Юрий Шахбазян - Амбарцумян

• Название: Амбарцумян
• Автор: Юрий Шахбазян
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-235-03437-2

Астрофизик Виктор Амазаспович Амбарцумян (1908–1996) относится к числу тех выдающихся умов, кому оказалось под силу изменить мировоззрение человечества. Его научные концепции совершили революцию в астрономии XX века и признаны учеными всей планеты. Он — основоположник отечественной теоретической астрофизики и национальный герой Армении.

Автор — член Международного астрономического союза, кандидат физико-математических наук Юрий Левонович Шахбазян, долго проработавший в Пулковской астрономической и Бюраканской астрофизической обсерваториях и тесно общавшийся с Амбарцумяном, сделал попытку вникнуть в уникальный творческий мир ученого и, по мере возможности, доступно рассказать о жизни и научных достижениях Амбарцумяна и его научной школы.

---

Более подробное исследование галактик Маркаряна с помощью спектрографов на крупнейших американских рефлекторах было поручено Э. Е. Хачикяну, который в сотрудничестве с американскими астрономами успешно с ним справился. Обнаружилось, что галактики из списка Маркаряна имеют много интереснейших спектров. Первый же пример — галактика Маркарян 1 — имеет яркие эмиссионные линии. Видны яркие запрещённые линии дважды ионизированного кислорода. Особенностью галактик Маркарян 3 и 5 являются запрещённые линии, которые гораздо шире водородных линий. Но уже в спектре Маркарян 13 положение выравнивается — водородные и запрещённые линии имеют одинаковую ширину. Совершенно иное положение в спектрах галактик Маркарян 9, 10 и 42. Здесь водородные линии сильно расширены, в то время как запрещённые линии ионов кислорода остаются узкими. Кроме этого, на изображении галактики Маркарян 10 её ядро выделяется, как особо интенсивный объект. Все эти особенности спектров галактик Маркаряна являются важнейшими характеристиками спектров галактик Сейферта. Таким образом, первые же наблюдения с ультрафиолетовым избытком из первого списка Маркаряна, выполненные Хачикяном в США, были неожиданными: из первых десяти галактик пять оказались сейфертовскими галактиками (№ 1, 3, 6, 9, 10). Причём № 9 и 10 показали рекордную для галактик этого вида высокую светимость; они заполнили «космогонический» пробел между нормальными гигантскими галактиками и квазарами.

Известно, что подавляющее большинство нормальных галактик имеют спектр с линиями поглощения, однако у более чем 85 процентов галактик с ультрафиолетовым избытком в спектре наблюдаются эмиссионные линии. Эти галактики с тех пор стали называться галактиками Маркаряна.

Дальнейшее исследование спектров было произведено на 1,2-метровом телескопе Крымской южной базы ГАИШ МГУ, на 2,6-метровом телескопе Крымской астрофизической обсерватории и на других телескопах со щелевыми спектрографами и фотоэлектрической чувствительной аппаратурой. Работы эти успешно провели М. А. Аракелян, В. Л. Афанасьев, Е. А. Дибай, В. Ф. Есипов, И. М. Копылов, А. Т. Казарян, А. Буренков, В. Сарджент, Д. Видман, Дж. Маззарелла и др. В итоге среди 1512 галактик каталога Маркаряна ими были обнаружены около 160 (181) сейфертовских галактик, 13 квазизвёздных объектов (QSO) и других активных галактик. Исследование спектров галактик с ультрафиолетовым избытком показало, что примерно 10 процентов из них являются галактиками типа Сейферта.

Это был огромный успех, как идей Амбарцумяна, так и трудолюбивого коллектива высококлассных наблюдателей.

В 1971 году Э. Е. Хачикян и Д. Видман под руководством В. А. Амбарцумяна детально исследовали спектры обнаруженных сейфертовских галактик и пришли к выводу, что по характеру эмиссионных водородных и запрещённых спектральных линий эти галактики можно разделить на два класса: Sy1 и Sy2 (Сейферт 1 и 2). Галактики первого типа имеют очень широкие и яркие линии водорода и очень узкие и слабые «запрещённые» линии. Отношение интенсивностей линий у них меньше единицы. Ширина водородных линий в этих галактиках соответствует допплеровским скоростям порядка 3000–5000 км/с. Их ядра, как у квазаров, очень компактны и звездообразны. Большинство сейфертовских галактик относятся к первому типу.

В сейфертовских галактиках второго типа «запрещённые линии» так же широки, как водородные линии, но уступают и в силе ультрафиолетового избытка, и в абсолютной яркости.

Трёхлетнее наблюдение галактики Маркарян 6 (Sy2) дало возможность обнаружить в её спектре, впервые в сейфертовских галактиках, взрыв в ядре и появление новых выбросов газовых облаков. А. Л. Гюлдубагян оценил массу выброшенного облака. Она составила несколько сот солнечных масс. В 2008 году с помощью мультизрачкового спектрографа, установленного на 2,6-метровом бюраканском телескопе, Т. А. Мовсесяном и Э. Е. Хачикяном у галактики Маркарян 8 было обнаружено многокомпонентное активное ядро. Одиночный характер этой галактики дал им возможность опровергнуть бытующее представление о том, что она образовалась в результате взаимодействия или столкновения нескольких независимых внегалактических объектов.

