имеется одна интересная гипотеза.

История этой неординарной галактики началась в 1774 г., когда немецкий астроном и математик Иоганн Элерт Воде сделал в своем дневнике первую дошедшую до нас запись о ней: "наблюдал пятно удлиненной формы и туманных очертаний". В августе 1779 г. галактику независимо обнаруживает француз Пьер Мешен и сообщает о ней Шарлю Мессье, который вскоре включает ее в свой знаменитый каталог под 82-м номером. Именно под этим номером она и известна сейчас всем астрономам.

М82 оставалась ничем не примечательным объектом вплоть до 1871 г., пока ирландский астроном Вильям Парсонс не взглянул на нее в свой 182-см рефлектор, в то время крупнейший в мире. Галактика сразу привлекла его внимание необычной структурой из темных пылевых полос и пятен, пересекающих ее удлиненное тело.

В 1963 г. американские астрономы Линде и Сендидж решили выяснить, почему оранжевокрасный цвет этой неправильной галактики совершенно не соответствует ее раннему спектру (А2). Обычно, когда цвет звезды или галактики краснее, чем должен быть, исходя из их спектра, подозрение сразу падает на присутствие диффузной материи. Оказалось, что в М82 ее предостаточно - на снимках в линии водорода (Н α) действительно проявились огромные газообразные волокна, простирающиеся с обеих сторон от лимба галактики на 10000 св. лет (еще лучше эти волокна видны на представленной здесь фотографии, которая была получена в феврале этого года с помощью 8.3-м телескопа "Субару"). Дополнительные измерения показали, что газ вылетает из галактики со скоростью около 1000 км/с (!), что заставило астрономов сделать поразительный вывод: М82 "взрывается"!

Что же явилось причиной взрыва? Сендидж выдвинул гипотезу, что активность М82 обязана неизвестным пока процессам, протекающим в ее ядре. Таким образом, от старой идеи Вальтера Бааде и Рудольфа Мин-ковского, предлагавших искать причину активности галактик в их взаимных столкновениях, был сделан шаг в совершенно ином направлении.

Дальнейшие исследования показали, что М82 является рекордсменом среди галактик в инфракрасном диапазоне - явный показатель процесса бурного звездообразования. Но откуда берется необходимая для этого материя? Вначале астрономы предположили, что М82 "вплыла" в гигантское пылевое облако, вещество которого, попадая в центральные области галактики, как раз и питает столь интенсивное рождение звезд. Однако сделанное в 1977 г. открытие заставило астрономов обернуть свои головы на галактику М81, расположенную всего в 37" от М82. Между этими системами был обнаружен настоящий мост, состоящий из нейтрального водорода, а значит, эти галактики были когда-то намного ближе друг к другу, чем сегодня. Выходит, снова назад, к столкновительной гипотезе Бааде и Минковского?

Крупной вехой в этой истории стал 1980 г., когда Джордж Райк показал, что наблюдаемую картину могут полностью объяснить "обычные" звездные процессы -рождение и смерть звезд. Тогда же был введен термин "взрывное звездообразование", описывающий тот уголок космоса, в котором чрезвычайно быстро и эффективно формируются новые звезды на протяжении короткого интервала времени в несколько десятков или сотен миллионов лет.

Следующим важным успехом было получение в 1985 г. подробного изображения галактики, позволившего разрешить ее ядро на крошечные точечные источники. Они, по-видимому, являлись останками сверхновых, которые должны быть естественными спутниками процесса взрывного звездообразования. Ведь в общей массе рождающихся звезд известная доля должна приходиться и на массивные светила, которые довольно быстро заканчивают свою жизнь колоссальным взрывом. Источник энергии был налицо!

