7 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

— Посмотрите-ка на это темное круглое пятно. Очевидно, это тем­ное облако, не пропускающее снег звезд, расположенных позади не­го. Такие глобулы нередки в Млечном Пути, но обычно они имеют очень маленькие размеры Боже мой, а взгляните на эту Громадина!

Итак, до 1975 г., т. е. до появления первых систе­матических обзоров Галактики в линии СО, межзвезд­ная среда представлялась как множество облаков ней­трального водорода (HI), плавающих в разреженном и ионизованном межоблачном газе. Почти все вещество при этом заключено в облаках HI массой от 1 до 103 Мс. Полная масса атомарного водорода в Галактике состав­ляет 3-109 Мс, причем большая ее часть находится па периферии диска, за пределом орбиты Солнца.

В 1975—1976 гг. были опубликованы первые обзоры в линии СО части Млечного Пути, видимой из Северно­го полушария. Эти обзоры были сделаны с помощью антенн диаметром чуть более метра, имеющих угловое разрешение около 0,1°, что на расстоянии 10 кпк со­ответствует размеру 20 пк. Естественно, по результа­там таких наблюдений можно было выделить лишь наиболее крупные облака и их скопления, но нельзя было детально исследовать внутреннюю структуру са­мих облаков.

Однако уже эти результаты показали, что полная масса молекулярного водорода в Галактике около 3,5-109 Мс и почти весь он находился внутри орбиты Солнца. Таким образом, после 1975 г. масса межзвезд­ной среды в Галактике как бы удвоилась. А если учи­тывать не только водород, но также гелий и другие элементы, то сейчас масса межзвездного газа в Галак­тике оценивается примерно в 1010 Мс. Это составляет 5% от массы Галактики в пределах радиуса 16—18 кпк. На больших расстояниях от центра Галактики, в ее ко­роне ни звезд, ни межзвездного газа уже почти нет, хо­тя масса в большом количестве, вероятно, присутствует (проблема скрытой массы). Однако в этой брошюре мы ограничимся «классическим» телом Галактики, в основ­ном ее диском.

Распределение поверхностной плотности молекулярного, атомного и ионизированного межзвездного газа в проекции на плоскость Галактики

Распределение поверхностной плотности молекулярного, атомного и ионизированного межзвездного газа в проекции на плоскость Галактики

Как уже говорилось выше, подсчет молекулярного газа показал, что в плоскости Галактики пространствен­ная плотность межзвездной среды не уступает плотно­сти звездного населения, причем эта газопылевая сре­да распределена еще более неоднородно, чем звезды,— она сконцентрирована в немногочисленных, но очень массивных облаках.

Оптические исследования Галактики, естественно, не могли привести к подобному открытию. Темная полоса поглощающей материи вдоль Млечного Пути кажется одинаково лишенной звезд и в том случае, когда по­глощение света в данном направлении составляет 10mи когда оно превышает 100m. Поиски плотных облаков, на фоне этой полосы подобны поискам черной кошки в темной комнате. Иное дело — радиоастрономические методы, которые основываются не на отсутствии излу­чения (в данном случае оптического излучения звезд), а на его наличии (линия СО). Радиокарта на рис. 3 показывает, как четко выделяются места скопления мо­лекулярного газа. Однако и эта карта имеет серьезный недостаток: поскольку Солнце находится в галактиче­ской плоскости, мы не может разделить облака, рас­положенные на разном расстоянии от Солнца, но в од­ном и том же направлении.

Вспомните, как летним днем в небе над нами плы­вут кучевые облака. Глядя в зенит, перпендикулярно слою облаков, мы легко различаем отдельные облака, поскольку видим промежутки между ними. Но если пе­ревести взгляд ближе к горизонту, почти параллельно слою облаков, то все они сольются в единую массу и в проекции друг на друга станут почти неразличимыми по отдельности.

Такая же картина на наших радиокартах. Вот если бы подняться и посмотреть на плоскость Галактики сверху! Но этой возможности у нас пока нет. Однако есть другая возможность, о которой уже упоминалось: различие в лучевых скоростях облаков позволяет по доплеровскому смещению линий разделить отдельные газовые конденсации, лежащие на луче зрения (см. рис. 4). Конечно, этот метод не всегда однозначен и совершенно не работает в направлениях, близких к цен­тру и антицентру Галактики. Но все же во многих слу­чаях лучевая скорость позволяет определить расстояние до облака, а значит, играет роль третьей пространствен­ной координаты.

После 1980 г. излучение молекулы СО стали иссле­довать с гораздо лучшим угловым разрешением. На­пример, в обзоре 1981 —1982 гг. Д. Сандерса, П. Соло­мона и Н. Сковилля, проведенном на Объединенной, радиоастрономической обсерватории пяти американских колледжей, использовалась антенна диаметром 14. м, имеющая на волне 2,6 мм угловое разрешение 47″. В полосе шириной 2° и длиной 82° вдоль Млечного Пу­ти было получено 40 тыс. спектров излучения молеку­лы СО. Это позволило создать не только двухмерные (в проекции на небо), но и квазиобъемные карты от­дельных ГМО и их групп.

Пример перехода от двухмерного представления об­лаков к трехмерному мы имеем на рис. 7 и 8. Если, на рис. 7 замкнутые линии объединяют на плоскости точки с одинаковой яркостной температурой, то на рис. 8 это уже не линии, а замкнутые поверхности. Точ­нее говоря, это одна сложная поверхность, объединя­ющая точки с температурой Т = 4 К. Выбор этого зна­чения температуры достаточно условен — можно было выбрать Т = 3 К или 5, 6, 7 К. В этом случае мы уви­дели бы очертания соответственно менее плотных, на­ружных, или более плотных, внутренних, частей об­лаков.

Двухмерная радиокарта излучения

Двухмерная радиокарта излучения

Таким образом, с точки зрения радиоастрономии, межзвездное облако — это замкнутая область равной антенной температуры в пространстве (b, l, v), т. е. в трехмерном пространстве, координатами которого явля­ются галактическая широта (b) и долгота (l), а роль третьей координаты, эквивалентной расстоянию от на­блюдателя, играет лучевая скорость (v).

Трехмерная перспективное изображение ГМО

Трехмерная перспективное изображение ГМО

Хотя на рис. 8 трехмерная поверхность изображена на плоскости (поскольку типография издательства «Знание» пока не имеет возможности изготавливать голографические иллюстрации), при желании можно рассмотреть ее в нескольких ракурсах (например, последовательным поворотом на экране ЭВМ) и соста­вить полное представление о поверхности облака.

Ясно, что рис. 7 и 8 не исключают, а дополняют друг друга. Двухмерное изображение позволяет «заглянуть» в глубь облака, но дает весьма смутное представление о его форме и даже о количестве облаков, лежащих на луче зрения. Трехмерное представление содержит зна­чительно больше информации о топологии облака, но не позволяет одновременно изобразить внешние и внут­ренние его области (во всяком случае, без использова­ния цвета). Есть у него и еще один недостаток: обра­тите внимание на сигарообразную форму отдельных конденсаций облака. Они возникли на изображении по той причине, что вещество облака движется не только под действием гравитационного поля Галактики, но ощущает также притяжение других частей облака и давление окружающего газа. Любое отклонение от точ­ного кругового движения по галактической орбите за­ставляет точки поверхности на рис. 8 перемещаться по координате v. Поэтому на рисунке многие части облака оказались вытянуты вдоль этой координаты: так про­явило себя хаотическое движение газа внутри них.