Читать онлайн «Астрофизика космических лучей»

/ академик в. лтинзбург астрофизика «сми есних лучей У-^1,5 У* 2. 5 ~8 _» '» ~" 10 Ю 10 Ю <969'СЕРИЯ новое в « f\ жизии ^ II ЧШ> науке II технике w ФИЗИКА АСТРОНОМИЯ В. Л. ГИНЗБУРГ, АСТРОФИЗИКА КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЗНАНИЕ» Москва 1969 52* Г49 J# п, № 79—1969 ВВЕДЕНИЕ Каковы основные элементы или компоненты, из которых состоит Вселенная? Не знаю, задавался ли такой вопрос при каком-либо опросе «астрономического общественного мнения». Уверен, однако, что лет 15 назад в от* вете на подобный вопрос фигурировали бы лишь звезды, межзвездный и межгалактический газ, шла'неты и «пыль, а также электромагнитное излучение и в первую очередь свет. О космических же лучах, вероятно, почти никто не упомянул бы» Сейчас положение радикально изменилось, неупоминание космических лучей в числе основных составляющих Вселенной можно было бы рассматривать как признак недостаточного знакомства с современным состоянием астрофизики. Правда, тот факт» что из космоса к нам приходит какое- то проникающее излучение, названное космическими лучами, установили около 50 лет назад. Однако примерно до 1953 г. не были известны й осознаны два обстоятельства, которые только и позволяют говорить о космических лучах как об очень важном компоненте во Вселенной. Именно, как выясни* лось, космические ^учи, во-первых, являются универсальным феноменом в том смысле, что их ускорение происходит и на Солнце, и на звездах, и при взрывах сверхновых звезд, и в радиогалактиках, и в квазарах, словом, почти везде в космосе. Тем самым изучение космических лучей (быстрых заряженных частиц) у Земли и прием электромагнитного излучения, генерируемого космическими лучами вдали от Земли, являются важнейшими источниками астрономической информации. Во-вторых, в ряде случаев космические лучи являются существенным или даже определяющим энергетическим и динамическим фактором. Например, в нашей звездной системе — Галактике плотность энергии космических лучей wcr составляет по порядку величины 1-—^Н>-12 эрг/см*. Давле- ние космических лучей, представляющих собой вдали от Зем* ли газ, изотропно распределенных по направлениям скорости релятивистских частиц, равно трети плотности их энергии, т. е. рсг =г—^~10~12 — (множитель 7з при оценке по поряд* 3 ку величины мало существен; к тому же вполне «вероятно, что в межзвездном пространстве wer^4 3—5 • 10~12 эрг\смъ\. В то же время плотность энергии магнитного поля в Галактике И2 эрг и>„ = —-также порядка 10~12—> поскольку напряженность галактического магнитного поля #~1 —10* 10~б. Наконец, плотность кинетической энергии теплового дви- з жения межгалактического газа wr =—пкТ меньше ил'и по- рядка плотности wcr (выше /с= 1,38 • 10~16 эрг/градус — постоянная Больцмана и п — концентрация частиц в газе с абсолютной температурой Г; в Галактике вблизи ее плоскости в среднем л~1 и Г~100°/( для неионизованных областей и Т~10А°К для ионизованных областей, расположенных вблизи горячих звезд). Отсюда большая роль космических лучей, с точки зрения энергетики и динамики межзвездного газа, представляется очевидной.