С выходом на орбиту рентгеновского телескопа "Чандра" появилась возможность рассмотреть наиболее яркие останки сверхновых и двойных рентгеновских звезд. Некоторые из пятен, видимых на этом снимке, вероятно, являются самыми яркими из известных на сегодня рентгеновских двойных звезд, а диффузное свечение газа вызвано его разогревом до температуры в несколько миллионов градусов - для области столь интенсивного звездообразования это норма.

Итак, оказалось, что разлетающийся из галактики такими причудливыми нитями газ вполне может черпать энергию в процессе бурного звездообразования, сопровождающегося мощными вспышками сверхновых. И хотя сегодня почти все соглашаются, что именно эти вспышки подпитывают активность М82, думается, что в истории изучения этой галактики будет еще очень много неожиданных поворотов.

Скорости движения во Вселенной . Определение: То к – течение – синфазное движение всех частей движущегося объема среды. Волна обусловлена противофазным последовательным движением (эндотечением ) соседних составляющих среду объемов (за счет упругости среды) движущегося (или покоящегося) объема. Отсюда следует, что ток всегда медленнее волны в этой среде. В теоретическом пределе, то есть для микрообъемов и коротких волн («эндотечение», смотри выше), скорость тока может приближаться к скорости волны.

Соответственно эфирный ток v э, в том числе и гравитационная фильтрация (смотри Тяготение - не притяение ), всегда медленнее волнового движения эфира, скорость которого v э.в. является максимально возможной скоростью во Вселенной. Максимальной волновой скоростью во Вселенной является скорость света v с (Тайны скорости света смотри).

Скорость тока эфира может быть также велика. Так метеор, перемещаемый к Земле током эфира, летит со скоростью в несколько десятков километров в секунду. Если бы около Земли v э была мала, то метеор, имея v = v э в Космосе, далее (чем ближе к Земле) все более тормозился бы эфиром и плавно сел. (Да и человек, споткнувшись, не падал бы так стремительно).

Рост давления в галактике и звезде . При образовании вихрей из эфирного тока (течения) из непрерывности эфира (Пространство непрерывно смотри) вытекает, что скорость тока растёт к центральной области вихря и тем больше, чем больше растёт кривизна вихря. Из Замыкание Вселенной следует, что самая бо́льшая скорость в вихре − галактике (звезде) будет в его центральной части. Из "Замыкание Вселенной" следует также, что в центральной части вращающейся галактики (звезды) фильтрация отсутствует. Следовательно, сжата центральная зона не наружным фильтрационным давлением (Тяготением, как считается), а собственным внутренним упругим давлением за счет подклин ивания наматывающихся струй (смотри рисунок в "Замыкание Вселенной") макровихря вращением с максимальной скоростью эфира в галактике . Аналогично и в звезде. Соответственно для звезды в галактике через ядро звезды к ядру галактики также фильтрации не будет, но будет втекание эфира в ядро звезды и её гравитационное движение за счёт обтекания торообразного ядра звезды (смотри Звёзды и галактики ) потоком вязкого эфира, движущегося к ядру галактики.*

Из подклин ивания (смотри рисунок в "Замыкание Вселенной" ) каждого наматывающегося упругого слоя эфира следует, что давление внутри центральной зоны растет путем суммирования давления каждого слоя. Здесь частота вибрации эфира (смотри Свойства космического эфира ) увеличивается – увеличивается (смотри Давление ) внутреннее давление**(рис. 5).

Рис. 5. Эпюра распределения давления по глубине ядра галактики (звезды):

R – радиус ядра; V– направление течения эфира; Р – ордината эпюры.

С начала фазы наматывания эфира слоями в центральной области вихря -- ядре прежнее потенциальное движение выравнивания плотности эфира ρ i изменяется на новое движение – накапливание эфира с увеличенной во много крат плотностью ρ ядр. , по сравнению с ρ тм тех мест с увеличенной плотнстью, откуда эфир потёк в место будущей галактики (звезды). Подтверждением того, что эфир здесь уплотняется больше , чем была плотность тех мест, откуда эфир потек, является его последующее разуплотнение, то есть колебания , которые являются фундаментальным свойством Вселенной (смотри Колебательность движений ). Иначе этих колебаний не возникнет.

