<<< interlibrary.narod.ru

Расширение работы на другие объекты может дать результаты фундаментального значения.

Весто Слайфер

В течение тысяч лет аборигены Южного полушария могли задавать вопрос: Что же находится там, за Магеллановыми Облаками? (которые, разумеется, в домагелланово время имели другие имена). Наиболее далекой из трех видимых невооруженным глазом галактик является туманность Андромеды, единственная наблюдаемая из  Северного полушария. Ее расстояние, как мы теперь знаем, составляет около 2 миллионов св. лет, а Облака, Большое и Малое, находятся значительно ближе. Внегалактическое положение этих трех и ряда других объектов было установлено в начале 20-го века в результате пионерских  работ Г. Кертиса, Хенриетты Ливитт, В. Слайфера, Э.Хаббла [ 1 ], М.Хьюмасона, Х. Шепли. К 1917 г. Слайферу удалось измерить смещения 25 «туманностей» (галактик).  В 1929 г. Хаббл установил примерную пропорциональность между расстояниями относительно близких галактик и их красными смещениями Z. «Счастливой судьбой для него и для нашей науки, - отметил Президент Английского Королевского астрономического общества Дж. Джексон, - было то, что в его распоряжении находились огромные телескопы.»

К моменту открытия закона красных смещений Хаббл располагал 46 смещениями, измеренными  в основном Слайфером и Хьюмассоном, в частности Хьюмассон нашел, что у NGC 7619 в скоплении Пегас I Z=0.0126. Для половины этих объектов Хаббл определил расстояния астрономическими методами. В дальнейшем крупный вклад в развитие внегалактической астрономии внесли следующие поколения астрономов, в том числе советских и российских: В.А.Амбарцумян, И.Д.Караченцев, Н.С.Кардашев, Б.Е.Маркарян, К.Ф.Огородников, Ю.Н.Парийский, С.Э.Хайкин,…. Разумеется, внегалактическая астрономия развивается в неразрывной связи с астрономией звезд, звездных скоплений, конденсаций Н₂, НI, НII и других объектов нашей Галактики.

1.      Исследование галактик, групп и скоплений галактик 

Уже первые фотографии, полученные с использованием больших телескопов, показали, что галактики образуют дуплеты, триплеты, квартеты… группы и скопления. Позже были открыты сверхскопления, однако убедительные доказательства того, что это гравитационно связанные системы (за исключением таких связей по краям богатых скоплений), до сих пор отсутствуют. В течение 20-го века был опубликован ряд каталогов галактик, кратных систем, групп, скоплений, богатых скоплений (каталог богатых скоплений галактик Г. Эйбелла 1958г.). Некоторые более поздние обзоры галактик  по данным [ 2 ] представлены в табл.1, где TF – метод Талли  и Фишера, RGS – метод Красных Гигантов, Ώ – охват небесной  сферы  в долях полного телесного угла, m_lim – предел видимой звездной величины, N – полное число галактик.

Таблица 1

Обзоры галактик по данным [ 2 ]

Таким образом, в течение почти что столетия удвоение общего числа галактик с измеренными красными смещениями происходило в среднем за 5.5 лет. В этой гонке лидирует (как по галактикам, так и по числу открываемых квазаров) американский проект SDSS (Sloan), широко использующий международную кооперацию.

2.      Исследование активных объектов

К числу активных обьъектов, характеризуемых направленностью излучения и синхротронными спектрами, относятся квазары, лацертиды, многие источники радио-, инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского и гамма- излучений, которые зачастую являются одними и теми же объектами, излучающими  в широком диапазоне частот. В первой половине 20-го века измерялись в основном фотографические звездные величины галактик, что соответствует современной голубой полосе В. В настоящее время используются уже десятки полос: U, B, V, R, I, J …, в радиодиапазоне на длинах волн 1.4, 2.7, 3.9, 7.7, 13, 31 см и многие другие. Выполняются не только наземные, но  и наблюдения с космических аппаратов.

Впервые красное смещение квазара, объекта 3С 273, было измерено в 1963 г. Маартеном Шмидтом. В 1971 г. был опубликован первый каталог квазаров [ 3 ]. С тех пор отношение общего числа открытых квазаров к общему числу галактик с измеренными красными смещениями непрерывно увеличивается. Динамика увеличения общего числа открытых квазаров и лацертид до конца 20-го века по данным каталогов  [ 3 ] и [ 4 ], представлена в табл.2.

