Амбарцумян
Шрифт:
1) среди компактных галактик встречаются и синие, и довольно красные объекты;
2) компактные галактики часто входят в состав пар, триплетов и т. д.;
3) существуют скопления компактных галактик;
4) размеры скоплений компактных галактик сравнимы с размерами обычных скоплений галактик.
Ранее в Бюракане под руководством Амбарцумяна проводились поиски групп компактных галактик. Ещё в 1957 году в Бюракане Ромелия Шахбазян обнаружила компактные скопления галактик, обладающие довольно необычными свойствами. В особенности это касалось объекта Шахбазян 1 [180] . Фактически Паломарский атлас не содержит другой группы компактных галактик, равной или превосходящей группу Шахбазян 1 одновременно по числу членов и по компактности членов групп. В 1973 году Робинсон и Бамплер показали, что скопление Шахбазян 1 является далёким скоплением компактных галактик, обладающим довольно необычными свойствами.
180
Группа Шахбазян 1, содержащая по меньшей мере 20 галактик, является сравнительно богатой группой компактных галактик. Её линейный диаметр — порядка 200 килопарсек.
И вскоре был сделан вывод, что компактность — основная характеристика галактик — членов компактных групп обзора.
Интересным было обнаружение сейфертовской галактики первого типа Sy 1 в группе компактных галактик Шахбазян 355.
В дальнейшем в Бюракане были зарегистрированы 500 групп компактных галактик, а всего их количество оценивается в одну тысячу. Существуют и скопления групп компактных галактик.
Компактность, как уже говорилось, важная характеристика галактик — членов компактных групп компактных галактик. Но для чётких исследований нужно иметь определённые критерии компактности. Цвикки был совершенно прав, когда предлагал рассматривать высокую поверхностную яркость как критерий компактности галактик. Компактные галактики в компактных группах по форме в большей части эллиптические или сферические. Кроме того, среди них встречаются спиральные галактики, число которых значительно меньше. Однако яркие иррегулярные галактики, по-видимому, в компактных группах отсутствуют. Интересно, что лишь меньше десяти процентов всех известных групп показывают признаки концентрации галактик в центральных областях. Более того, наблюдается низкая плотность галактик в центральных областях некоторых групп. Значительная часть компактных групп аномальна по форме. Среди компактных групп компактных галактик часто встречаются цепочки и системы цепочек. Особенно интересны группы, которые имеют формы незамкнутых кривых (с пустотой посередине). Это так называемые группы периферийной структуры. Кроме того, можно сделать важный вывод — что, по крайней мере, в некоторых случаях компактные группы компактных галактик являются достаточно плотными ядрами более широких и протяженных скоплений. Этот вопрос заслуживает серьезного внимания.
Сейчас на самом крупном (2,6-метровом) бюраканском телескопе эти работы успешно продолжаются. Однако наблюдения компактных групп компактных галактик ведутся не столь интенсивно, как они того заслуживают.
До 1940-х годов астрономы относились к галактикам как к относительно спокойным объектам. Считалось, что за исключением взрывов сверхновых в них не происходит никаких активных процессов.
К идее о фундаментальной роли ядер галактик в их эволюции В. А. Амбарцумян пришёл не сразу. Этому предшествовали некоторые важнейшие открытия, полученные известными астрономами-наблюдателями. Важную роль в обосновании концепции активных ядер галактик сыграла работа американского астронома Карла Сейферта [181] . В середине 1940-х годов он опубликовал замечательное исследование, выполненное в 1940–1942 годах в обсерватории Маунт-Вильсон. Он был учеником Харлоу Шепли [182] , открытия которого коренным образом изменили наши представления о Галактике и о месте в ней Солнечной системы. Прекрасны научно-популярные книги «Галактики» и «Звёзды и люди», написанные Шепли.
181
Карл Кинан Сейферт (1911–1960) — американский астроном. Труды по изучению галактик и звёзд.
182
Харлоу Шепли (1885–1972) — американский астроном. Труды по исследованиям переменных звёзд в нашей и других галактиках, а также строению нашей Галактики.
Сейферт работал в обсерваториях Гарварда, Макдональда и Маунт-Вильсон. Ему удалось обнаружить и исследовать серию из десяти спиральных галактик, в которых происходят мощные процессы выделения энергии. Эти галактики внешне не отличались от обычных спиральных галактик. Галактики Сейферта обладают яркими компактными ядрами, в спектрах которых имеются широкие эмиссионные линии. Эти линии свидетельствуют о мощных турбулентных движениях газа в центральной части галактик со скоростями, достигающими нескольких тысяч километров в секунду. Была установлена молодость сейфертовских галактик. Однако на исследования Сейферта астрономы практически не обратили внимания.
Начиная с середины прошлого века внегалактические исследования сильно расширились благодаря вторжению в практику астрономических наблюдений всеволновых технических средств. Радиоастрономические и внеатмосферные наблюдения обнаружили новые потоки радиоизлучения ошеломляющей мощности. Однако оставалась большая проблема — отождествить поток наблюдаемого радиоизлучения с его источником.