Таким образом, внутри ядра накапливается эфир, находящийся в сжатом (напряженном) состоянии. Изнутри наружу в нём действует суммарное давление слоёв вибрирующего упругого эфира. Снаружи внутрь этому давлению противодействует устойчивость вихревого движения ("Звёзды и галактики" смотри ) – упругость орбит.

Механизм возникновения взрыва. При втекании в вихрь эфира, движение эфира к ядру вихря по мере выравнивания ρ в околовихревой области замедляется . При идеальном отсутствии тел, например, в галактике - звёзд, в звёздной системе - планет, происходит плавное замедление вращения. Меж струйная вязкость здесь не проявляется, так как эфир активен в течении (смотри Виды галактик ). Затем это движение останавливается. И далее так как плотность эфира в наружном пульсирующем слое ядра больше, чем плотность периферической зоны эфира за пределами ядра, то начинается фаза выравнивания плотностей эфира этих зон: эфир начинает плавно разматываться с ядра. В этих условиях эфир путем нового колебания приходит к своему основному состоянию – материнскому эфиру без образования тел.

Реально происходит иначе. Эфирный вихрь в центральной его части наматывается на себя, а значит, становится больше в диаметре и растет до тех пор, когда давление изнутри достигнет значений внешнего давления (смотри выше абзац: «Таким образом...»). После чего вихрь частично или полностью разрушается взрывом. При частичном разрушении сбрасывается внешняя часть вихря - оболочка ядра или части этой оболочки. При этом таких частей чаще всего будет множество по поверхности звезды. Причиной этого является неодинаковость звезды по её поверхности, смотри Свойства Пространства. Наличие множества таких местных взрывов исключает их катастрофичность для окружающего Пространства. Поверхность звезды своими разными участками будет как бы дышать за счёт местных сбросов давления. При полном разрушении - разрушается весь вихрь. Особенно мощный взрыв будет при возникновении быстрого торможения вращения макровихря *** . Это будет за счет примыкания к центральной части галактики (звезды) большого тела или скопления тел. Это быстрое торможение вызовет быстрое исчезновение вихревого подклинивания, удерживающего центральную часть макровихря в сжатом состоянии (смотри выше) – сжатие реализуется во взрыв галактики (звезды).

Перед взрывом материя текла в одно рассматриваемое место – ядро галактики (звезды). После взрыва распределение плотности ρ эфира стало совсем иным . В частности эфир теперь может течь ко многим центрам (звёздам, планетам, телам). В этом случае из одного большого вихря образуется много мелких . Эти мелкие упорядочиваются вокруг существенно большего и возникает новая галактика (звезда).

Может быть и иная ситуация. Взрыв разбрасывает в эфирном Пространстве периферийную зону и части центрального ядра галактики (звезды) во все стороны (с их прямым и обратным вращением). В месте бывшего ядра за счет Инерции частей ядра (смотри Сущность Инерции ) образуется зона разрежения эфира (ρ мало). Тогда последует выравнивание ρ н н аружной зоны с ρ в в нутренней – опять поток эфира в место разрежения – образование новой галактики (звезды) в близком к прежнему месте.

Следствие. Те галактики, которые не спиральны, не эллиптичны и не шаровые, находятся в фазе разлетания во взрыве (негравитационной фазе, смотри выше "Тяготение - не притяжение) или в начале следующей за ней (смотри два предыдущих абзаца) фазы образования новой галактики.

* Из изложенного видно, что одно крайнее (в колебании) состояние эфира – чистый эфир (материнский), второе – сжатый в ядре звезды (галактики) самоуплотненный вихрь. Отсюда следует, что все известные частицы (тела) представляют собой свободные и сцепленные микровихри и образовались они снаружи ядра в фазе уплотнения эфира. При обратном колебании эфира (смотри выше "Свойства космического эфира" ) они будут разбросаны по чистому эфиру с вращением в прямую и обратную основному вращению стороны.

