книги из ГПНТБ / Шама Д.В. Современная космология

(рис. 9). На рис. 10 показан более современный вариант этой модели, предложенный Шепли в 1918 г. Главное достижение Шепли — это перенос Солнца почти на край

о

оо

Рис. 10. Модель Млечного Пути по Шепли. Кружками отмечены шаровые скопления. Утолщение в центре и диск содержат боль­ шую часть звезд Млечного Пути. Солнце, которое находится на расстоянии 2 /з радиуса диска от центра, отмечено крестиком.

их пространственное распределение. Они образуют почти сферическую систему, центр которой находится в на­ правлении созвездия Стрельца (рис. 11) на расстоянии около 10 кпс от Солнца, как теперь принято считать.

32 Г Л А В А 2

О д н а ко большинство звезд образуют плоскую систему, напоминающую диск Гершеля.

По-настоящему структуру этой плоской системы на­

щение Галактики. Такое вращение ранее постулирова­ лось философом Иммануилом Кантом для объяснения сплюснутости Млечного Пути. Кроме того, Оорт нашел, что, как и предполагал Кант, вращение Млечного Пути

лщей массы. В центральных обла-

Ф~~* стях Галактики действительно со-

средоточена значительная доля ее

тангенциальное движение звезд относительно других галактик, но в середине 20-х годов такие измерения были невыполнимы. Итак, именно дифференциальное вращение Галактики приводит к тому, что наблюдаются радиальные движения звезд с характерной картиной, показанной на рис. 13. Смысл этой диаграммы объяснил Оорт в 1927 г. Из ее ориентации, амплитуды и фазы ему удалось установить, что ось вращения действительно пересекает диск под прямым углом в точке, лежащей в направлении созвездия Стрельца, в согласии с результа-

пределение и движение звезд. Упомянем лишь одну важную деталь. Как мы далее увидим, большинство

структуры. В 1952 г. было установлено, что наша Галак­ тика т а к ж е относится к спиральным. Вдоль спиральных рукавов, в одном из которых находится наше Солнце, сосредоточено много ярких молодых звезд. Происхож­ дение спиральных рукавов полностью еще не понято, но вполне возможно, что они характеризуются повышенной

были обнаружены по производимым ими рассеянию и поглощению света звезд, но в настоящее время лучшим методом наблюдения межзвездного газа является на­ блюдение его радиоизлучения на длине волны 21 см. На важность этой спектральной радиолинии (которая ис­ пускается атомами водорода) впервые указал в 1944 г. ван де Хюлст. По его расчетам, при помощи чувстви­ тельной радиоприемной аппаратуры можно обнаружить

в том, что большая часть межзвездного атомарного во­ дорода сосредоточена в нашей Галактике в спиральных рукавах. Еще одним важным результатом является опре­ деление кривой вращения Галактики (рис. 16) по доп-

относительно недавно какие-то бурные явления. Иссле­ дование этой интересной проблемы несколько затруд­ нено потому, что центральные области Галактики совер­ шенно 'недоступны для оптических наблюдений из-за сильного поглощения в этом направлении.

280 г

В последние годы были обнаружены другие меж­ звездные радиолинии: гидроксила ОН, аммиака, водя­

*) Рекомбииационными радиолиниями называются линии, об­

разующиеся при переходах между очень высокими энергетическими уровнями. — Прим. ред.

**) К настоящему моменту известны межзвездные радиолинии примерно"двух десятков элементов и химических соединений, среди которых есть и сложные органические вещества. — Прим. перев.

Космические лучи являются важной составляющей Галактики не только потому, что, распространяясь в межзвездном пространстве, они с л у ж а т зондами, при по­

недавно ученые оценили их значение для астрофизики. Поток космических лучей состоит главным образом из протонов высоких энергий, хотя, как мы увидим, в них

является релятивистской энергией. Однако энергия от­

38 Г Л А В А 2

поднимет этот предел до 300 БэВ . Преимущество уско­ рителен состоит в том, что они могут давать гораздо бо­

Рлс. 17. Энергетический спектр космических лу­ чей. Штриховой линией показана предполагаемая внегалактическая компо­ нента.

Нинетическая энергия, эВ

'Космические лучи, достигающие Земли, обладают

чинает заметно сказываться влияние магнитного поля

более тяжелые ядра с атомным номером вплоть до 26 (железо) . К тому ж е недавно получены указания на присутствие в них гораздо более тяжелых частиц с атом­ ным номером больше 92 (трансурановые элементы) .

увидим позднее, с плотностью энергии межзвездного магнитного поля. Этот факт и является основанием для нашего утверждения о важной динамической роли косми­ ческих лучей. Они представляют собой релятивистский газ, давлением которого нельзя пренебрегать. Приблизи­

дует, что они движутся от своих источников не по пря­ мым линиям. Это привело к предположению, что меж ­ звездный газ пронизан магнитными полями, которые отклоняют траектории заряженных частиц от первоначаль­ ного направления движения . Мы увидим, что, как теперь известно, такое предположение оказалось правильным.

3. Энергетический спектр космических лучей дает не­ которую информацию о механизме их первичного уско­ рения, однако сам механизм пока еще не ясен. Неиз­ вестно также, где находятся источники космических лучей, хотя весьма правдоподобно доказывалось, что их источниками могут быть взрывысверхновых и, воз­ можно, имеется связь с пульсарами. К а к мы. знаем из лабораторных экспериментов и изучения процессов, про­ исходящих в межпланетном пространстве и в солнечных вспышках, неустойчивости, возникающие в ионизован­ ном газе (плазме), пронизанном магнитными полями, приводят"к ускорению отдельных протонов до высоких