Галактики и их системы. Активность ядер галактик (очерк)

Логическим продолжением исследований нестационарных явлений в звездах и их системах явились исследования нестационарных явлений в галактиках и их системах, явлений гораздо более мощных по масштабам и более необычных по своей природе.

Исходным для этих исследований было допущение, полностью оправдавшее себя, о том, что в мире галактик в явлениях нестационарности проявления неизвестных состояний материи, связанных с процессом образования новых структурных составляющих, должны быть более мощными и продолжительными, чем имеет место в мире звезд.
Было показано, что наиболее характерной особенностью пространственного распределения галактик является их тенденция встречаться физическими группами — кратными галактиками, скоплениями галактик и т. д. Оказалось, например, что относительное число кратных систем среди галактик больше, чем в случае звезд.

Исследования Амбарцумяна раскрыли одну примечательную особенность распределения галактик: системы галактик в большинстве случаев являются динамически неустойчивыми, распадающимися. Об этом свидетельствуют такие наблюдательные факты, как обилие среди кратных галактик систем типа Трапеции и очень большие внутренние движения в некоторых системах галактик. Имеются серьезные основания допустить, что некоторые кратные галактики и скопления галактик в настоящее время распадаются вследствие того, что часть составляющих галактик этих систем обладает пространственными скоростями, достаточными для преодоления сил притяжения и удаления из соответствующих систем галактик.

Эти наблюдательные факты послужили основой для важного вывода Амбарцумяна о том, что в мире галактик в настоящее время происходят явления динамической нестационарности больших масштабов, связанные с образованием новых галактик. Иначе говоря, в мире галактик процессы происхождения и развития новых систем в настоящее время продолжаются. Веские свидетельства в пользу этого вывода были получены на основе исследований проявлений физической нестационарности во многих галактиках.

Толчком для исследований по изучению различных проявлений физической нестационарности галактик послужило открытие американскими астрономами Вальтером Бааде и Рудольфом Минковским радиогалактик — галактик, обладающих необычно мощным радиоизлучением, порядка мощности их оптического излучения.
Амбарцумян на основе глубокого анализа всех фактических данных о радиогалактиках показал, что это явление обусловлено не внешними причинами (столкновением галактик), как считали авторы открытия радиогалактик*, а физической нестационарностью соответствующих галактик.

Теоретическое исследование многочисленных наблюдаемых проявлений физической нестационарности различного рода в галактиках привело ученого к фундаментальному выводу о том, что в процессах возникновения и развития галактик огромна роль их центральных, небольших по размерам сгущений — ядер галактик. Он обосновал принципиально новое представление о том, что все наблюдаемые проявления нестационарности галактик являются следствием активности ядер галактик. Далее он установил, что различным степеням активности ядер галактик соответствуют различные по форме и мощности проявления в структуре и излучении галактик.
Большой научный интерес представляют в первую очередь те формы проявления активности ядер галактик, которые связаны с освобождением колоссальных количеств энергии. К таким формам активности ядер относятся радиовспышки, взрывы, сопровождаемые извержениями больших газовых масс, выбросы мощных струй материи и целых галактик-спутников, так называемых компактных галактик. Формами проявления мощнейшего энерговыделения ядрами галактик являются также наблюдаемые вокруг галактик сильно радиоизлучающие газовые облака и необычно интенсивное ультрафиолетовое излучение галактик.

Разработанные Амбарцумяном представления об активности ядер галактик и динамической неустойчивости физических систем галактик позволили понять необъяснимые до этого явления и предсказать совершенно новые явления. В частности, большой научный интерес представляет объяснение радиогалактик как определенной стадии эволюции галактик.

Для разработки идеи об активности ядер галактик важное значение имело открытие в Бюракане голубых извержений и спутников (голубых гигантов) эллиптических галактик. Необычно голубой цвет этих образований трудно объяснить даже при допущении, что они состоят целиком из горячих (голубых) звезд. Поэтому наблюдаемые голубые образования — выбросы из ядер галактик, по-видимому, следует рассматривать как свидетельство существования в ядрах галактик пока неизвестных состояний материи.