** Вибрация эфира остается, а колебания частиц , движущихся в основном потоке эфира, исчезают, так как сами частицы исчезают (смотри Меньший вихрь гасится )

*** Аналогией является разрыв точильного наждака в результате его заклинивания обтачиваемым предметом, например, неумело зачищаемой для вулканизации автомобильной камерой.

Теория столкновения галактик прожила веселую, по короткую жизнь. Прежде всего астрономов начал мучить вопрос об энергии.
Обычные галактики вроде нашей испускают в форме радиоволн примерно 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (десять тысяч триллионов триллионов) киловатт энергии. Это равно мощности приблизительно тысячи отдельных радиоисточников вроде Кассиопеи А.
Это утешительный факт. Вполне логично объяснить микрорадноволновое излучение обычной галактики тем, что она содержит несколько тысяч остатков Сверхновых. Такая цифра, безусловно, не чрезмерно велика Микрорадиоволновое излучение обычной галактики составляет лишь миллионного долю энергии, излучаемой ею в виде света, и это тоже не вызывает особого недоумения.
Однако даже самая слабая из радиогалактик излучает в пространство в виде микрорадиоволн в 100 раз больше энергии, чем обычная галактика. Микрорадиоволновое излучение Лебедя А в миллион раз мощнее микрорадиовонового излучения обычной галактики. Собственно говоря, Лебедь А излучает в форме микрорадиоволн примерно столько же энергии, сколько и в виде света.
Картина начинала выглядеть загадочно, и чем больше над этим думали, тем труднее было объяснить такую интенсивность микрорадиоволнового излучения. Выяснилось, например, что энергия микрорадиоволнового излучения Лебедя А примерно равна всей энергии движения предположительно сталкивающихся галактик. Казалось невероятным, чтобы энергия столкновения целиком перешла в микрорадиоволиы. Ведь тогда вся масса одной галактики должна была бы стать неподвижной по отношению к другой, а как это могло произойти? Путем столкновения десяти миллиардов звезд? Невозможно! Но даже если бы такое столкновение произошло, каким образом вся его энергия могла преобразоваться в микрорадиоволны? Ведь значительная ее часть могла бы изучаться в других диапазонах спектра.
Кроме того, к концу 50-х годов стала все больше распространяться теория, что микрорадиоволновое излучение различных радиоисточников создается синхротронным излучением электронов высокой энергии, движущихся в сильном магнитном поле. А это означало, что кинетическая энергия столкновения должна переходить не прямо в микрорадиоволиы, а в электроны высокой энергии, которые затем должны быть захвачены магнитным полем. Однако невозможно было предложить правдоподобною механизма такого превращения кинетической энергии в электроны высокой энергии.
Результаты наблюдений также противоречили теории сталкивающихся галактик. Чем больше радиоисточников отождествлялось с отдельными галактиками, тем труднее становилось истолковывать видимые детали этих галактик как признаки столкновения. Да, конечно, микрорадиоволновое излучение некоторых «странных» галактик представлялось необычным, но в их внешнем облике не было ничего странного. Они казались самыми обыкновенными галактиками, ведущими одинокую жизнь и не обнаруживающими признаков какого-либо столкновения, и все же они были мощнейшими источниками микрорадиоволн.
И постепенно начала возникать новая точка зрения. Может быть, это вовсе не столкновение двух галактик, а взрыв одной галактики?

Рис. Источники радиоизлучения в других галактиках.

