Cтраница 3
Действие сильной ударной волны сказывается, во-первых, в том, что ею приводятся в движение большие массы вещества и, во-вторых, в нагревании газа, вызывающем его свечение. Оба эти обстоятельства оказываются очень важными для исследования космических взрывов, так как по движению и свечению небесных тел можно судить о силе космических взрывов и других их особенностях. [31]
Величина рассеянной энергии в Галактике в тысячи раз меньше полученной величины механической энергии и, по-видимому, не превышает 1056 эрг. Поскольку плотность этой энергии - содержание энергии в единице объема - очень мала, то большое количество ее не может достаточно быстро перейти в другие виды и, вероятно, роль таких форм энергии в возникновении космических взрывов не столь существенна, как энергии, сосредоточенной в плотных небесных телах. [32]
Во всяком случае, для этих звезд рассмотренная схема эволюции не приводит к необходимости звездных взрывов. Поэтому, оставаясь на той точке зрения, что звезды возникают из диффузного вещества, взрывькв звездах нужно считать чем-то побочным, не связанным с основными эволюционными процессами. Возможно, определенную роль в космических взрывах играет двойственность звезд. Но можно сказать с уверенностью, что взрывы случаются и на одиночных звездах. [33]
Звездные системы содержат, помимо звезд, где вещество уплотнено, сконцентрировано, также и вещество в рассеянном или диффузном состоянии, характеризующемся крайне малой плотностью. Космический взрыв обычно сопровождается рассеянием вещества и какая-то доля наблюдаемого ныне диффузного вещества возникла, по-видимому, в результате бурных процессов, вызвавших переход части звездной массы в форму разреженного газа. Исследование состояния и движения диффузного вещества в области космического взрыва является источником очень важных сведений о характере взрыва. [34]
Долгое время считали, что эти вспышки являются самыми грандиозными из космических катастроф. Но за последние несколько лет обнаружены следы несравненно более мощных космических взрывов, освобождающих, как мы увидим, энергию, эквивалентную миллионам солнечных масс. Понятно, что такие взрывы не могут случаться в отдельных звездах. Они происходят в центральных областях ( ядрах) галактик - звездных систем, массы которых измеряются миллиардами масс Солнца. В этом параграфе мы расскажем о взрывах в ядрах галактик, но предварительно познакомимся несколько подробнее, чем мы делали до сих пор, с миром галактик. [35]
Характер магнитнотормозиого излучения оказывается совершенно иным, если электрон движется в магнитном поле со скоростью, очень близкой к скорости света. Энергия такого электрона, называемого релятивистским, во много раз больше энергии, соответствующей его массе покоя те. Релятивистские электроны в пространстве, наряду с другими частицами больших энергий, составляют, как мы знаем, космические лучи, возникающие, в частности, при космических взрывах. Ускорения частиц до скоростей, очень мало отличающихся от с, достигаются и в специальных устройствах. Было замечено, что когда скорость электронов, описывающих в сильном магнитном поле такого ускорителя ( синхротрона) окружности, достигает значений, близких к с, эти электроны испускают свет. [36]
Извлекаемая из наблюдений излучения небесных тел информация не ограничивается перечисленными характеристиками их состояния. Оказывается, по спектральным линиям можно обнаружить присутствие в пространстве, занимаемом газом, магнитного поля и найти напряженность поля. Подобные определения широко распространились в последние годы, так как выяснилось, что магнитные поля играют существенную роль в различных процессах, протекающих во Вселенной и, в частности, в космических взрывах. В связи с этим целесообразно сказать здесь хотя бы коротко о влиянии магнитного поля на свойства излучения. [37]
В той или иной форме газовые оболочки существуют, по-видимому, у всех звезд. В дальнейшем нам придется подробно рассматривать оболочки звезд, возникающие при сильных космических взрывах. Взрыв может как создать оболочку, так и действовать на уже имеющуюся оболочку звезды. Именно благодаря изучению газовых оболочек взрывающихся звезд мы и располагаем довольно обширными данными о природе космических взрывов. [38]
