Вселенная устроена очень хорошо и забавно. Мы постоянно получаем новую информацию, которая делает этот мир интересным для любознательных. Представьте себе, что у нас есть много-много звезд, а изучили только десять и все они одинаковые. Что делать дальше? Хорошо, когда звезды неодинаковые, и это отдельный разговор, почему мир разнообразен, хотя на самом деле он должен быть похож. Но он разнообразен, и с этим приходится жить.

Иногда даже один объект может серьезно изменить нашу астрономическую жизнь. Если он опровергает существующие теории, то физики, астрофизики должны прорабатывать новые темы, получать новое время, должны просить деньги на свои проекты, и это открывает новые направления. Есть объекты, которые единичны. Например, бариевые звезды — их меньше десяти. Есть объекты, которых чуть побольше. Есть объекты, которых совсем много. Звезд у нас в галактике, включая коричневые карлики, порядка четырехсот миллиардов. Галактик в видимой Вселенной по последним оценкам порядка двух триллионов. И здесь есть что изучать, есть большая статистика. То есть можно искать новые объекты, и это происходит, но часто они лишь повторяют ту существующую информацию.

Рекомендуем по этой теме:
5900
Спектроскопия квазаров

Однако есть объекты, которых очень мало. Они уникальны, потому что обладают необычными свойствами. Есть внегалактические радиоисточники — их называют радиогалактиками. Раньше было разделение квазаров и радиогалактик. Квазары — это звездоподобные объекты, обладающие радиоизлучением. Теперь квазары — это квазизвездные объекты, которые необязательно являются сильным радиоисточником. Известно, что квазары находятся в центрах активных ядер галактик. Из-за большой активности центральной части, которая является сильным радиоисточником, сильным оптическим источником, их можно видеть на больших расстояниях от нас спустя миллиард лет после возникновения Вселенной. То есть этот свет идет 12,5 миллиардов лет.

Квазары — центральные ядра галактик. Когда мы говорим, что галактика является радиоисточником, мы называем ее радиогалактикой. Можно сказать, что квазар — это сердце радиогалактики. Благодаря современным обзорам мы знаем порядка двух миллионов радиогалактик, или радиоисточников. Это стандартного размера объекты от 10 до 200 килопарсек.

Есть очень маленькая часть объектов с совершенно необычными свойствами. Эти необычные свойства — размеры. Квазар — сверхмассивная черная дыра, на которую падает газ. Не весь газ пересекает горизонт событий, часть его в виде коллимированных, то есть узконаправленных, струй разлетается в противоположные стороны от плоскости вращения. Струи взаимодействуют с окружающей средой и разрушаются. Удержать такую струю достаточно сложно, и мало теорий могут это объяснить. В основном это связано с магнитным полем, которое плазма организует вокруг себя. Плазма, летящая почти со скоростью света, ультрарелятивистские скорости (0,1–0,3 скорости света), и струи разлетаются на большие расстояния, но разрушаются через 100 килопарсек. Однако есть объекты, где струи летят миллионы световых лет. Один парсек — это 3,26 светового года. В этом плане понять, почему эти радиогалактики такие гигантские, очень сложно.

Рекомендуем по этой теме:
11566
Радиогалактики

Пять мегапарсек — это размеры гигантских радиогалактик. Мы знаем два таких объекта и примерно такого же размера скопления галактик, в которых тысячи галактик обычных. Если мы пускаем струю на большое расстояние, то внутри скопления она разрушается. У гигантской радиогалактики этого не происходит, и мы не знаем почему. Их слишком мало для изучения. В настоящий момент известно порядка 300 гигантских радиогалактик. Гигантская радиогалактика — это объект с размерами больше одного мегапарсека, хотя даже объекты размером полмегапарсека можно назвать гигантскими. Радость от их изучения состоит в том, что они, возможно, могут влиять на химический состав скопления. Возможно, они влияют на звездообразование в соседних галактиках, то есть участвуют в формировании крупномасштабной структуры. Существование таких больших объектов — нонсенс, их не должно быть.

Гигантские радиогалактики — это самые большие объекты во Вселенной, которые связаны электромагнитно. Мы можем найти сверхскопления галактик, которые связаны гравитационно. Хотя у них есть магнитные поля, у них нет общей единой структуры, которая организуется за счет струй, объединяющих объект. Несколько групп в мире занимаются исследованием гигантских радиогалактик и исследуют их различные свойства. В этом плане поиск новых объектов очень важен, поэтому делаются различные попытки найти такие объекты. Чем больше объект, тем более он диффузно выглядит на низких и высоких частотах, тем более распределенное излучение он имеет. Нам нужны определенного типа телескопы, чтобы проинтегрировать все это излучение и увидеть, как выглядит объект в целом.

Для исследования гигантских радиогалактик нужны телескопы двух типов. С одной стороны, нужны большие телескопы с хорошим разрешением, чтобы заглянуть в центр ядра. А с другой стороны, нужны большие диаграммы направленности. Это маленькие телескопы, и диаграмма направленности — телесный угол, луч, в котором видит телескоп. То есть мы поворачиваем телескоп, и луч изменяется, чувствительность падает. Мы должны иметь меньшего размера телескопы, чтобы были большие диаграммы направленности, а мы могли бы собрать протяженное излучение. Разные телескопы работают на разных частотах, всю информацию необходимо собирать. Протяженное излучение слабое, и на многих телескопах его просто не видно. Поэтому для поиска стандартно используются телескопы на низких частотах с большой диаграммой направленности, как раньше и наблюдали. Правда, сейчас такие программы тоже идут. Гигантские радиогалактики отбираются на дециметровых длинах волн.

Появляется много новых интересных данных, которые показывают, что происходит с гигантскими радиогалактиками в других диапазонах. Один из интересных диапазонов — субмиллиметровый, в котором работала космическая миссия «Планк» Европейского космического агентства. Сейчас мы работаем с этими данными. Удивительно, но там есть отличия от обычных радиогалактик. В обычных радиогалактиках мы видим излучение родительской галактики в субмиллиметровом диапазоне очень часто — это диапазон, связанный с пылью. То есть обычные радиогалактики показывают пылевую компоненту. В гигантских радиогалактиках мы видим сигнал в миллиметрах, но он неожиданно исчезает в субмиллиметрах. А это говорит о том, что нам необходимо понять, что с ними происходит. Не исключено, что придется править общую модель формирования активных галактических ядер, которая включает до 15 параметров. Это отличает активные ядра галактик от космологической модели, которая зафиксирована, там как бы все понятно. А здесь мы можем подгонять различные параметры под нашу модель или модель под наши измеряемые параметры.

Рекомендуем по этой теме:
11935
Черные дыры в центрах галактик

И еще одна важная штука состоит в том, что гигантские радиогалактики, хоть их не так много — всего 300 штук, искажают спектр мощности, то есть количество энергии, которое излучается, приходит с неба в зависимости от размера площадки. Мы берем площадку, проходим по всему небу и измеряем среднюю энергию, уменьшаем площадку и опять измеряем среднюю энергию — такая зависимость энергии от размера называется спектром мощности. Гигантские радиогалактики искажают такой спектр мощности и вносят добавку, которую приходится учитывать в анализе данных реликтового излучения. Рассматривая гигантские радиогалактики как мешающий фактор, мы видим, что они имеют дополнительную значимость как мешающий фоновый сигнал. Это важно, и поэтому исследование гигантских радиогалактик остается актуальным и в настоящее время.