Возьмем, например, галактику NGC 1068. Это слабая радиогалактика, микрорадиоволновое излучение которой превышает излучение обычной галактики только в 100 раз. Однако это излучение, по-видимому, все целиком поступает из маленького участка в самом ее центре. Столкновение галактик, содержащих облака пыли, должно было бы вызвать излучение в гораздо большем объеме пространства и уж, во всяком случае, не в центре, где нет пыли. С другой стороны, взрыв должен был бы произойти именно в центре, где звезды наиболее скучены и где легко может произойти катастрофа, захватывающая большое число звезд в относительно короткое время. Если это так, то мы, возможно, наблюдаем в NGC 1068 самое начало подобной катастрофы. Излучение микрорадиоволн все еще сосредоточено в начинающем взрываться центре и все еще невелико.
Следующая стадия того же процесса, возможно, представлена галактикой NGC4486, которая более известна как М 87 по своему номеру в каталоге Мессье. В ее центре также имеется мощный источник микрорадиоволн, но, кроме того, источником микрорадиоволнового излучения, хотя и более слабым, является ореол вокруг ее центра — ореол, заполняющий почти весь ее видимый диск. Это выглядит так, словно бешеная ярость центрального взрыва уже распространилась на десятки тысяч световых лет во всех направлениях и М 87 испускает микроволны в 100 раз интенсивнее, чем NGC 1068. Но интереснее всего следующее обстоятельство внимательное изучение М 87 с помощью телескопов показало, что из ее центра вырывается светящаяся струя. Может быть, это вещество, выброшенное силой центрального взрыва в межгалактическое пространство? Свет этой струи, как доказал Бааде, поляризован. Это еще одно свидетельство в пользу теории Шкловского о синхротронном излучении как источнике излучения микрорадиоволн.
Возможно, на еще более поздней стадии главный источник излучения микрорадиоволн полностью покидает галактическое ядро и располагается по обеим его сторонам. Например, у NGC 5128, испускающей микрорадиоволны с той же интенсивностью, что и М 87, есть четыре области микрорадиоволнового излучения. Пара более интенсивных источников излучения находится по обе стороны пылевой полосы, пара более слабых и более протяженных— по обе стороны видимой части галактики. Источник микрорадиоволн разделился, и половины его разошлись к краям ядра галактики, причем какая-то его часть была выброшена в противоположных направлениях далеко за пределы ядра. А может быть, полоса пыли— это вовсе не ребро спиральной галактики, погружающейся в шаровидную, как предполагалось вначале, а результат тех процессов, которые происходили в пораженном катастрофой центре галактики? Может быть, полоса пыли — это гигантское облако распавшегося звездного вещества, которое случайно было выброшено в нашу сторону?
NGC5128 находится относительно недалеко от нас (всего в 15 миллионах световых лет), и мы можем различить в ней некоторые подробности. Если бы она была намного дальше, полоса пыли и все, что ее окружает, уменьшились бы настолько, что различить можно было бы только два пятнышка света, почти соприкасающиеся друг с другом. И их можно было бы принять за две галактики, которые сближаются плоскими сторонами, точно оркестровые тарелки.