Теоретическое рассмотрение Амбарцумяном наблюдательных данных об известных проявлениях активности ядер галактик дало серьезные основания допустить, что активность ядер вызывается не звездами и не диффузной материей, содержащимися в них. Они не в состоянии объяснить, по крайней мере, такие наблюдаемые формы активности ядер, которые связаны с выделением колоссальных количеств энергии и извержениями необычно больших масс материи. Следовательно, приходится считать, что в соответствующих ядрах имеются тела неизвестной в настоящее время природы, которые содержат очень большие запасы материи и обладают огромной энергией. Иначе говоря, следует считать, что в ядрах галактик физические состояния материи крайне необычны и сильно отличаются от состояний, наблюдаемых в других частях Вселенной. В частности, в некоторых телах, содержащихся в ядрах галактик, плотность материи должна быть чрезвычайно высокой. Только в этом случае ядра могут обеспечить непрерывное истечение материн или выбросы и извержения больших масс из ядер — явлений, обнаруженных наблюдениями в некоторых галактиках. Эти соображения и послужили основой для разработки нового важного представления о том, что ядра галактик являются источниками огромных количеств материи и энергии, которые затем дают начало образованию вокруг них галактик или систем галактик и снабжают их энергиями наблюдаемых нестационарных движений.

Амбарцумян -показал, что результаты изучения нестационарных систем галактик и различных форм проявления активности ядер отдельных галактик представляют огромный научный интерес не только для вскрытия закономерностей происхождения звезд и звездных систем различных масштабов, но и для обнаружения и исследования неизвестных пока состояний материи, в том числе дозвездных. Причем полученные ученым результаты в этой области находятся в полном согласии с уже упомянутым ранее представлением теории звездных ассоциаций о том, что развитие материи в Галактике имеет определенную направленность — от более плотных состояний к менее плотным.
Наблюдения последних десятилетий, выполненные крупнейшими телескопами мира, полностью подтверждают выводы Амбарцумяна о необычных особенностях ядер галактик и их решающей роли в возникновении и эволюции галактик и их систем. Особо следует отметить в этой связи открытие квазаров — галактик, обладающих ядрами чрезвычайно высокой активности, и обнаружение последствий мощных взрывов и извержений из ядер некоторых активных галактик.

Для проблемы происхождения и эволюции галактик важное значение имели также работы по открытию и исследованию галактик с необычно сильным ультрафиолетовым излучением — галактик с очень активными ядрами и так называемых компактных групп компактных галактик, выполненные под руководством Амбарцумяна.

(Из книги Л. В. Мирзояна «Виктор Амбарцумян», Ереван, 1985 г.)

На сайте публикуются следующие статьи, отобранные самим В.А.Амбарцумяном для своей последней книги “A Life in Astrophysics” :
"Instability phenomena in systems of galaxies,"
"On the nuclei of galaxies and their activity,"
"Problems of extragalactic research,"
"Galaxies and their nuclei,"
“Introduction to Nuclei of Galaxies”
Эти статьи впервые были опубликованы в следующих журналах:
"Instability phenomena in systems of galaxies," Astron. Journal, vol. 66, no. 10, pp. 536-540, 1961.
"On the nuclei of galaxies and their activity," Proceedings of the Thir­teenth Conference on Physics at the University of Brussels, September 1964: The Structure and Evolution of Galaxies, Interscience Publish­ers, pp. 1-14, 1965.
"Problems of extragalactic research," Invited Discourse С at the Gen­eral Assembly of IAU, Trans. IAU, vol. XI B, Academic Press, pp. 145-160, 1962.
"Galaxies and their nuclei," Highlights of Astronomy, G. Contopoulos (ed.), IAU, pp. 51-66, 1974.
“ Introduction to Nuclei of Galaxies”, in Pont. Acad. Scient. Scripta Varia, 35, pp. 1-12, 1971.
Они же были перепечатаны в изданиях:
«Научные труды» [в 3-х томах] Под ред. В.В.Соболева. Изд-во АН АрмССР, 1960-1988.
“A Life in Astrophysics. Selected papers of Viktor A.Ambartsumian ” Edited by Rouben V. Ambartsumian, Allerton Press, 1988.