У порога чувствительности

Астрономия более, чем любая другая наука, стимулировала развитие новых методов получения изображений при низких уровнях освещенности. Современные приборы, разработанные преимущественно астрономами и для целей астрономии, такие, как электронно-оптические усилители изображения и счетчики фотонов, соревнуются друг с другом, отодвигая все дальше порог регистрации предельно слабых объектов. Но, как это ни удивительно, самый традиционный метод получения изображений - фотография - отнюдь не собирается сдавать свои позиции.

Логично предположить, что приборы, позволяющие зарегистрировать один-единственный фотон, должны быть способны схватывать и самые слабые светящиеся объекты. В действительности, однако, решающее значение имеет не столько чувствительность, сколько способность отличать полезный сигнал от шума, изображение от фона. Именно благодаря высокой избирательности традиционные фотографические методы - в сочетании с новыми приемами обработки изображений - успешно соперничают со своими более современными конкурентами.

Повышение контрастности слабых фотографических изображений достигается методом "фотографического усиления", разработанным в 1978 г. Дэвидом Малином из Англо-Австралийской обсерватории. Метод основан на том факте, что фотографическая вуаль равномерно распределена по всей толщине эмульсии, тогда как изображение слабого объекта создается преимущественно на зернах эмульсии, ближайших к поверхности. Метод Малина позволяет выделять изображения настолько слабые, что их невозможно различать ни глазом, ни с помощью денситометра. При обычной фотопечати в создании изображения участвуют зерна эмульсии, расположенные по всей ее толщине, так что любые детали, скрытые в верхних слоях, теряются на общем фоне. Малин рекомендует пользоваться контактно-копировальным станком с вакуумным прижимом и источником рассеянного света; в результате зерна, лежащие в глубине эмульсионного слоя, просто создают нейтрально-серый фон, не влияющий на изображение. Это позволяет повысить отношение сигнал/шум. Для успешной реализации метода необходимо пользоваться современными мелкозернистыми фотоматериалами (например, пленкой Кодак IIIа) и производить съемку в наиболее благоприятных условиях.

Одни астрономы относятся к этому методу с некоторым недоверием, другие с энтузиазмом приняли его на вооружение. Способ фотографического усиления с успехом применялся для исследования остатков взрывов сверхновых, пылевых скоплений, звездных кластеров и внегалактических туманностей; особенно важную роль он сыграл в обнаружении оболочек у некоторых эллиптических галактик. Впечатляющим был вклад метода Малина в изучение эллиптической галактики М 89, известной так же как объект NGC 4552.

Относительно близкая к нам галактика М 89, изображенная на снимке, еще несколько лет назад считалась типичным образцом эллиптической галактики. Радиоизлучение этой галактики, обнаруженное в 1970 г. Д. Гессеном, позволило причислить ее к активным галактикам, однако в отличие от прочих активных галактик она не имеет в своем спектре линий излучения. Пытаясь объяснить это несоответствие, М. Дисней и Р. Кромуэлл предположили, что излучение ядра галактики поглощается огромной массой межзвездной пыли и холодного газа. Подобное объяснение, разрешая одни вопросы, тут же порождает новые; однако фотографии Малина действительно обнаруживают большое количество диффузного вещества в области галактики М 89, что еще меньше отвечает нашим представлениям о нормальной галактике.

28 марта 1976 г.; 26 февраля и 24 мая 1977 Новый Южный Уэльс. Д. Малин, Англо-Австралийская обсерватория. 1,2-метровый телескоп Шмидта. 'Кодак IIIа-J' (композитное изображение с трех пластинок). 70, 64 и 42 мин Д. Малин [3, 166, 167]

Как видно на снимке, в юго-западном направлении (север вверху, восток слева) происходит выброс вещества; различимы две оболочки (а также намек на третью), окружающие ядро галактики. Согласно одной из моделей активных галактик, подобные выбросы и оболочки представляют собой последствия взрывов в ядре галактики, происходивших в доисторические времена. Кроме того, Р. Экерс и Р. Шрамек обнаружили здесь колебания/интенсивности радиоизлучения, которые в других галактиках и квазарах относят за счет расширяющегося облака релятивистских электронов. Такие колебания позволяют предположить, что речь идет о "небольшом" источнике (примерно в 50 раз больше Солнечной системы!), расширяющемся относительно "медленно" (со скоростью 1500 км/с!).

Оболочки, возможно, образованы выброшенным из галактики газом, однако теперь астрономы склоняются к мнению, что это остатки галактического скопления. Обычно эллиптические галактики имеют лишь центральный звездный эллипсоид, тогда как у "слившихся" галактик при фотографическом усилении обнаруживаются метельчатые придатки. Оболочку галактики М 89 удалось сделать видимой путем наложения трех изображений, подвергнутых усилению. Если вы не сможете различить здесь северо-восточную дугу (вверху слева) - все, что видно от внешней оболочки, - не удивляйтесь: ведь это объект 29-й звездной величины (в расчете на телесный угол в 1"), самый слабый из зарегистрированных до сих пор.