Наше деловое партнерство www.banwar.org

Як вже було сказано в розділі III, деяка частина радіовипромінювання Галактики, інтенсивність якого не залежить від довжини хвилі, утворюється в областях Н II при вільно-вільних переходах. Однак інтенсивність основної частини випромінювання зростає з довжиною хвилі, відповідаючи на хвилях довжиною понад 10 м температурі 100 000 ° і вище. Це випромінювання не може бути наслідком теплових рухів частинок і тому називається нетепловим. Нетеплове радіовипромінювання має майже сферичне розподіл в просторі. Як було з'ясовано з спостережень нашої та інших галактик, значна частина нетеплового радіовипромінювання утворюється в сферичної підсистемі, що тягнеться, поступово слабшаючи, на десятки тисяч парсеків - набагато далі, ніж сферична підсистема зірок. Крім того, нетеплове радіовипромінювання посилюється в кілька десятків разів в шарі товщиною 500 парсеків близько площині Галактики і особливо в центральній області, діаметром 300 і товщиною 150 парсеків, де одиниця обсягу випромінює ще раз в 100 більше енергії, ніж в плоскому шарі.

Крім загального нетеплового радіовипромінювання, в Галактиці є ряд порівняно невеликих джерел з приблизно тим же спектром. Вони являють собою туманності, що утворилися в результаті спалахів так званих наднових зірок - грандіозних явищ коли протягом декількох місяців одна зірка випромінює майже стільки ж світла, скільки вся Галактика в цілому. Під час спалаху зірка скидає оболонку, що розширюється зі швидкістю близько 1000 км / сек, утворюючи своєрідну туманність. До джерел нетеплового радіовипромінювання відносяться також багато позагалактичні туманності. Деякі з них, наприклад туманність Андромеди, є звичайними галактиками, і випромінювання їх утворюється в сферичної підсистемі, розміри і радіояркость якої приблизно такі ж, як і у нашої Галактики. Однак серед позагалактичних джерел багато так званих радиогалактик, випромінювання яких в тисячі, а іноді в мільйони разів перевершує випромінювання звичайних галактик. Деякі з них є своєрідними об'єктами з особливостями в формі і спектрі, інші включають найяскравіші, являють собою, по-видимому, що зіткнулися галактики. Цікаво, що всі ці, настільки різні об'єкти мають подібний радіоспектр - інтенсивність його зростає в бік більших довжин хвиль.

Яка природа нетеплового радіовипромінювання? Як припустили X. Альвен і Н. Герлофсон (Швеція), джерелом його можуть служити дуже швидкі "релятивістські" електрони з енергією 108 - 109 МеВ, що рухаються в міжзоряному магнітному полі. Заряджена частинка рухається в магнітному полі по спіралі, навивати на силову лінію, причому частота її звернення пропорційна напруженості поля. Електрон, що рухається по колу, відчуває прискорення, спрямоване по радіусу. З електродинаміки відомо, що прискорено рухається заряд випромінює електромагнітні хвилі. На цьому засновано, зокрема, випромінювання при вільно-вільних переходах, коли електрон рухається з прискоренням в поле іона. Аналогічно, електрон в магнітному полі випромінює хвилю з частотою, рівній частоті обертання електрона. Для релятивістських частинок, швидкості яких близькі до швидкості світла, явище складніше. Вони випромінюють не одну частоту, а цілий спектр, причому максимум цього спектру залежить від енергії електрона і напруженості поля.

Гіпотеза про релятивістському електронах була розвинена В. Л. Гінзбургом, І. С. Шкловским, Г. Г. Гетманцева (СРСР) і іншими в струнку систему поглядів, яка пояснює інтенсивність, спектр та інші основні властивості радіовипромінювання. Зазначений процес є єдино прийнятним з відомих сучасній фізиці нетеплових механізмів радіовипромінювання, які можуть діяти в міжзоряному просторі. Існують інші нетеплові процеси, але вони могли б породжувати спостережуване випромінювання тільки в більш щільних газах, наприклад у зовнішніх шарах атмосфер зірок. Нетеплове радіовипромінювання Галактики говорить про наявність в міжзоряному просторі релятивістських електронів і магнітного поля. Беручи, що релятивістських електронів з енергією близько 109 МеВ (ев) в Галактиці стільки ж, скільки протонів космічних променів з тією ж енергією, В. Л. Гінзбург і Г. Г. Гетманцев підрахували, що для пояснення спостережуваної інтенсивності радіовипромінювання напруженість магнітного поля повинна бути близько 10-5 ерстед. Той факт, що джерела космічного радіовипромінювання утворюють сферичну підсистему, означає, що магнітні поля займають сферичний обсяг, а не сконцентровані у площині Галактики, як більшість хмар міжзоряного газу. Це підтверджує уявлення про сферичної підсистемі розрідженого газу з великою дисперсією швидкостей.

Може виникнути питання, чому в космічних променях, які спостерігаються на Землі, електрони відсутні. Ті ж вчені пояснили і цей факт. Електрон втрачає енергію на радіовипромінювання тим більше, чим більше його швидкість. Отже, швидкі електрони незабаром втрачають енергію і стають повільними, а останні живуть набагато довше. Тому в результаті випромінювання число швидких електронів стає відносно малим. У той же час на Землі можуть спостерігатися тільки досить швидкі частки, а повільні відхиляються магнітним полем Землі і полем міжпланетної середовища і не потрапляють на Землю 1. Таким чином, радіоелектронної і протони з такою ж енергією не можуть досягти Землі на противагу більш швидким протонам і ядер 2.

1 ()

2 ()

Отже, нетеплове радіовипромінювання Галактики говорить про наявність в міжзоряному просторі поля з напруженістю близько 10-5 Ерстед, що займає майже сферичний обсяг з радіусом в декілька десятків тисяч парсеків, що узгоджується з даними, отриманими з аналізу умов утримання космічних променів. Це поле, очевидно, посилюється в центрі і в шарі біля поверхні Галактики. Перш ніж говорити про інших доказах наявності магнітного поля, розглянемо більш докладно окремі джерела радіовипромінювання.