В 1951 году известные американские астрофизики В. Бааде и Р. Минковский [183] отождествили мощный радиоисточник в созвездии Лебедь с далёкой галактикой. Вскоре были отождествлены и другие радиоисточники, и началось всестороннее исследование галактик.
183
Рудольф Лео Минковский (1895–1976) — американский астрофизик. Труды по изучению газовых туманностей, новых и сверхновых звёзд, а также пекулярных внегалактических объектов.
Были обнаружены такие сверхмощные радиогалактики, что ни одна теоретическая концепция не могла и близко подойти к объяснению столь гигантских энергий излучения. Все астрофизики по мере своих возможностей начали изобретать различные механизмы образования сверхмощного излучения, не поддающегося объяснению. Началось своеобразное соревнование — кто может предложить, пусть даже умозрительную, концепцию высвобождения таких неправдоподобно сильных излучений.
Так, Бааде и Минковским была предложена гипотеза столкновения галактик.
Для разгадки этих уникальных явлений Амбарцумян начал с досконального изучения публикаций мирового наблюдательного материала, целенаправленного поиска активных галактик в Паломарском атласе и проведения дополнительных наблюдений с помощью своих учеников и коллег.
Гипотеза Бааде и Минковского была вскоре опровергнута Виктором Амазасповичем. Он рассчитал, что вероятность столкновения галактик во Вселенной меньше чем 10– 11. Это означало, что среди ста миллиардов галактик могут столкнуться только две: событие настолько маловероятное, что теория столкновений галактик была отвергнута [184] . До этого против гипотезы столкновения выступили Шкловский и Миллс. Более того, позднее Дж. Бербидж рассчитал, что энергия, выделяемая при столкновении двух галактик, на несколько порядков меньше, чем действительное излучение радиогалактик. Полезно провести аналогию между столкновением галактик, в которых звёзды расположены далеко друг от друга, и столкновением двух роёв пчел низкой плотности. Станет ясным, что столкновения фактически не произойдет, разве что столкнутся несколько звёзд (пчел).
184
Амбарцумян В. А. Изв. АН Арм. ССР, сер. физ. — матем., естеств. и техн. наук. 1956. № 9, 23.
Все накопившиеся у Амбарцумяна общие представления об эволюции галактик и многочисленные наблюдения свидетельствовали о бурных процессах, происходящих в ядрах галактик. А ведь всего 50 лет назад о галактиках было представление как о давно сформировавшихся и застывших звёздных системах. Астрономы, беря в основу медленную эволюцию галактик, создавали морфологические классификации, не замечая бурных динамических активных процессов, в особенности в центральных околоядерных областях. И не случайно, что Амбарцумян первый обратил серьёзное внимание на исследования Сейферта и высоко оценил обнаруженные им активные ядра.
К этому времени относится опубликованный Амбарцумяном анализ многих интересных галактик, который послужил в дальнейшем основой для разработки фундаментальной концепции активности ядер галактик. Выдвинутая Амбарцумяном концепция главенствующей роли ядра в жизни галактики гласила:
«Галактики образуются в результате выбросов вещества из их ядер, представляющих собой новый вид "активной материи" не звёздного типа. Галактики, спиральные рукава, газопылевые туманности, звёздное население и др. образуются из активного ядра галактики».
Бюраканские астрономы хорошо помнят, когда ранней весной 1957 года Амбарцумян впервые рассказал о явлении активности ядер галактик. На учёном совете, почему-то на бумаге, а не на доске, как обычно, он долго рисовал карандашом что-то очень похожее на недоэкспонированную галактику М87 (NGC 4486) и со словами, что таких галактик с мощными выбросами из ядра можно обнаружить очень много, пустил рисунок по рукам.
Эту галактику Амбарцумян давно заметил. Отчётливый, гигантский выброс из ядра огромной галактики в своё время произвёл на Амбарцумяна неизгладимое впечатление масштабностью процесса. Эта гигантская радиогалактика имеет в оптических лучах особенность, которая её выделяет среди других эллиптических галактик: из неё исходит голубая струя со сгущениями, которые испускают поляризованное излучение. Тот факт, что струя исходит из центра, не оставляет сомнения в том, что здесь имеет место выброс из ядра галактики. С другой стороны, наличие поляризации излучения сгущений, измеренной Бааде, указывает на то, что механизм свечения если не полностью, то частично аналогичен механизму свечения Крабовидной туманности. Это означает, что излучение выброса имеет нетепловое происхождение, а спектр сгущений является непрерывным. Отсюда следует, что в сгущениях струи источником излучения являются не только звёзды, но и диффузное вещество, находящееся в том же состоянии, что и вещество Крабовидной туманности. Иными словами, в этих сгущениях можно предполагать значительное количество электронов высокой энергии. Вскоре стало понятно, что источники радиоизлучения расположены по всему объему самой галактики. Возможны два предположения: