Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Лит.: Вайнштейн JI. А., Электромагнитные волны,
2 изд., М., 1988; Гинвбург В. JI., Теоретическая физика н астрофизика, 3 изд., М., 1987; Болотовский Б. М.,
В ы к ов В. П., Излучение при сверхсветовом движении заря- АА7 Лов, «УФН», I960, т. 160, в. в, с. 141. С. Я. Столяров.
СВЕРХСВЕТОВАЯ
СВЕРХСВЕТОВЫЕ
СВЕРХСВЕТОВЫЕ СКОРОСТИ в астрофизике. Теория относительности предполагает существование макс. скорости движения физ. объектов (распространения сигналов), равной скорости света в вакууме. Однако изменение положения в пространстве точек, выделенных по тем пли иным признакам, может происходить и с большими скоростями. Подобные кажущиеся сверхсветовые движения нередко наблюдаются в активных ядрах галактик.
Краткая предыстория их обнаружения такова. Известно, что яркостная температура Ta некогерентных источников синхротронного излучения (в частности, радиоисточников, связанных с активными ядрами галактик) не может превышать теоретич. предел /WlO12K. Большим темп-рам соответствует столь высокая плотность энергии синхротронного излучения, что происходят катастрофически быстрые потери энергии релятивистских электронов из-за обратного комптонов-ского рассеяния синхротронних фотонов (см. Комптона эффект). Однако наблюдения перем, внегалактич. радиоисточников часто дают Тя > IOia К, если нх размеры d оценивать из очевидного соотношения d ^ ст, где т — характерное время переменности (изменения потока излучения). (Непосредств. измерения размеров этих радиоисточников, расположенных в ядрах галактик, невозможны из-за недостаточного угл. разрешения обычных радиотелескопов.) Чтобы объяснить этот факт, предлагалось отказаться от иекогерентного синхронного механизма, к-рый успешно применялся для интерпретации остальных особенностей радиоизлучения квазаров и радиогалактик. В 1966 М. Рис показал [1]* что преодолеть указанное затруднение можно, если предположить, что излучающая плазма движется с релятивистской скоростью под небольшим углом к лучу зрения. Тогда наблюдаемая яркостная темп-ра может превышать собственную (в системе покоя плазмы) яркостную темп-ру в Y3 раз, где y — фактор Лоренца. Так возникла идея о выбросе вещества из ядер галактик с релятивистскими скоростями. В нач. 1970-х гг. М. Копн, А. Моффет (A. Moffet) и др, [2, 3] действительно обнаружили быстрые перемещения компонент ра-
ДКОИСТОЧНИКОВ. Причём проекция ИХ линейной CKOptf* сти на небесную сферу даже превышала скорость свете Благодаря развитию техн. базы и методов обработки данных радиоинтерферометров Co сверхдАинншМ базамп удалось построить качественные изображений радиоисточников в ядрах галактпк. На рис. 1(а, 1Щ представлены карты (радиоизофоты) радионсточмй» в ядре радиогалактики, ЗС120, полученные для дв+х разл. моментов временп [4]. (Расстояние й 2 мсек дугк соответствует 1 парсеку —3 «1018 см.) Источник BMeej типичную для ядерных радиоисточников структур ядро — струя. Ядро — яркий точечный источник C Ho* ординатами (0, 0); струю, имеющую здесь проекционный линейный размер «50 пк, удаётся проследить (с мощью др. радиотелескопов) вплоть до расстояний »100 кпк, что гораздо больше размеров галактики. Эй» тем она «вливается» в протяжённую компоненту раддо псточника ЗС120, т. н. радиоухо. Полный размер ради# источника «400 кпк, причём протяжённая структур содержит два «радноуха», расположенные по раэШК стороны от галактики. Сравнивая положение отд. тен» на рнс. 1(а, б), нетрудно заметить их смещен* в сторону от ядра. Угл. скорость смещения «2,5 шея дуги в год соответствует линейной скорости »4с. Объяснение этого явления состоит в следующем. Рассмо* рнм нек-рое физ. образование, перемещающееся вдов струи CO скоростью On под углом ср к лучу зрения (рис. Проекция его скорости на небесную сферу vt ~ VnSinft Однако чем дальше оно продвигается вдоль струн, wfc меньше времени требуется испущенным им фотонах, чтобы достигнуть наблюдателя. Из-за этого наблюдав мая скорость перемещення пятна в картинной пям» кости •
наб Dn sin ф
у ------------- . „ч
t 1-? COS ф/С "
На рис. 3 представлена зависимость ^ia6 от qp при раэд
значениях vn. Видно, что при релятивистских значі^
нпях Uti наблюдаемая скорость унаб может превышать#,
t
Т. о., и высокие яркоствдй темп-ры, и «сверхсветовые» перемещения «пятеи» MO»' но объяснить, если радиоизлучающая плазма выбрс-сывается из ядра галактики с релятивистскими сйЙ-ростями. Другое важное свойство, имеющее естеств. объяснение в рамках такої интерпретации,— асимметрия ядерных радиоисточнй-ков, Внеш. «радиоуши* « примерно одинаковыми характеристиками расположены по обе стороны от яд* ра галактики. А струя, к-рая, по совр. представлениям, обеспечивает ях существование непрерывной передачей им энергия из ядра галактики, наблюдается лишь в направлении одного из них. (Такая асимметрия сохраняется * за пределами ядра.) Частота и излучат, способность (см. Излучение плазма) в системе отсчёта наблюдателя (v, ev) и в системе отсчёт движущейся (со скоростьЬ V) плазмы струи (\Z, fy) связаны следующим обрі*
