18.3. КРУПНОМАСШТАБНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ В ГАЛАКТИКЕ

Изучение радиоизлучения Галактики дало непосредственное свидетельство в пользу того, что электронный компонент космических лучей

присутствует всюду в Галактике и что наблюдаемые в верхних слоях атмосферы электроны космических лучей не являются чем-то особенным, характерным только для ближайшей окрестности Земли. С помощью карт, таких, как показанная на рис. 18.6, можно определять характеристики крупномасштабного распределения электронов космических лучей и магнитных полей в Галактике. Здесь используются числа из опубликованного в 1967 г. обзора Болдуина [6].

На рис. 18.6 виден центральный «диск» излучения, причем мы смотрим на него с близкого расстояния, находясь внутри Галактики. Исходя из распределения интенсивности можно показать, что существует диск, довольно однородный по излучательной способности, радиусом и полутолщиной около Это следует из диаграммы, поскольку интенсивность падает вдоль галактической плоскости вблизи 60° по обе стороны от центра Галактики. Оценка толщины получается по характеру уменьшения интенсивности с галактической широтой.

Это важные данные. Из них следует, что галактическое магнитное поле должно занимать область толщиной по крайней мере Поэтому генерируемые в плоскости Галактики космические лучи, прежде чем выйти из диска, проходят долгий путь.

Рис. 18.9. Схема распределения релятивистских электронов и магнитных полей в Галактике. Преобладающие особенности — диск радиусом и толщиной и излучение, связанное со спиральными рукавами. Интересно сравнить толщину радиодиска с толщиной области диффузного излучения в окрестности Солнечной системы, и области диффузного излучения Показано положение Солнца на расстоянии от центра Галактики.

(кликните для просмотра скана)

Что можно сказать о характеристиках спиральных рукавов? Согласно Болдуину [7], особенность на вероятно, соответствует излучению локального спирального рукава, когда мы смотрим вдоль него. Заметьте, что полутолщина распределения увеличивается, когда мы подходим к Это согласуется с предположением о существовании локального спирального рукава, излучение которого должно приходить из большого участка неба, поскольку мы находимся внутри него. Данные о распределении галактического радиоизлучения суммированы на рис. 18.9.

Известно, что излучение некоторых спиральных галактик генерируется в спиральных рукавах. На рис. 18.10 показано распределение радиояркости в спиральных галактиках и Их излучение имеет спектр, похожий на спектр излучения нашей Галактики. Приведенные радиокарты убедительно показывают, что радиоизлучение в окрестности спиральных рукавов усилено.

Существует ли вокруг нашей Галактики радиогало? Это очень важный вопрос. Ведь если оно существует, то сильное магнитное поле должно занимать значительно больший объем, чем диск, и, следовательно, космические лучи удерживаются в большем объеме. Проблема заключается в том,

Рис. 18.11. Распределение синхротронного радиоизлучения в видимой с ребра галактике Видно диффузное излучение гало [10].

что трудно обнаружить более или менее сферическое распределение вокруг центра Галактики в присутствии сильного излучения диска. Однако сейчас среди специалистов господствует мнение, что наша Галактика обладает довольно слабым радио гало, в котором напряженность магнитного поля приблизительно в пять раз ниже, чем в диске. Точные размеры гало еще не определены, но наблюдения согласуются с эллипсоидальной конфигурацией, радиус которой в плоскости Галактики составляет около а перпендикулярно ей — около

Отметим, что у некоторых спиральных галактик, видимых с ребра, также были обнаружены гало (рис. 18.11), размеры которых соответствуют полученным для нашей Галактики. Мы будем подробно обсуждать гало при рассмотрении вопроса о времени жизни космических лучей в Галактике.