Таблица 2

Удвоение общего числа открытых квазаров происходит в среднем за 5 лет. Среди многих каталогов квазаров каталоги Верона-Сетти и Верона [ 4, 5 ] выделяются высокой однородностью представляемого наблюдательного материала. К числу квазаров эти авторы относят объекты, которые  на диаграмме Хаббла звездная величина – красное смещение попадают в обасть квазаров, смотрите, к примеру, рис.1 из работы №59 в разделе «Астрономия» на сайте [ 6 ]. Не останавливаясь на вопросах уменьшения влияния методических ошибок в некоторых других каталогах, отмечу, что вся совокупность современных наблюдательных данных по активным объектам свидетельствует о том, что плотности их потока спадают в первом приближении обратно пропорционально расстоянию r, а наблюдаемое число объектов растет пропорционально r². Это вызвано направленностью излучения таких объектов. Теоретическая зависимость r от Z  по данным [ 6 ] представлена в табл. 3.

Таблица 3

В течение 20-го века происходило неуклонное увеличение проникающей силы телескопов, что обеспечивало удвоение предельных значений красных смещений и расстояний в среднем за 8 лет. Теоретическая зависимость звездной величины ярчайших квазаров от красного смещения и  от расстояния (без учета границы между зонами Френеля и Фраунгофера и того обстоятельства, что на близких расстояниях ярчайшие квазары не обнаружены) по данным [ 6 ] представлена в той же табл.3. Согласно расчетам [ 6 ], самые далекие из открытых к настоящему времени квазары находятся на расстояниях более 40 миллиардов световых лет, т.е. в 20000 раз дальше туманности Андромеды. Объем, завоеванный астрономами за одно столетие, увеличился более чем на 12 порядков.

Освоение микроволнового диапазона открывает новые возможности для исследования активных внегалактических объектов.

3.      Исследование микроволнового фонового излучения 

После открытия в 1963 г. Пензиасом и Уилсоном микроволнового фонового излучения, МФИ, на длине волны 7.35 см исследования МФИ выполняются по ряду программ, причем не только в радио-, но и в микроволновом диапазоне ( программы DASI, COBE, MAP, PLANСK и другие ). Говоря об исследованиях МФИ, нужно начинать с того, что называть это излучение «реликтом Большого Взрыва» означает перепутать достоверно установленный факт (наблюдаемое в микроволновом и в радиодиапазоне излучение) с одним из многих возможных объяснений этого факта.

Согласно [ 7 ], температура МФИ составляет 2.736 (17) К. На основе измерения дипольной компоненты МФИ установлено, что в современную эпоху Солнечная система  движется относительно этого излучения со скоростью  370 км/с по направлению к точке, имеющей галактическую широту 48⁰25’ и долготу 264⁰25’ [ 8 ]. При этом наша Галактика (расчет выполнен для центра Галактики) движется со скоростью около 600 км/с по направлению к Гидре А (NCC 1316), покоящейся относительно МФИ, у которой Z=0.202, r=3.7 млрд св. лет (если c/H=20.195 млрд св. лет [ 6 ]). Если бы скорость и направление движения нашей Галактики не изменялись, то для сближения с Гидрой А нам потребовалось бы около двух триллионов лет, разумеется, при условии, что космологическое красное смещение, как это установлено Хабблом [ 1 ], не является скоростным эффектом, т.е. величина Z=0.202 вызвана не нашим относительным разбеганием со скоростью около 60000 км/с, а какой-то иной причиной.

Обнаружение тонкой структуры МФИ открывает возможности исследования внегалактических объектов в микроволновом диапазоне, поскольку нет сомнения в том, что, к примеру, все радиоизлучающие квазары и лацертиды должны быть источниками микроволнового излучения.  

В заключение прогноз. Если динамика обнаружения новых квазаров и измерения красных смещений галактик сохранится, то и в этом случае общее число открытых квазаров в 2050 г. все еще будет меньше общего числа галактик (табл. 4).

Таблица 4

ЛИТЕРАТУРА

1.      Hubble E. The Realm of the Nebulae. Oxford Univ. Press.London. 1936.

2.      Барышев Ю.В. и Теерикорпи П. Фрактальный анализ крупномасштабного распределения галактик // 2005. Бюллетень САО. 59. С. 1-70.

3.      De Veny J.B. Osborn W.H. and Janes K.  A Catalogue of Quasars. 1971. Pub. Astron. Soc. Pacific. Vol. 83. P. 611.

4.      Veron-Cetty M.-P. and Veron P. A Catalogue of Quasars  and Active Nucley. 1-st Edition. 1984. ESO Scientific Report No. 1;

2-nd Edition. 1985; 3-rd Edition. 1987; 4-th Edition. 1989;

5-th Edition. 1991; 6-th Edition. 1993; 7-th Edition 1996;

8-th Edition. 1998; 9-th Edition. 2000.

5.      Veron-Cetty M.-P. and Veron P. //2001. Astron. аnd Astrophys. V. 374. P. 92.

6.      Шлёнов А.Г. и Петров Э.Л. www.interlibrary.narod.ru (Astronomy Department)

7.      Gush et al.// 1990. Phys. Rev. Letters. V. 65. P.537.

8.      Kogut A. et al. // 1993. Astrophysical Journal. V.414. L 77.