КРАБОВИДНАЯ ТУМАННОСТЬ




Рис. 121. Волокна Крабовидной туманности, сфотографированные Гвидо Мюнчем на эмульсии 103а-Е в главном фокусе 200-дюймового телескопа 22 сентября 1966 г.

Чтобы сфотографировать волокна в свете На и запрещенном излучении ионизованного азота, Мюнч использовал интерференционный фильтр с полосой пропускания 50 А; экспо- зицня 50 мин.


более короткая (малая) ось. С учетом этих эффектов скорость расширения в направлении большой оси получена равной 1720 км/с, что соответствует угловой скорости расширения 0,2" в год.’ На расстоянии 1 пс поперечное (собственное) движе- Ние ^/год соответствовало бы 1 а. е./год — (1,49*J0 км/год) X X (3,156-107 сек/год) = 4,74 км/с. Отсюда линейная скорость v км/с связана с угловым поперечным движением р"/год на расстоянии d пс формулой о/4,74р. = d(nc). Подставляя численные значения v и и для Крабовидной туманности, получаем для расстояния величину 1720(4,74-0,20) = 1800 пс. Затем, если мы введем поправку за межзвездное поглощение, то для абсолют-

Рис. 122. «Аморфная масса» Крабошгдмой туманности, сфотографированная 1 видо Мюнчем па чувствительной к желтым лучам эмульсин (ЮЗа-D) в главном фокусе 200-дюймового телескопа 22 октябри 196.') г.


вь?йТяЬкимапапяЧп^ЛТиЬ^'(К0' 3'184) Ф"льт1’ и поляризационный фильтр, орнептнропан- ФотогпаЛия иргиптпип i ™ссти к “ччимуму пропускаинс И есиеро-южпом направлении. Фотография регистрирует в сущности непрерывное излучение; только самые сильные
ГевеГнГерхГвТтГ-ГпГава1:              3аП1,еще"НОГО ЙЗЛ^-"1Я -«трального кислорода*
нои визуальной величины соответствующей звезды в максимуме получим около —18,2™. В любом случае звезда должна была быть во много раз ярче обычной новой звезды, т. е„ вероятно это была сверхновая звезда. Вряд ли она была сверхновой звездой типа I, как звезда Тихо или объект, наблюдаемый
onnnn / Скорос'гь Расширения 1700 км/с гораздо меньше Д1000 км/с —величины, типичной для этих сверхновых звезд. Кроме того, и скорость ес угасания была меньше.
Для системы волокон (которая, вероятно, имеет массу, примерно равную массе Солнца) характерно, по мнению Вольтьера,

Рис. 123. Одна из первых спектрограмм Крабовидной туманности, полученная в 30-е годы Мейолом при помощи небулярного спектрографа на рефлекторе Кроссли (Ликская обсерватория).
Обратите внимание на сильный эмиссионный спектр и яркие дугообразные запрещенные линии ионизованного кислорода [011] 3727 А. В недавней работе Вирджинии Тримбл показано, что помимо расширения здесь происходят сложные внутренние движения.


сверхобилие гелия. Система волокон охватывает весь объем, занимаемый диффузной массой. Вблизи центра этой так называемой аморфной массы, которая в действительности обладает отчетливо выраженной структурой, наблюдаются колебания яркости. Встречаются мелкие волны («рябь»), которые движутся со скоростью около 47 000 км/с.
Внешняя часть расширяется с той же скоростью, что и система волокош
Крабовидная туманность — интенсивный источник радиоизлучения, одним из первых отождествленный с оптическим объектом. Протяженность и структура деталей диффузной массы в радиодиапазоне, по-видимому, такие же, как в оптических лучах. Но распределение яркости и поляризационные эффекты в этих двух диапазонах неодинаковы: распределение яркости в радиодиапазоне более однородное, чем в оптической области, но поляризация радиоизлучения сильнее концентрируется к центру, чем в видимом свете. Радиоволны, подобно световым волнам и другим волнам электромагнитного спектра, излучаются любым нагретым источником; интенсивность этого, как говорят, «шумового излучения» зависит от температуры источника и от количества излучающего вещества на луче зрения. Но радиоизлучение Крабовидной туманности определенно нетеплового происхождения. Оно слишком интенсивно для известной поверхностной яркости этого объекта на оптических длинах волн, причем эта интенсивность не связана прямой зависимостью



