Большая Советская Энциклопедия (РА)
Шрифт:
Радиолокационные методы позволяют с очень высокой точностью измерять расстояния до планет, периоды их вращения, осуществить картографирование поверхностей планет.
Галактическая Р. изучает структуру нашей Галактики, активность её ядра, физическое состояние межзвёздного газа и природу различных галактических источников радиоизлучения. Мощными галактическими источниками радиоизлучения являются остатки сверхновых звёзд, а также облака газа, ионизованного ультрафиолетовым излучением звёзд. В 1967 были обнаружены пульсары — источники пульсирующего радиоизлучения. Эти объекты, по-видимому, связаны с быстро-вращающимися нейтронными звёздами, в мощной магнитосфере которых и возникает радиоизлучение. В том же году были обнаружены источники исключительно ярких и узких радиолиний гидроксила OH, а затем и линий некоторых молекул. Происхождение этих линий, вероятно, связано с действием мазерного механизма излучения (см. Мазеры). Другим мощным космическим мазером является водяной пар, находящийся в особых условиях в компактных облаках
Метагалактическая Р. изучает все объекты, находящиеся за пределами нашей Галактики. Подавляющее число этих объектов является т. н. нормальными галактиками. Для них характерно относительно слабое радиоизлучение, связанное с движением быстрых электронов в магнитных полях этих галактик. Галактики с более активными ядрами обладают радиоизлучением, мощность которого выше, чем у нормальных галактик, в сотни раз. Ещё в сотни и тысячи раз более мощное радиоизлучение характерно для радиогалактик. Подавляющая часть радиогалактик имеет двухкомпонентную структуру, так что оптический объект (как правило, гигантская эллиптическая галактика) расположен между компонентами, причём часто также является источником очень слабого радиоизлучения. Каждая компонента обычно имеет яркую деталь вблизи края. По-видимому, компоненты радиогалактик были выброшены из ядер оптических галактик и разлетаются с большими скоростями в стороны от них.
Энергия релятивистских электронов и магнитного поля в компонентах радиогалактик достигает огромной величины, насчитывающей 1061эрг и, вероятно, пополняется при эпизодически происходящих взрывах в ядрах галактик. Причина столь бурной активности этих ядер пока (1975) остаётся загадкой.
Однако самыми мощными внегалактическими радиоисточниками являются квазары, видимые в оптическом диапазоне, но совершенно не похожие на обычные галактики. Радиоизлучение квазаров переменно: оно заметно изменяется за время от нескольких недель до нескольких лет, что может быть только при относительно малых линейных размерах радиоизлучающих областей в них. Это подтверждается прямыми наблюдениями структуры квазаров: с помощью интерферометров с большой базой обнаружены детали размером менее 10– 3сек дуги, которые могут быть облаками или потоками ультрарелятивистских частиц, движущихся в магнитных полях. Детальная структура квазаров пока изучена недостаточно, а природа их ещё неизвестна.
Помимо дискретных внегалактических радиоисточников, наблюдается также фоновое излучение метагалактики. Оно складывается из совокупного радиоизлучения большого числа не наблюдаемых раздельно слабых радиоисточников и изотропного излучения, соответствующего температуре около 2,7 К. Последнее представляет собой излучение вещества, заполняющего метагалактику на ранней стадии развития Вселенной, когда это вещество (плазма) было плотнее, чем в современную эпоху, и имело температуру 3000—5000 К. Это излучение называют реликтовым излучением. Т. о., обнаружение реликтового излучения свидетельствует о том, что ранее Вселенная не была такой, как сейчас, — она была плотней и горячей. Подсчёты числа внегалактических радиоисточников также подтверждают предположение о том, что ранее либо пространственная плотность радиоисточников в окрестностях нашей Галактики была выше, либо они были в среднем значительно мощнее, чем в современную эпоху. Вместе с этим оказалось, что видимая пространственная плотность радиоисточников на очень больших расстояниях (т. е. на ещё более ранних стадиях эволюции Вселенной) быстро падает. Это можно объяснить тем, что в ту эпоху не было источников радиоизлучения (а возможно, и галактик вообще). Однако падение пространственной плотности может быть результатом и сильного рассеяния радиоизлучения в метагалактическом газе.
Исследования в области Р. проводятся во многих астрономических обсерваториях и институтах; существуют специальные радиоастрономические обсерватории. Координацией их деятельности в СССР занимается научный совет по проблеме «Радиоастрономия» АН СССР и Астрономический совет АН СССР. Деятельность радиоастрономических учреждений в международном масштабе курируется Международным астрономическим союзом.
Лит.: Шкловский И. С., Космическое радиоизлучение, М., 1956; Каплан С. А., Пикельнер С. Б., Межзвёздная среда, М., 1963; Каплан С. А., Элементарная радиоастрономия, М., 1966; Краус Д. Д., Радиоастрономия, пер. с англ., М., 1973; Пахольчик А. Радиоастрофизика, пер. с англ., М., 1973.
Ю. Н. Парийский.
