22.2. ГАЛАКТИКИ С АКТИВНЫМИ ЯДРАМИ

Впервые сильные эмиссионные линии в спектре межгалактического объекта наблюдал в 1907 г. Фат в галактике NGC 1068. Спектры более высокого качества были получены в 1917 г. Слайфером, который обратил внимание на то, что эмиссионные линии уширены, и предположил, что это обусловлено ростом давления к центру туманности.

Первый список галактик с широким эмиссионными линиями был составлен в 1943 г. Сейфертом. Он насчитывал 12 галактик, обладавших, как считалось, некоторыми общими морфологическими и спектроскопическими свойствами. Сейферт заметил, что морфологически «все они отличаются

чрезвычайно ярким звездным или похожим на звездное ядром, которое обеспечивает значительную долю полной светимости системы». С точки зрения спектроскопии эти объекты отличались эмиссионными спектрами высокого возбуждения с очень широкими линиями. Конкретно, ширина эмиссионных линий у этих галактик составляет примерно причем наряду с обычными линиями и наблюдаются линии высокого возбуждения, такие, как и Теперь известно, что этими характерными свойствами обладают не все 12 галактик Сейферта, а только восемь из них: NGC 1068, 1275, 3227, 3516, 4051, 4141, 5548 и 7469. Они являются классическими примерами объектов, которые сейчас объединяют под названием сейфертовские галактики. Теперь этим термином в основном обозначают галактики с определенными спектроскопическими характеристиками центральных районов. Большая часть этих галактик морфологически относится к спиральным.

Работа Сейферта в 40—50-х годах привлекла относительно мало внимания. Изучение активных галактик возродилось, когда обнаружилось, что многие сильные радиоисточники связаны с гигантскими эллиптическими галактиками, такими, как и Лебедь А., Две галактики из списка Сейферта — и 1275 — оказались радиоисточниками, но значение аномальности их эмиссионных спектров в полной мере оценено не было. Зато радионаблюдения показали, что в этих мощных радиогалактиках должно находиться гигантское количество релятивистского газа: его энергия оценивалась примерно в или (см. разд. 22.4).

Исследования радиогалактик активно продолжались в течение 50-х годов. Среди галактик, отождествленных с радиоисточниками, был класс объектов, которые Морган назвал -галактиками. Первоначально -галактики представляли собой часть разработанной Морганом классификации галактик, называемой Йеркской системой, но в 1958 г. он модифицировал определение с учетом опыта отождествления внегалактических радиоисточников. Он определил их как галактики, имеющие «маленькие яркие ядра на значительно более слабом фоне». К этому типу принадлежит ряд мощных радиогалактик, причем большинство известных -галактик было открыто по радиоизлучению. Эта классификация является морфологической, а их спектроскопические характеристики меняются в широких пределах, начиная от объектов с явными сейфертовскими признаками (например, и кончая источниками совсем без эмиссионных линий с типичными для нормальных галактик спектрами с линиями поглощения и -полосой поглощения. К началу 60-х годов становилось очевидным, что первопричина всех аномалий кроется в ядрах галактик.

Следующий существенный прорыв был связан с открытием квазизвездных объектов, или квазаров. К концу 50-х годов положения внегалактических источников были известны с достаточной точностью, чтобы их можно было уверенно отождествлять с относительно слабыми объектами. В случаях и 286 вместо галактик точно на месте радиоисточника были расположены звездообразные объекты, обладавшие необычными

Рис. 22.1. (см. скан) Фотография квазара с большой экспозицией. Ясно виден выброс в юго-западном направлении [10].

оптическими спектрами с сильным ультрафиолетовым избытком. Природа этих объектов оставалась неясной, пока Хазард и его сотрудники не отождествили один из них — точно измерив его положение методом лунных покрытий (рис. 22.1). В 1962 г. Шмидт получил спектр этого звездообразного объекта и обнаружил, что линии бальмеровской серии водорода в нем сильно сдвинуты в красную область. Красное смещение оказалось равным 0,158, так что если оно имело космологическую природу, то объект был не звездой Галактики, а очень удаленным источником, который мы приняли за звезду, — квазизвездным объектом.

Это открытие вызвало переворот во внегалактической астрономии по двум причинам. Во-первых, если красное смещение имеет космологическую природу, то оптическая светимость квазаров должна быть примерно в 100 раз выше, чем у гигантских эллиптических галактик. Во-вторых, было

известно, что квазары переменны в оптическом диапазоне, и, следовательно, вся эта гигантская энергия должна была выделяться в очень малой области, размеры которой заведомо меньше светового года. Естественно, все это вызвало большое возбуждение и породило многочисленные теоретические спекуляции о природе квазаров. Но прошло много времени, прежде чем была осознана связь между сейфертовскими и -галактиками.

Изучение квазаров продвигалось быстро, так как оказалось, что их очень легко обнаруживать. Кроме того, обладая яркими эмиссионными линиями в спектре с множеством интересных тонких деталей, они были благодарными объектами для спектроскопии. Любой звездообразный объект, связанный с радиоисточником и имеющий ультрафиолетовый избыток в спектре, почти наверняка оказывался квазаром, поэтому их список быстро рос. В 1965 г. Сэндейдж показал, что существует значительно более обширная группа квазаров, не являющихся сильными радиоисточниками, — радиоспокойные квазары. Их пространственная плотность была в 50—100 раз выше, чем у радиоквазаров. Однако обнаруживать их было в то время значительно труднее, поскольку для отождествления использовался только цветовой критерий, а для уверенного суждения об их природе требовались спектроскопические наблюдения этих довольно слабых объектов.

Было предложено множество определений квазаров, или квазизвездных объектов, но ни одно из них не оказалось достаточно исчерпывающим. Определение Шмидта «Объекты, имеющие вид звезд на фотопластинках и обладающие красными смещениями, значительно большими, чем у звезд в Галактике», не хуже других. Оно достаточно удовлетворительно с практической точки зрения, нессмотря на то что имеются определенные свидетельства существования слабых ореолов и выбросов у некоторых квазаров. К тому же трудно указать границу между -галактиками, наиболее яркими сейфертовскими галактиками и квазарами.

Вероятно, самый необычный класс активных ядер — это так называемые объекты типа Ящерицы (BL Lacertae) или лацертиды, прототип которых, Ящерицы, был открыт в 1968 г. Среди радиоисточников, обнаруженных в высокочастотных обзорах, был необычайно быстропеременный источник который отождествили с переменной звездой Ящерицы. Его оптический спектр в целом такой же, как и у квазаров, но несколько круче, не имел никаких спектральных деталей. Теперь известно приблизительно 30—50 возможных объектов этого класса. Важно отметить, что их непрерывное оптическое и радиоизлучение сильно поляризовано. Были измерены расстояния до некоторых из них либо по слабым линиям излучения, либо по спектрам звезд в связанных с ними галактиках. Лацертиды являются внегалактическими объектами с красными смещениями в интервале таким образом, во многом напоминают квазары, но без характерных сильных эмиссионных линий в спектрах.

Согласно единодушному мнению, все эти объекты представляют собой различные проявления одного и того же физического процесса.