Но ведь именно такой парой галактик считался источник радиоизлучения Лебедь А. Так, может быть, там происходит то же, что и в NGC5128, а мы просто хуже видим этот радиоисточник, поскольку расстояние до него не 15 миллионов световых лет, а 700 миллионов? Если это так, то там взрыв достиг уже более поздней стадии, ибо все вещество, испускающее микрорадиоволны, выброшено за пределы ядра галактики в диаметрально противоположные стороны. То же относится и к другим галактикам, в которых радиоисточники находятся по обе стороны от ядра. Тем не менее в этих галактиках все еще сохраняются следы катастрофы, гак как их оптические спектры говорят о невероятно высоких температурах.
А на самой последней стадии, возможно, источники радиоизлучения становятся уже настолько рассеянными и слабыми, что мы не можем их обнаружить, и галактика снова (насколько позволяет судить радиоастрономия) превращается в обычную.
И все же, пока гипотеза сталкивающихся галактик медленно умирала, а гипотеза взрывающихся галактик выходила на первый план, доказательства в пользу этой последней по-прежнему опирались только на выводы относительно природы микрорадиоволнового излучения, сделанные в 50-е годы. Единственным наглядным свидетельством в пользу теории взрыва служила струя в М 87, да и это свидетельство было не совсем убедительным, поскольку струя вырывается только в одном направлении, в го время как подобные явления должны развиваться симметрично в двух противоположных направлениях.
Необходимые наглядные доказательства были получены в начале 60-х годов. В 1961 г. американский астроном Кларенс Роджер Линдс (род. в 1928 г.) пытался уточнить положение слабого радиоисточника 3С231. Участок, охватываемый размытым источником, включал ряд галактик в созвездии Большой Медведицы, самой большой и заметной из которых была М 81. Считалось, что источник этот и находится в М81. Однако, когда Линде уточнил его положение, он оказался не в М81, а в соседней галактике меньших размеров М 82.
Бесспорно, М82 — гораздо более «странная» галактика, чем М81. Полученные ранее фотографии показывали, что она необычайно богата пылью и что внутри нее невозможно различить отдельные звезды, хотя она находится от нас всего в 10 миллионах световых лет. Кроме того, выше и ниже ее можно было заметить слабые при знаки газовых или пылевых волокон.
Как только М82 была признана источником радиоизлучения, к ее оптическим свойствам был проявлен особый интерес. Американский астроном Аллан Рекс Сендейдж (род в 1926 г) сфотографировал ее с помощью 200-дюймовою телескопа, используя специальный красный фильтр, преимущественно пропускающий излучение горячего водорода. Он рассуждал так: если в центре этой галактики происходит какой-то процесс, связанный с выбросом вещества, то вещество это будет в основном водородом, а увидеть его будет легче, если исключить свет других источников
Он оказался прав. Было совершенно ясно видно, что в галактике М 82 происходит гигантский взрыв. На фотографии с трехчасовой выдержкой получились струи водорода длиной до тысячи световых лет, вырывающиеся из ядра галактики. Общая масса выбрасываемого водорода была эквивалентна по меньшей мере массе 5 000 000 средних звезд. Судя по скорости движения этих струй и по расстоянию, которое они уже прошли, взрыв, каким он виден сейчас с Земли, продолжается уже 1 500 000 лет. По-видимому, он еще находится на ранней стадии и не успел перейти в более позднюю, когда появляется двойной источник по обе стороны галактики.
Свет М82 поляризован, и характер его поляризации показывает, что эта галактика обладает сильным магнитным полем. Вновь подтверждается теория синхротронного излучения. (В 1965 г. было обнаружено, что синхротронное излучение приходит и из ореола вокруг М81 возможно, это ответная реакция на поток энергии, приходящий от ее взрывающейся соседки)

