КОСМИЧЕСКОЕ РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ
излучение галактич. и метагалак-тич. объектов в радиодиапазоне
длин волн. Иногда к К. р. относят также радиоизлучение Солнца и планет.
К. р. открыто в 1931 амер. радиофизиком К. Янским на волне ок. 15 м.
Несмотря
на весьма низкую разрешающую способность антенны сконструированного Янским
радиотелескопа, в следующие годы он доказал, что обнаруженное им радиоизлучение
приходит из области Млечного Пути. В 40-х гг. 20 в. в связи с быстрым развитием
радиолокационной техники возник новый раздел астрономии - радиоастрономия,
существенно
дополняющий результаты астрофизич. исследований космич. объектов и тесно
взаимодействующий с астрофизикой.
В 1946 англ. исследователи Дж.
Хей, Дж.Филлипс и С. Парсонс при помощи радиоинтерферометра обнаружили
отдельные, «дискретные» источники К. р. Радиоастро-номич. инструменты начала
70-х гг. 20 в. дают потенциальную возможность наблюдать ок. миллиона таких
источников. Поток радиоизлучения от самых слабых источников в миллион раз
слабее потока от наиболее ярких из известных источников. Подавляющее большинство
слабых источников находится за пределами нашей Галактики, в Метагалактике;
несколько сот из них отождествлено с галактиками. Осн. часть неотождествлённых
источников, по-видимому, связана с галактиками и квазарами.
Наша Галактика
также является источником К. р.: в полосе Млечного Пути наблюдаются места
с повышенной интенсивностью К. р. Большинство метагалак-тич. источников
К. р. значительно мощнее Галактики. В то время как Галактика излучает примерно
1038 эрг/сек (ок. 10-6 её полного излучения
в оптич. диапазоне), отдельные метагалактич. источники излучают до 1045эрг/сек,
что
близко к мощности их оптич. излучения. Такие объекты, наз. радиогалактиками,
представляют собой, как правило, гигантские сфероидальные весьма массивные
звёздные системы. Интерференц. наблюдения показывают, что области оптич.
излучения и радиоизлучения метагалактич. объектов не совпадают в пространстве:
обычно последние локализуются в двух симметрично расположенных по отношению
к оптич. центру облаках, удалённых от этого центра на расстояние в десятки
тысяч парсек. В ряде случаев в оптич. центре радиогалактики наблюдается
источник весьма малых угловых размеров («1"), поток радиоизлучения от к-рого
довольно быстро меняется со временем. Это свидетельствует о продолжающейся
активности галактич. ядер, выбрасывающих вещество, из к-рого образуются
радио-излучающие облака. Теория излучения радиоисточников была предложена
(1950) швед, учёными X. Альфвеном и Н. Гер-лофсоном и подробно разрабатывалась
сов. учёными В. Л. Гинзбургом и И. С. Шкловским. Согласно этой теории,
многочисленные предсказания к-рой были полностью подтверждены последующими
наблюдениями, К. р. возникает при движении быстрых, т. н. релятивистских
электронов в магнитных полях
(синхро-тронное излучение). Применение
этой теории к конкретным метагалактич. источникам показывает, что в них
содержится гигантское количество релятивистских частиц, суммарная энергия
к-рых доходит до 1060эрг, что сравнимо с энергией гравитац.
связи галактики. Эти частицы генерируются в области галактических ядер
и выбрасываются оттуда во время взрывов.
В 1965 в США
на сантиметровом диапазоне было обнаружено т. н. «реликтовое» излучение
метагалактич. фона. Оно характеризуется планковским спектром с темп-рой
ок. 3 К. Своё название оно получило потому, что его кванты были излучены
Вселенной на ранней стадии её развития. Тогда ещё не было ни галактик,
ни звёзд. Вселенная в эту эпоху представляла собой водородную плазму с
температурой 4000 °С.
Наряду с метагалактич.
источниками наблюдаются также галактич. источники К. р. Это - преимущественно
особые туманности - остатки вспышек сверхновых звёзд (напр., Крабовидная
туманность). Излучение в этом случае так же
является синхротронным. Кроме того, В Галактике (а также в ближайших галактиках,
напр, в Магеллановых Облаках) наблюдаются источники теплового радио излучения.
Последними являются межзвёздные облака ионизованного газа и обычные туманности
галактические. Спектр этого излучения отличен от син-хротронного, «тепловые»
источники наблюдаются преим. на сравнительно коротких волнах. В 1967 Дж.
Белл и др. (Великобритания) обнаружили совершенно новый тип радиоисточников,
получивших назв. пульсары. Вскоре выяснилось, что пульсары - это
сильно намагниченные, быстро вращающиеся нейтронные звёзды, образовавшиеся
после взрывов сверхновых звёзд. Все упоминавшиеся выше источники К. р.
характеризуются непрерывным спектром. Наряду с этим в ряде случаев наблюдаются
отдельные спектральные радиолинии, причём как в излучении, так и в поглощении.
Наиболее важной из них является линия водорода с длиной волны 21 см.
Существование
этой линии впервые было теоретически предсказано голл. учёным X. ван де
Холстом в 1944. Она была открыта в 1951 (амер. астрономами X. Юэном, Э.
Перселлом), и её наблюдения стали неиссякаемым источником сведений для
различных астрономич. исследований. В 1949 Шкловский предсказал новый класс
межзвёздных молекулярных линий, в частности линию ОН с длиной волны 18
см.
Эта линия открыта только в 1963. В 1966 на этой волне открыты источники
радиоизлучения нового типа с огромной яркостью. Излучение таких источников
имеет мазерную природу (см. Мазер). Вскоре были открыты ещё более
интенсивные мазерные космич. источники на волне 1,35
см в линии
паров воды. В наст, время (70-е гг. 20 в.) средствами радиоастрономии обнаружено
св. 10 межзвёздных молекул, в т. ч. таких многоатомных, как аммиак, спирт
и муравьиная кислота. В 1962 сов. астроном Н. С. Кардашев обосновал возможность
наблюдений в радиодиапазоне линий высоковозбуждённых атомов межзвёздного
водорода, к-рые вскоре были открыты. Наблюдения этих линий весьма полезны
при анализе физ. условий в межзвёздной среде.
В конце 60-х
гг. были получены первые результаты наблюдений сверхдлинноволнового (длины
волн порядка километров) К. р. с искусств, спутников Земли, а также субмиллиметрового
К. р. Расширение спектрального диапазона ещё больше увеличивает возможности
радиоастрономии.
Лит.: Каплан
С. А., Элементарная радиоастрономия, М., 1966; Кraus J. D., Radio astronomy,
N. ?.-[а. о.], 1966.
И.С. Шкловский.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я