В 1958 году на Сольвейской конференции Виктор Амазаспович, убеждённый в своей правоте, предложил совершенно новый подход к решению проблемы происхождения и развития галактик.

Предложенная концепция заключалась, как уже отмечалось, в идее образования галактик в результате выбросов вещества из их ядер, представляющих собой новый вид активной материи незвёздного типа. При этом предполагалось, что галактики, спиральные рукава, газопылевые туманности, звёздное население и многое другое образуются из активного ядра галактики, а не наоборот, как утверждали многие сторонники теории гравитационного сжатия.

Виктор Амазаспович, анализируя данные наблюдений, утверждал, что в Метагалактике непременно должны быть молодые, вновь зарождающиеся объекты, из которых в процессе эволюции будут образовываться сначала ядра, а затем и сами галактики. Именно здесь ему помогло открытие уникальных галактик Сейферта и галактики Аро.

Свыше 10 лет астрофизический мир безмолвствовал или с недоверием относился к этой идее о происхождении галактик из массивных, сверхплотных тел — их ядер. Наконец астрономы обнаружили очень слабые в оптическом диапазоне звездообразные, квазизвёздные объекты, которые в радиодиапазоне обладали сильнейшим излучением.

Когда спектроскописты измерили их красные смещения (z), то есть определили расстояния до них, то выяснилось, что эти объекты находятся очень далеко, на «краю» Вселенной. Оказалось, что это самое мощное излучение, зарегистрированное в Метагалактике!

Эти объекты были названы квазарами (квазизвёздными радиоисточниками) и обозначены QSR. Сейчас известно несколько тысяч квазаров. Некоторые из них удаляются от нас со скоростью 240 000 км/с (z=4), то есть всего на 60 000 км/с меньше скорости света.

После квазаров было обнаружено большое количество других квазизвёздных объектов — QSO, не обладающих радиоизлучением, но имеющих высокую светимость.

На оптических снимках некоторые квазизвёздные объекты выглядят, как слегка «мохнатые» звёзды. Их «мохнатость» — результат начавшегося процесса выброса вещества в окрестность массивного центрального тела.

Дальнейшие, более детальные, исследования квазизвёздных объектов выявили весьма сложную картину движения вещества в их окрестности. Во многих случаях структуры излучения окрестностей QSR и QSO в оптическом, радио- и рентгеновском диапазонах длин волн не только не совпадают, но имеют совершенно разные конфигурации.

Однако в движении вещества в окрестности разных квазизвёздных объектов имеется определённое и явное сходство — вещество отчётливо выбрасывается из его активного центрального тела.

Стало очевидным, что квазизвёздные объекты являются «голыми» активными ядрами будущих галактик.

В связи с открытием квазаров Виктор Амазаспович получил многочисленные поздравления от своих коллег в знак подтверждения правильности предсказания существования «зародышей» будущих галактик. Первый, кто поздравил Амбарцумяна, был открыватель квазаров Мартен Шмидт[185].

Дальнейшее развитие галактик в зависимости от форм активности этих «голых» ядер может идти различными путями.

Несколько упрощая картину, эволюцию галактики можно представить следующим образом. Если QSO (или QSR) будет более или менее равномерно и относительно спокойно выпускать из себя вещество, то образуется галактика, близкая к эллиптическому типу (шарообразная). Если же вращающееся зародышевое ядро будет сильно инжектировать из себя высокоскоростные массы вещества эксцентрично относительно центра масс ядра, то может образоваться момент сил, закручивающий галактику в спиральную конфигурацию. Но вновь образованное ядро может и просто взорваться. Тогда образуется бесформенная, но часто очень грациозная, иррегулярная галактика.

Можно примитивно, но чрезвычайно полезно и наглядно включить свою «петардную» фантазию для представления разнообразных форм образования и развития галактических струй из взорвавшегося центрального тела. Только нужно помнить, что размеры этих струй измеряются от нескольких астрономических единиц до сотен килопарсек. Современная теория поведения выбросов изложена в исследованиях Г. С. Бисноватого-Когана, М. Г. Абрамяна и других астрофизиков-теоретиков, проведших исследования на основе точных решений гидродинамических уравнений в гравитационном поле. Получен интересный результат: из-за радиального потока угловая скорость и скорость продольного течения вещества могут ускоряться экспоненциально или по закону «взрывной» неустойчивости. Такие течения могут служить своеобразными каналами извержений из молодых звёзд, ядер активных галактик и квазаров. Они доказали, что вихревой механизм ускорения выбросов не требует аккреционного диска для объяснения формирования вихря, на чём неоднократно настаивал Амбарцумян.