Может быть, взрывы галактик — это сравнительно обычное явление, может быть, через эту стадию проходят многие галактики, как многие звезды проходят через стацию Сверхновой? Прошла ли через нее наша собственная Галактика? Взрывалось ли ядро нашей Галактики? Если да, то взрыв этот не мог быть ни очень большим, ни очень недавним, так как по бокам нашей Галактики нет никаких признаков сильных радиоисточников. Однако из центра на окраины Галактики непрерывно течет водород. Что это — процесс, обычный для всех галактик, или последние угасающие отголоски взрыва, случившегося миллиарды лет назад?

ГАЛАКТИЧЕСКИЕ СВЕРХВОЛНЫ или взрывы в ядре нашей Галактики

В первой половине XX столетия ученые даже не догадывались, что взрывы в ядре нашей Галактики могут представлять опасность для Земли. Доклады о чрезвычайно сильных взрывах, происходящих в ядрах некоторых галактик, стали появляться только в конце 50-х - начале 60-х годов. Вскоре астрономы заговорили о том, что подобная бурная активность является, пожалуй, относительно распространенным явлением, периодически повторяющимся в ядрах всех галактик, в том числе и нашей.

Однако их нисколько не волновало то, что центр Млечного Пути способен периодически взрываться, ведь, как они полагали, выброшенные частицы космических лучей не долетят до Земли. По их мнению, межзвездные магнитные поля в ядре Галактики послужат своего рода страховочной сеткой, которая не позволяет электрически заряженным космическим частицам удалиться более чем на несколько сотен световых лет. Ученые, например, считали, что линии магнитного поля Млечного Пути расположены перпендикулярно направлению космических лучей. При таком расположении эти поля создавали бы силы, способные изменить направление частиц и заставить их вращаться в крутых спиралях, таким образом захватив и задержав их. В одном исследовании, опубликованном в 1964 году, предсказывалось, что задержка космических частиц будет столь длительной, что пройдут миллионы лет, прежде чем они распространятся по Солнечной системе. К тому времени взрывная энергия настолько ослабнет, что повышение уровня фонового излучения в районе Земли составит всего несколько процентов. Как мы вскоре убедимся, данная теория неверна, поскольку линии магнитного поля Галактики расположены преимущественно параллельно внешним траекториям названных частиц, а не поперек.

Астрономы, кроме того, сильно переоценили длительность интервалов между взрывами, полагая, что они происходят не чаще одного раза в 10-100 миллионов лет. Столь завышенные оценки явились следствием неверных представлений о двухлепестковых радиогалактиках. Это галактики с ядрами, активно излучающими космические лучи, по бокам которых находятся два крупных района, так называемые радиолепестки, где летящие наружу космические лучи испускают огромное количество радиоволн. Хотя эти лепестки занимают площадь в миллионы световых лет, их излучение можно легко объяснить взрывом ядра галактики, процессом, длящимся от 1000 до 10 000 лет. Однако радиоастрономы сделали неправильный вывод, будто эти частицы космических лучей порождены в результате взрывов ядра, процесса, длящеюся миллионы лет и сменяющегося спокойной фазой продолжительностью до 100 миллионов лет. Видя, что ядро нашей Галактики в настоящее время довольно неактивно, они решили, что данная спокойная фаза тоже продлится многие десятки миллионов лет. Хотя данные, свидетельствовавшие об обратном (о том, что сравнительно сильные взрывы произошли в центре Млечного Пути в последние 10000-100 000 лет1-2), начали поступать уже в 1977 году, астрономы почему-то полагали, что те взрывы были незначительными и случайными, произошедшими в тот период, когда ядро, в общем-то, находилось в спокойном состоянии.

Зодиакальное послание рисует совершенно иную картину. Из него явствует, что взрывы ядра нашей Галактики способны сильно воздействовать на Землю и серьезно изменить жизнь ее обитателей и что, в частности, один такой взрыв повлиял на нашу планету перед концом последнего ледникового периода. Если сказанное выше верно, тогда взрывы в ядрах галактик случаются гораздо чаще, нежели полагают современные астрономы. В связи с этим нам не остается ничего другого, как предложить новую гипотезу о взрывах ядер галактик. Вот ее краткое изложение:

1.Ядро нашей Галактики периодически вступает во взрывную фазу, во время которой оно порождает интенсивный поток частиц космических лучей (электронов, позитронов и протонов). При этом выбрасывается столько энергии, сколько при очень мощных вспышках пяти - десяти миллионов сверхновых.

2.Эти взрывы повторяются примерно каждые 10 000 лет и продолжаются от нескольких сотен до нескольких тысяч лет.

3.Космические частицы (электроны и протоны), результат взрыва ядра, разлетаются радиально от галактического ядра с околосветовой скоростью и проходят через галактический диск с минимальным затуханием. Однако один из компонентов космических частиц, протон, все же улавливается магнитными полями. Будучи в 2000 раз тяжелей электронов, протоны летят значительно медленней и отстают от фронта электронов космических лучей, После этого они рассеиваются, их скорость быстро снижается, и магнитные поля в галактическом ядре захватывают их.

