23. ПРОИСХОЖДЕНИЕ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ — ГАЛАКТИЧЕСКОЕ ИЛИ ВНЕГАЛАКТИЧЕСКОЕ?

23.1. ВВЕДЕНИЕ

На мой взгляд, это одна из самых важных глав данного курса, так как в ней затрагивается одна из тех проблем, которые часто встречаются в астрофизике. Мы постараемся ответить на вопрос: принадлежат ли наблюдаемые нами космические лучи только к нашей Галактике или они заполняют всю Вселенную? Между этими двумя крайними гипотезами находится множество компромиссных теорий, и задача заключается в том, чтобы собрать данные, на основании которых можно сделать выбор между ними. Имеются доводы в пользу обеих крайних точек зрения, и, наверное, среди тех и других есть правильные. Тем не менее важной особенностью нашего изложения будет критическое осмысление всех аргументов с тем, чтобы решить, какие из них наверняка противоречат каждой гипотезе, какие находятся в согласии со всеми теориями, а какие не являются решающими.

Сделаю несколько замечаний о различных подходах астрономов и астрофизиков к вопросам, подобным этому. Прежде всего поставим его более определенно, с тем чтобы выяснить существенные детали. Основной вопрос заключается в том, каковы размеры области, в которую заключены космические лучи. Другими словами, в какой части пространства плотность энергии космических лучей совпадает с измеряемой в верхних слоях атмосферы? Одна из экстремальных точек зрения заключается в том, что плотность энергии космических лучей равна наблюдаемой только в диске Галактики и много меньше вне его. Это дисковая модель. Противоположная метагалактическая модель утверждает, что плотность энергии космических лучей более или менее одинакова всюду во Вселенной, в частности, плотность энергии в пространстве между скоплениями галактик, такая же, как локальная плотность в диске Галактики.

Можно представить себе множество промежуточных моделей. Например, может быть, областью удержания является гало космических лучей вокруг нашей Галактики (размером примерно или Местная группа галактик а возможно, и Местное сверхскопление галактик (20 Мпс). Последние две модели являются внегалактическими, поскольку средний поток космических лучей в любой точке области удержания определяется всеми галактиками, находящимися в этой области. Источниками космических лучей во внегалактических моделях являются, по-видимому, радиоисточники, подобные описанным в разд. 22.4.

Мы сосредоточим внимание на четырех этих моделях: двух галактических — дисковой модели и модели гало космических лучей и двух

внегалактических — модели сверхскопления и метагалактической модели. Мы сопоставим все доводы за и против этих гипотез и завершим главу заполнением «анкеты», которую вы можете интерпретировать как угодно.