Радиоастрофизическая обсерватория
Радиоастрофизи'ческая обсервато'рия Академии наук Латвийской ССР, научно-исследовательское астрономическое учреждение. Организовано в 1967 на основе Астрофизической лаборатории АН Латвийской ССР. Наблюдательная база Р. о. находится в 5 км от поселка Балдоне (в 38 км от Риги). Главные инструменты: телескоп Шмидта (диаметр зеркала 120 см), два 55-см рефлектора системы Кассегрена с электрофотометрами и радиотелескоп с диаметром параболической антенны 10 м. Основные направления исследований: фотометрические и спектральные исследования звёзд поздних спектральных классов и исследование радиоизлучения Солнца в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Р. о. издаёт с 1973 тематический сборник «Исследование Солнца и красных звёзд». Библиотека насчитывает свыше 38 тыс. единиц хранения.
Лит.: Балклавс А. Э., Радиоастрофизическая обсерватория АН Латв. ССР «Изв. АН Латв. ССР». 1971, № 3, с. 69—79.
Радиобиология
Радиобиоло'гия (от радио... и биология), наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы, их сообщества и биосферу в целом. Р. граничит с научными дисциплинами, исследующими биологическое действие электромагнитных волн инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов (см. Фотобиология) и радиоволн миллиметрового и сантиметрового диапазонов. Специфика Р. обусловлена большой энергией квантов и частиц (a-частиц, электронов, позитронов, протонов, нейтронов и др.), значительно превосходящей энергию ионизации атомов, и способностью частиц проникать в глубь облучаемого объекта, воздействуя на все его структуры, составляющие их молекулы и атомы.
Исследование биологического действия ионизирующих излучений началось почти тотчас за открытием этих излучений В. К. Рентгеном (1895), А. Беккерелем(1896) и открытием радия М. Склодовской-Кюри и П. Кюри (1898). В 1896 русский физиолог И. Р. Тарханов опубликовал работу о возможном влиянии рентгеновских лучей «на ход жизненных функций». В начале 20 в. в России влияние ионизирующих излучений на живые организмы изучал Е. С. Лондон, опубликовавший в 1911 монографию «Радий в биологии и медицине». В Германии в 1904 Г. Петерс обнаружил нарушение деления в облученных клетках, а П. Линзер и Э. Хельбер в 1905 — появление токсических веществ в крови облученных животных. В 1906 французские исследователи Ж. Бергонье и Л. Трибондо обратили внимание на зависимость радиочувствительности клеток от интенсивности и длительности их делений (митозов), а также степени дифференцировки. К 20-м гг. накопилось много разрозненных наблюдений о действии рентгеновского и гамма-излучений на разные биологические объекты. Однако эти исследования проводились различными специалистами — физиологами, зоологами, ботаниками, медиками—в рамках своих наук.
20—30-е гг. принесли ряд крупных открытий и новых идей, ускоривших становление Р. как науки. В 1925 сов. учёные Г. А. Надсон и Г. С. Филиппов открыли на низших грибах мутагенное действие рентгеновских лучей; работы по радиационному мутагенезу осуществили в США в 1927 Г. Меллер (на дрозофиле) и в 1928 Л. Стедлер (на высших растениях). Эти открытия легли в основу радиационной генетики. В 1920 Г. А. Надсон и в 1925 П. Анцель и П. Винтембергер (Франция) пришли к выводу, что наблюдаемые радиационные повреждения клетки — результат двух противоположных процессов: развития повреждения и одновременно идущего процесса восстановления. Работами Ф. Дессауэра в Германии (1922), Дж. Кроутера в Великобритании (1924, 1927), Ф. Хольвека во Франции (1928—38) и др. были развиты представления о дискретности ионизирующих излучений, о процессе поглощения энергии как сумме единичных актов взаимодействия фотона или частицы с отдельными молекулами или структурами клетки. Общий закон фотохимии (см. Гротгуса закон), согласно которому химическую реакцию в веществе может вызвать только поглощённая часть падающего на него света, распространяется и на ионизирующие излучения. В конце 20 — начале 30-х гг. Дж. Кроутер, а также Ф. Хольвек и А. Лакассань, анализируя кривые зависимости эффекта (гибель клеток) от дозы облучения, для объяснения его вероятностного характера вводят представление о наличии в клетке особого чувствительного объёма — «мишени»; попадание ионизирующей) частицы в «мишень» и вызывает наблюдаемый эффект. Мишени теория как формальное обобщение многих наблюдаемых явлений была окончательно сформулирована английским учёным Д. Ли (1946), Н. В. Тимофеевым-Ресовским и немецким учёным К. Циммером (1947).
В 40-е — начале 50-х гг. благодаря быстрому развитию ядерной физики и техники, а также в результате радиоактивного загрязнения окружающей среды вследствие испытаний ядерного оружия резко возрос интерес к последствиям биологического действия ионизирующих излучений. Именно в эти годы Р. формируется как самостоятельная область науки. Перед Р. возникают новые проблемы: всестороннее исследование радиационного поражения многоклеточных организмов при их тотальном облучении, познание причин различной радиочувствительности организмов, роли радиации в возникновении вредных мутаций, изучение закономерностей и причин возникновения отдалённых последствий облучения (сокращение продолжительности жизни, возникновение опухолей, снижение иммунитета). Актуальными для Р. становятся такие практические задачи, как изыскание различных средств защиты организма от излучений и путей его пострадиационного восстановления от повреждений, прогнозирование опасности для человечества повышающегося уровня радиации окружающей среды, изыскание новых путей использования ионизирующих излучений в медицине, сельском хозяйстве, пищевой и микробиологической промышленности.