Знание-сила, 2002 №04 (898)

Еще в 1989 году астроном Петер Бартел из Гронингенского университета заметил в их разнообразии сходные черты. Внезапно его осенило: быть может, за этими разными объектами скрываются одни и те же галактики, увиденные с разных сторон. Ведь и наш Млечный Путь кому-то из наблюдателей, живущих в другой галактике, кажется плоской полоской, а кому-то – огромным, взвихренным кругом.

Так родилась универсальная модель активных галактик. Она сводит их разнообразие к строго определенной схеме. В центре любой галактики расположена черная дыра. Ее масса может достигать миллиарда солнечных масс. Она притягивает к себе газ из окружающего ее пространства. Вокруг нее образуется огромный газопылевой диск. Он обращается возле черной дыры, постепенно разогреваясь. Из-за трения поток вещества теряет свою кинетическую энергию, изливаясь в недра черной дыры. Вблизи от нее облако газа и пыли раскаляется до многих миллионов градусов. Оно испускает мощное излучение в оптическом, рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах. До тридцати процентов поглощаемой материи преобразуется в энергию.

Ученым пока еще не вполне ясен механизм зарождения подобных черных дыр. Возможно, их зародыши появились уже в первые доли секунды после Большого Взрыва. Быть может, галактики с самого начала формировались вокруг этих неоднородностей. По другой гипотезе, – ее предложил Джереми Острайкер из Принстонского университета, – черные дыры возникли в первые сто миллионов лет из случайных колебаний плотности в первородном газе. К образованию сверхмассивных черных дыр мог привести коллапс крупных звездных скоплений, возникших посреди галактик. Кроме того, в центре галактик собираются огромные газовые массы. Модельный расчет, который проделали Мартин Рис и его коллеги из Кембриджского университета, показал, что при определенной плотности газа его скопления склонны к коллапсу. «Этот процесс длится около миллиарда лет, – отметил Мартин Рис, – то есть достаточно быстро, чтобы объяснить появление самых дальних и, значит, самых старых квазаров».

Вокруг черной дыры создается мощное магнитное поле. Под действием поля заряженные частицы (электроны) выбрасываются в виде двух огромных струй (джетов), направленных в противоположные стороны. Эти струи перпендикулярны плоскости галактического диска; электроны движутся внутри них почти со световой скоростью.

Важнейшую роль в этой модели играет плотный пылевой диск. Он начинается всего в нескольких световых годах от центра галактики и простирается на многие десятки световых лет. Диск содержит столько пыли, что скрывает пылающую внутри него галактику, если наблюдатель находится сбоку' от нее.

Известные нам типы активных галактик разнятся именно своим положением относительно Земли, а не структурой. Мы подобны слепцам, застывшим перед стадом слонов и находящим на ощупь то хоботы, то хвостики, то бивни, то необозримые, шершавые бока, думая, что так разнообразны животные, приведенные к нам. Всякий раз виной нашим заблуждениям – лишь особый аспект.

Если мы глядим па галактику сверху вниз, то видим струю частиц (джет). В этом случае мы напоминаем путника, застигнутого беззвездной ночью в степи; лишь вдали светится огонек, зажженный на хуторе. Если вернуться к нашим галактикам, то мы наблюдаем «блазар». Яркость его меняется. потому что разнится количество выбрасываемых заряженных частиц.

Если мы смотрим на галактику сбоку, то улавливаем в основном радиоизлучение, исходящее от нее. Тогда нам кажется, что мы наблюдаем радиогалактику или квазар. Если ее центральная часть полностью затянута пылевым диском, это – радиогалактика. Если сквозь слой пыли проникает свет, это – квазар.

Наиболее известные галактики с активными ядрами

Сейфертовские галактики. Названы так по имени американского астронома Карла Сейферта, открывшего их в 1943 году. Это – спиральные галактики с активными ядрами. Яркость их ядер выше, чем всего Млечного Пути. Вокруг центральной части этих галактик обращаются потоки раскаленного, светящегося газа, развивая скорость до нескольких тысяч километров в секунду. Сейчас насчитывают тысячи подобных галактик.