с длиной волны. Кроме того, как оптическое, так и радиоизлучение теплового источника всегда неполяризовано. Поэтому весьма важной «путеводной нитью» оказалось открытие в 1954 г. В. А. Домбровским поляризации света Крабовидной туманности. Бааде получил ряд высококачественных снимков этой туманности через поляризационный фильтр, устанавливаемый последовательно в различных позиционных углах. На этих фотографиях видны поразительные изменения. Поляризацию вплоть до 60% легко заметить, а в некоторых областях поляризация, возможно, стопроцентная.
И. С. Шкловский высказал предположение, что процесс излучения энергии Крабовидной туманностью аналогичен излучению в синхротроне —установке, используемой в ядерной физике для создания электронов с большими скоростями. Характеристики излучения ускоренных электронов, скорости которых приближаются к скорости света, совершенно иные, чем для медленных электронов. В синхротроне электроны вынуждены двигаться по круговым путям под влиянием магнитного поля, перпендикулярного к плоскости их движения. Гак как электроны движутся по искривленной траектории, они все время ускоряются и поэтому излучают энергию. Свет излучается главным образом не в направлении, перпендикулярном движению электронов, а, скорее, в узком конусе в направлении движения. К тому же он поляризован. Мы можем мысленно представить себе электрон в виде игрушечного паровоза, бегущего по круговой трассе; луч его головного фонаря (перед которым помещен кусочек поляроида) изображает излучаемый свет. Каждый данный электрон будет излучать в направлении наблюдателя за каждое обращение один мгновенный импульс, но электронов - - множество, поэтому все эти «мигания» сливаются. Излучение происходит за счет непрерывно расходуемой кинетической энергии электрона. Распределение излучаемой энергии по длинам волн очень заметно отличается от распределения для черного тела; на высоких частотах имеется резкий обрыв, который зависит от орбитального периода самых быстрых электронов.
Синхротронным механизмом, по-видимому, можно объяснить как радиоизлучение, так и оптическую эмиссию Крабовидпой туманности, а также нетепловое излучение других остатков старых сверхновых звезд. Напряженность магнитного поля в Крабовидной туманности составляет около 10_3 Гс, что в очень грубом приближении в 1500 раз меньше поля Земли. Крабовидпая туманность также н мощный источник рентгеновских лучей. Может ли быть, чтобы возбуждение вызывалось неправдоподобно маленькой фантастически горячей звездой, излучающей в основном в рентгеновской области? Так уж случайно оказалось, но иногда между Крабовидной туманностью и Землей проходит


Рис. 124. Распределение энергии в непрерывном спектре Крабовидной туманности.
Каждое деление шкалы соответствует десятикратному изменению интенсивности или частоты На этом рисунке объединены данные, полученные в радиодиапазоне “ВДимЫS рентгеновской областях. Сплошные отрезки кривой представляют наблюдательные дан ные пунктирные —интерполяции между наблюдаемыми областями.


Луна; такое «затмение» произошло, в частности, в 1964 г. Если бы рентгеновский источник был звездной природы, то при закрытии его Луной он мгновенно исчез бы; если же это источник протяженный, он должен тускнеть постепенно. Бойер Ьаирам, Чабб и Фридман из Морской исследовательской лаборатории ВМС США наблюдали это затмение при помощи приемников, запущенных на ракете за пределы земной атмосферы. Результат четко показал, что источник рентгеновских лучей не точечный, а протяженный с угловой шириной порядка 1 . Были приведены аргументы, из которых следует, что это ретгеновское излучение также обусловлено синхротронным механизмом. Однако вопрос нельзя считать решенным, пока не будет измерена поляризация этих рентгеновских лучей.

Спектр Крабовидной туманности наблюдался, начиная от длин волн порядка 30 м и вплоть до рентгеновских лучей (0,2 А) с большими пробелами в инфракрасной и ультрафиолетовой областях (рис. 124). Полная мощность излучения составляет около 1039 эрг/с, или в 2500 раз больше мощности солнечного излучения. Почти вся эта энергия высвечивается в виде синхротронного излучения. Следовательно, должен существовать механизм, поставляющий энергию для ускорения электронов до очень высоких энергий при такой мощности; возможно, им ускоряются также и тяжелые частицы. На заключительном этапе «электростанция», по-видимому, представляет собой быстро мигающий источник радиоизлучения (а в этом случае также и оптического излучения), известный под названием «пульсар» (см. ниже). Пульсары в настоящее время интерпретируются как неправдоподобно плотные быстро вращающиеся вокруг своих осей «звезды», состоящие из нейтронов.
<< | >>
Источник: А. Аллер. АТОМЫ, ЗВЕЗДЫ И ТУМАННОСТИ. 1976

Еще по теме КРАБОВИДНАЯ ТУМАННОСТЬ:

  1. Ред.-сост. В. Г. Сурдин. Звёзды, 2009
  2. А. Аллер. АТОМЫ, ЗВЕЗДЫ И ТУМАННОСТИ, 1976
  3. Нормы идеологии.
  4. Литература 1.
  5. Теофания в виде света
  6. Г л а в а VI ОБ АТМОСФЕРНЫХ ЯВЛЕНИЯХ (METEORS6) ВООБЩЕ
  7. Терминология
  8. He совсем бездельники
  9. § 175. Возвратные и невозвратные формы 1.
  10. ЧЕБОТАРЕВ
  11. у р о к зо. Геоэкология атмосферы
  12. ТУМАННОЕ И ТЕМНОЕ
  13. Многоликий союз КАК