Радиоволны из космоса. Инфракрасное излучение

Долгое время астрономы могли исследовать космические объекты только по их видимому излучению. Это было серьезным ограничением, поскольку видимый свет составляет только небольшую часть спектра электромагнитного излучения.

Видимый свет соответствует интервалу длин волн от 4000 А у фиолетовой границы до 7200 А-у красной. Свет, длина волны которого выходит за эти пределы, не воспринимается нашим зрением. За фиолетовой областью видимого спектра идут ультрафиолетовое, рентгеновское излучение и очень коротковолновое всепроникающее гамма-излучение. За красной границей спектра находятся инфракрасное, микроволновое и радиоизлучение, длины волн которого могут превосходить многие километры.

Радиоволны из космоса. Космическое радиоизлучение было открыто в 1931 г. Карлом Янским (1905-1950) в США совершенно случайно: Янский, радиоинженер, изучал природу атмосферных помех и обнаружил, что принимает излучение, приходящее от неба. Его источником оказался Млечный Путь. Перед второй мировой войной американец Г. Ребер изготовил чашеобразный радиотелескоп и составил первую радиокарту Млечного Пути. Во время войны британская исследовательская группа, руководимая Дж. С. Хеем, обнаружила, что помехи работе системы радиолокаторов вызываются не передачами из Германии, как считали сначала, а радиоизлучением, исходящим от Солнца.

Позднее появились радиотелескопы и начала быстро развиваться новая отрасль науки. Выяснилось, что Солнце — действительно источник радиоизлучения, но по космическим стандартам не особенно сильный и «бросается в глаза» только благодаря близости к Земле. Стало известно, что и Юпитер является источником радиоволн. Однако большая часть космических источников радиоволн находится далеко за пределами Солнечной системы. В нашей Галактике это-многочисленные остатки взрывов сверхновых, среди которых наиболее примечательна Крабовидная туманность. Еще дальше находятся радиогалактики, интенсивно излучающие длинные радиоволны.

Радиоастрономия чрезвычайно пополнила наши знания о Вселенной. Без нее мы немного бы знали о пульсарах, являющихся нейтронными звездами, или о квазарах - внегалактических объектах, возможно наиболее мощных с точки зрения энергии излучения из известных космических объектов. Более того, доступные изучению радиоволны приходят к нам с более далеких расстояний, чем волны видимого света, поэтому вся информация о самых удаленных областях Вселенной целиком получена из радионаблюдений.

В спектре поглощения атмосферы имеются узкие «окна», через которые излучение из космоса может достигать поверхности Земли. Большая часть самых длинных и самых коротких волн задерживается атмосферой.

76-метровый параболоид станции Джодрелл-Бэнк в течение многих лет оставался самым большим полноповоротным радиотелескопом в мире. Он был задуман директором обсерватории Бернардом Ловеллом (род. 1913). Сначала он использовался для слежения за искусственными спутниками и космическими аппаратами, а теперь- исключительно для исследования звезд и галактик.

Радиотелескоп в Аресибо (Пуэрто-Рико) был построен в естественной котловине. Его диаметр равен 300 м. Телескоп не поворачивается, но им можно до некоторой степени управлять, перемещая малую приемную антенну (облучатель)

Инфракрасное излучение. За длинноволновой границей видимого света находится инфракрасная область электромагнитного спектра. Большая часть инфракрасного излучения поглощается в атмосфере, и поэтому она исследуется с помощью приборов, установленных на спутниках. Однако существует несколько «окон», через которые инфракрасное излучение проникает через атмосферу и может наблюдаться с Земли. Эти исследования дают нам основную долю сведений об эволюции звезд. Например, есть очень молодые звезды, такие, как переменная V1057 в созвездии Лебедя, которая, по-видимому, окружена пылевыми облаками; пыль, нагреваемая звездой, дает добавочное инфракрасное излучение. Есть даже такие объекты, которые можно обнаружить только с помощью инфракрасной техники, например объект Беклина в туманности Ориона. Весьма вероятно, что это очень яркая звезда, по светимости примерно в миллион раз превосходящая Солнце, но ее не видно, поскольку она скрывается в туманности, через которую проникает лишь ее инфракрасное излучение. Второй компонент затменной двойной — эпсилон Возничего-тоже обнаруживается лишь в инфракрасных лучах: либо потому, что это очень молодая звезда, еще недостаточно горячая, чтобы излучать в видимой области, либо это-черная дыра, и излучение, которое мы регистрируем, обусловлено пылью, находящейся вблизи ее границы.

Вдоль полосы Млечного Пути обнаружено около 160 рентгеновских источников, принадлежащих нашей Галактике. Не все они постоянны; например, с английского спутника «Ариэль» был зафиксирован сильный источник в созвездии Тельца, который существовал в течение нескольких месяцев 1975 г.

На карте распределения интенсивности излучения вблизи центра Галактики показаны также рентгеновские источники. Их яркость соответствует числам на фоне карты: чем больше число, тем интенсивнее источник.

Ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. Ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение излучения с длинами волн короче 2900 А) лежат за коротковолновой границей видимого спектра. Приборы для их изучения приходится поднимать на ракетах и спутниках, так как излучения этих видов поглощаются даже в верхней атмосфере. Много рентгеновских источников концентрируется к плоскости Млечного Пути, а следовательно, находится в пределах нашей Галактики, хотя до нас доходит рентгеновское излучение и от более удаленных источников. Знаменитая галактика М87

в созвездии Девы, известная как радиоисточник, излучает и в рентгеновском диапазоне.

Крабовидная туманность в нашей Галактике, находящаяся на расстоянии 6000 световых лет от Земли, содержит пульсар-он же рентгеновский источник. Известны также рентгеновские двойные звезды, каждая из которых состоит из звезды, дающей рентгеновское излучение, обращающейся вокруг нормальной звезды-гиганта; есть и короткоживущие рентгеновские источники, которые сильно излучают в течение нескольких недель или месяцев, а затем ослабевают и исчезают. Многочисленные исследования космического рентгеновского излучения выполнены с помощью английского спутника «Ариэль-5», запущенного в октябре 1974 г.

Гамма-излучение также приходится наблюдать с помощью приборов, установленных на ракетах. Астрономия гамма-лучей, хотя и находится в зачаточном состоянии, имеет огромные перспективы. «Астрономия невидимого» произвела подлинную научную революцию и уже представляет собой вполне сформировавшуюся, жизненно важную часть астрономических исследований.

Крабовидная туманность - остаток взрыва яркой сверхновой, наблюдавшейся китайскими и японскими астрономами в 1054 г. Сейчас это - расширяющееся облако газа, в середине которого находится пульсар- единственный пульсар, отождествленный с оптическим объектом. Крабовидная туманность находится от нас на расстоянии 6000 световых лет. Она является источником радиоволн, но, кроме того, излучает, по существу, на всех длинах волн и всегда имела огромное значение для астрономов. В небольшой телескоп ее можно увидеть в виде туманного пятнышка в созвездии Тельца, неподалеку от Z Тельца.