Таким образом, весь рассматриваемый объем содержит 1032 - 1033 эрг магнитной энергии. Если большая часть ее может очень быстро перейти в энергию излучения или кинетическую, то произойдет взрывной же силы, что и большая хромосферная вспышка. Но все же создается впечатление, что магнитной энергии для больших вспышек недостаточно, тем более, что вспышка вначале занимает сравнительно малый объем. По-видимому, окончательный ответ на вопрос об источнике энергии хро-мосферных вспышек связан с исследованием не только их, но и других космических взрывов. [39]
В рассмотренных здесь соображениях о путях образования звезд и звездных систем есть, конечно, очень много неопределенного. Сейчас нам ничего не известно о структуре дозвездного вещества. Потребуется, возможно, углубление и обобщение некоторых основных законов физики, чтобы можно было ответить на возникающие в связи с проблемой рождения небесных тел вопросы. Может быть, наконец, что и вся эта концепция в свете новых наблюдений будет отвергнута. Однако в настоящее время она кажется более цельной, чем гипотеза о рождении звезд и галактик путем конденсации диффузного вещества. Если считать, что небесные тела образуются при конденсации, то космические взрывы разных масштабов оказываются процессами, не связанными с основной линией эволюции. В предположении же об эволюции вещества от более плотных форм к менее плотным космические взрывы сопровождают резкие переходы материи из одной формы в другую и являются важным этапом развития небесных тел. [40]
Читатель вправе поставить и другой вопрос - где получены и кому принадлежат изложенные в книге результаты исследований. Однако отсутствие в тексте ссылок на конкретных авторов ( за исключением тех случаев, когда фамилия стала нарицательной) не случайно. Изучением описанных явлений, составляющим значительную область астрофизики, занималось и занимается множество научных учреждений, и тот или иной вклад в него внесли сотни, если не тысячи, ученых. Понятно, что в рамках данной книги невозможно было дать оценку роли отдельных ученых, да это и не входило в ее задачу. Мы сообщали лишь установленные факты, необходимые для понимания общей картины явлений взрывов. Но все же мы здесь упомянем о крупнейших научных коллективах нашей страны и зарубежных, внесших наиболее заметный вклад в проблему космических взрывов. Ученые, которые при этом упоминаются, являются, как правило, организаторами или руководителями этих коллективов. [41]
Взрывные процессы встречаются в природе так часто, и используются в различных областях техники настолько широко, что, вероятно, сейчас нет никого, кто не имел бы представления о взрывах. Но для понимания столь сложных явлений, как взрывы в звездах, общих представлений о взрывах недостаточно. Во-первых, явления, называемые взрывами, бывают вызваны различными причинами. Так взрыв парового котла происходит, когда давление пара в котле вследствие перегрева превышает допустимое, а снаряд взрывается в результате химической реакции сгорания взрывчатого вещества. Во-вторых, взрывы различны и по своим внешним особенностям. То, что мы видим при электрическом разряде, не похоже на явления, наблюдаемые при землетрясении. Прежде чем заниматься изучением космических взрывов, нужно выяснить, что же все-таки оказывается самым существенным в явлении взрыва, какие процессы следует относить к взрывным. [42]
В рассмотренных здесь соображениях о путях образования звезд и звездных систем есть, конечно, очень много неопределенного. Сейчас нам ничего не известно о структуре дозвездного вещества. Потребуется, возможно, углубление и обобщение некоторых основных законов физики, чтобы можно было ответить на возникающие в связи с проблемой рождения небесных тел вопросы. Может быть, наконец, что и вся эта концепция в свете новых наблюдений будет отвергнута. Однако в настоящее время она кажется более цельной, чем гипотеза о рождении звезд и галактик путем конденсации диффузного вещества. Если считать, что небесные тела образуются при конденсации, то космические взрывы разных масштабов оказываются процессами, не связанными с основной линией эволюции. В предположении же об эволюции вещества от более плотных форм к менее плотным космические взрывы сопровождают резкие переходы материи из одной формы в другую и являются важным этапом развития небесных тел. [43]