4. Один такой поток космических лучей пронесся через Солнечную систему перед концом последней ледниковой эпохи, внося в нес на протяжении нескольких тысяч лет огромные количества космической пыли. Эта пыль, воздействуя на Солнце и поглощая при прохождении через космос солнечный свет, в свою очередь, существенно изменила земной климат.

В соответствии с данной гипотезой электрически заряженные частицы сверхволны, электроны, беспрепятственно разлетаются от ядра галактики, следуя вдоль линий полей, находящихся на одном уровне с радиальным направлением их траектории. Летя вдоль них, частицы проявляют силы, которые выравнивают линии полей, как расческа пряди волос. Благодаря этому поля сохраняют радиальное направление по отношению к галактическому центру, и поэтому летящие частицы встречают минимальное сопротивление. Выбросы сверхволн из центра галактики явление довольно частое, и поэтому сгребенные поля не успевают сильно отклониться от радиального направления. Хотя линии межзвездных магнитных полей тоже проходят поперек, они не мешают распространению частиц сверхволны, так как компонент радиального магнитного поля проходит через и вокруг них.

Двигаясь через галактику по радиальным магнитным траекториям, электроны сверхволны толкались бы вперед и назад, испуская направленный вперед конический луч синхротронного элегсгромагнитного излучения. Данный эффект направленного вперед луча возникает потому, что электроны двигаются почти с той же скоростью, с какой и испускаемое ими излучение. Последнее облегчает прохождение сверхволны, так как разогревает межзвездную среду перед двигающимися космическими лучами, а это, в свою очередь, подавляет рост гидромагнитных волн, так называемых плазменных волн, которые в противном случае могли бы замедлить их движение.

Способность разогретого газа облегчать прохождение космических частиц была продемонстрирована в середине 80-х годов XX столетия при испытании, в рамках программы «Звездные войны», пучкового оружия. Ученым никак не удавалось заставить выпущенный пучок частиц двигаться по прямой линии к цели. Они нашли следующее решение: за долю секунды до момента выброса пучка частиц они включали лазер большой мощности. Лазерный луч пробивал туннель из горячего ионизованного газа, через который пучок частиц мог беспрепятственно пройти. К удивлению ученых, выяснилось, что начавший движение пучок устремлен так же прямо, как стрела. Стоило только потоку частиц начать движение по прямой траектории, и его прямо направленное синхротронное излучение действовало подобно «лазеру», ионизировавшему перед собой газ.

В 1985 году были получены новые данные, свидетельствовавшие о том, что космические лучи способны преодолевать огромные расстояния, и при этом им не мешают ни галактические магнитные поля, ни взаимодействия с плазменными волнами. Группа исследователей в области физики высоких энергий обнаружили, что Лебедь Х-3, пульсирующий источник космических лучей, расположенный на расстоянии 25-30 тысяч световых лет, бомбардирует Землю потоками космических частиц высоких энергий5. Они установили, что, несмотря на магнитные поля, упомянутые частицы, двигаясь с околосветовой скоростью по прямой траектории, способны достичь Земли. Через несколько лет другая группа ученых нашла еще один такой источник, пульсар Геркулес Х-1 в рентгеновском диапазоне, в настоящее время бомбардирующий Землю потоками выброшенных частиц каждую 1,2357 секунды. Несмотря на то что указанная звезда расположена на расстоянии 12 000 световых лет, воздействие межзвездной среды настолько незначительно, что интервал между последовательными выбросами частиц не превышает 300 миллионных секунды! Если бы межзвездная среда значительно замедлила движение этих частиц, их импульсы потекли бы почти непрерывным потоком. Следовательно, эти данные подтверждают содержащееся в знаках зодиака предсказание о том, что космические лучи из центра галактики могут лететь к Земле с околосветовой скоростью.