КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина VI

ФІЗИКА ЗІР І ТУМАННОСТЕЙ

Розділ 18

ФІЗИКА ТУМАННОСТЕЙ

18.4. Магнітні поля у міжзоряному середовищі. Космічні промені

У 1948 р. відкрито міжзоряну поляризацію світла і виявлено, що від зорі до спостерігача надходять електромагнітні хвилі з переважно однаково орієнтованим електричним вектором. Зроблено висновок, що це явище зумовлене розсіюванням світла зір на пилинках, які мають витягнуту форму й орієнтовані у просторі однаково. Буквально через рік астрономи дійшли висновку, що у міжзоряному просторі є магнітні поля напруженістю близько 10-6—10-5 Е, які відіграють переважну роль у орієнтації пилинок. З теорії випливає, що кожна пилинка швидко обертається навколо своєї малої осі, залишаючись наче нанизаною на магнітну силову лінію. Вивчення поляризації світла зір стало важливим джерелом інформації про геометрію міжзоряних магнітних полів. Так визначили, що це магнітне поле паралельне площині Молочного Шляху.

На існування великомасштабного упорядкованого магнітного поля в Галактиці вказує витягнута форма світлих туманностей. Як довів Г. А. Шайн (1892—1956), магнітне поле Галактики перешкоджає розширенню плазми світлих туманностей поперек поля, не заважаючи водночас їй розширюватися уздовж нього і набувати витягнуту в напрямі магнітного поля форму. Напруженість магнітного поля у щільних газових хмарах може на порядок перевищувати середнє галактичне значення.

Поблизу Землі спостерігаються заряджені частинки дуже високих енергій, які доходять до Землі з космічного простору, — космічні промені (як складова, сюди входять і сонячні космічні промені, що генеруються під час спалахів на Сонці). Космічні промені галактичного походження доходять до Землі приблизно в однаковій кількості з усіх напрямів, що свідчить про їхній ізотропний розподіл у просторі. Існування космічних променів було встановлено на початку XX століття.

У 1948 р. визначили склад космічних променів за межами земної атмосфери. Основну частину їх енергії несуть протони — їх за числом більше 90%. Ще 7% — це α-частинки. На електронну складову припадає лише 1% від числа усіх частинок, а на ядра важчих хімічних елементів — ще менше. Енергія частинок галактичних космічних променів може досягати 1014 еВ, що істотно перевищує можливості сучасних лабораторних прискорювачів. Висока ізотропія просторового розподілу галактичних космічних променів не дозволяє безпосередньо встановити, де саме в Галактиці вони виникають. Але деякі важливі висновки стосовно імовірних джерел можна зробити зі спостережень космічного γ-випромінювання. Ця можливість заснована на тому, що при зіткненні релятивістських частинок космічних променів з ядрами атомів міжзоряного середовища (в основному з ядрами атомів водню) утворюються нестабільні π0-мезони, які згодом розпадаються на два γ-кван- ти. їхня енергія перебуває в діапазоні 68 МеВ і вище. Оскільки ж γ-випромінювання не взаємодіє з галактичним магнітним полем, то траєкторія народжених у такому процесі γ-квантів залишається майже незбуреною. Тому їх спостережуваний просторовий розподіл може багато чого сказати про місця їх виникнення, а отже посередньо вказати і на місця формування самих космічних променів. Спостереження галактичного γ-випромінюван

ня зі штучних супутників показало, що воно, на відміну від космічних променів має досить неоднорідний розподіл, який нагадує просторовий розподіл Наднових зір. Тому сьогодні є загальноприйнятим пов'язувати походження галактичних космічних променів зі спалахами Наднових зір, які генерують частинки високих енергій. Подальше прискорення таких частинок відбувається у міжзоряному середовищі за рахунок галактичного магнітного поля і ударних хвиль. Тут вони набувають надвисоких енергій.

Ще одним доказом існування магнітного поля і одночасно космічних променів у міжзоряному середовищі є загальне радіовипромінювання Галактики. У 1952 р. Й. С. Шкловський довів, що воно ділиться на дві складові, які істотно відрізняються за розподілом енергії в спектрі. У першої з них, плоскої складової, інтенсивність випромінювання найбільша у площині Молочного Шляху. У другої, сферичної складової, рівномірно розподіленої по небу, інтенсивність радіовипромінювання зростає з довжиною хвилі, що вказує на її нетеплову природу. Конкретно радіовипромінювання сферичної складової добре пояснюється синхротронним випромінюванням релятивістських електронів з енергіями понад 108 еВ у магнітному полі з напруженістю близько 10-5 Е.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.