Процессы, создающие излучение 14 страница
В терминах шкалы величины, количество измеряется как светимость объекта. Для наших нынешних целей нам захочется иметь дело с реальной светимостью, поэтому мы будем переводить величины в светимости. Чтобы сохранять числовые величины в удобном диапазоне, мы будем определять светимость в терминах приращений величины выше 15, переведенных на основе светимости. Такие величины представляют отношение измеренной светимости к светимости, соответствующей визуальной величине 15. Например, величина 0,200 указывает на светимость одной пятой уровня отсчета. Как указывалось в предыдущей таблице, уменьшение светимости на коэффициент 5 прибавляет величину 1,75. Следовательно, величина 0,200 соответствует величине 16,5. В основном, мы будем рассматривать абсолютную светимость, реальное испускание из квазара, а не наблюдаемую величину, меняющуюся с расстоянием. Для этой цели мы установим исходный уровень отсчета в точке, где q равно 1,00 и z равно 0,08. Абсолютная светимость будет выражаться в терминах измеренной величины, спроецированной на исходную точку посредством надлежащей связи.
Бесспорно, в последующих сравнениях мы будем пользоваться неортодоксальной шкалой измерения, за некоторым исключением. Но в дополнение к созданию величин, с которыми удобнее иметь дело, другая шкала измерения позволит избежать путаницы, которая возникла бы из того факта, что основа для проецирования наблюдаемой светимости на абсолютную систему в наших вычислениях отличается от традиционной практики. А вычисленные абсолютные светимости, соответствующие наблюдаемым величинам, обычно не будут согласовываться.
|
|
|
Те же соображения применяются и к величинам радио испускания. Величины, приведенные в таблицах, – это абсолютные испускания, заново вычисленные из данных Сендэйджа[249] и выраженные на относительной основе, подобной использованной для оптического испускания.
Как мы видели на предыдущих страницах, отличительные характеристики квазаров и связанных с ними астрономических объектов возникают за счет скоростей больше единицы. Однако чтобы следовать ходу развития таких объектов, потребуется осознать, что квазар – это сложный объект со многими скоростями, каждая из которых меняется независимо от других. В характеристики входят:
1. Скорости квазара. Квазары испускаются со скалярными скоростями, превышающими две единицы. В период интервала, в котором скорость ограничивается гравитацией, каждый квазар имеет скорость z в пространстве за счет обычной рецессии, и результирующую скорость 3,5z½ во времени (эквивалентном пространстве) в измерении пространственной системы отсчета. Наблюдаемое красное смещение квазара – это измерение скалярного общего этих двух компонентов красного смещения.
|
|
|
2. Скорости входящих в него звезд. Предвзрывная активность и сильный взрыв повышают скорости большинства составляющих звезд выброшенного галактического фрагмента (квазара) выше уровня единицы. Именно промежуточная скорость звезд квазара и последующее расширение во времени отвечают за небольшие размеры квазаров. Они – галактические эквиваленты звезд белых карликов.
3. Скорости компонентов звезд. Скорости отдельных атомных и молекулярных компонентов звезд (температуры) не зависят от скоростей самих звезд. Подобно скоростям звезд, они увеличиваются до уровней промежуточного диапазона посредством энергии, высвобожденной при взрыве, но подвергаются потерям излучения, в то время как скорости звезд не затрагиваются излучением. Соответственно, скорости (температуры) звездных компонентов уменьшаются относительно быстро, и у большинства квазаров возвращаются к диапазону скорости ниже единицы в конце ранней стадии класса I. Скорости звезд, напротив, остаются в промежуточном диапазоне на протяжении всей жизни квазара.
4. Скорости независимых частиц. При звездных и галактических взрывах частицы газа и пыли ускоряются до высоких скоростей и сохраняют эти скорости (температуры) дольше, чем атомные и молекулярные составляющие звезд из-за более низкой скорости излучения в газообразном состоянии. Таким образом, радио испускание продолжается на обеих стадиях класса I.
|
|
|
Как указывалось в предыдущих параграфах, силы взрыва придают системе квазара исходные скорости. До взрыва, создающего квазар, внутренние части гигантской галактики происхождения пребывают в состоянии крайней активности в результате множественных взрывов сверхновых. Продукты взрывов прикованы к внутреннему региону налегающей звездной совокупностью, которая, как указывалось выше, обладает физическими характеристиками вязкой жидкости. Частицы пыли и газа в возбужденной внутренней части движутся со скоростями больше скорости света. Когда внутреннее давление, наконец, становится достаточно большим, чтобы выбросить часть налегающего материала в виде квазара, большое количество быстродвижущегося материала становится часть совокупности квазара. Интенсивные перегруппировки в результате взрыва ускоряют значительную часть звезд-компонентов квазара до тех же промежуточных скоростей.
|
|
|
После начального резкого понижения на стадии ласерте, статус скоростей квазара в начале ранней стадии класса I таков: квазар в целом движется не направленно наружу на ультравысокой (больше двух единиц) скорости, но подвергается гравитационному влиянию галактики происхождения. Это приводит к результирующей скорости в наблюдаемом красном смещении z + 3,5z½. Звезды-компоненты квазара движутся с промежуточными (между одной и двумя единицами) скоростями и, следовательно, расширяются во времени, вызывая уменьшение видимых пространственных расширений квазара. Атомные и молекулярные составляющие звезд тоже движутся с промежуточными скоростями, давая аналогичный результат и помещая звезды в состояние белых карликов. Частицы газа и пыли, обретающие диапазон более высоких скоростей до взрыва, подвергаются относительно медленному уменьшению скорости. Вся материя, ускоренная взрывом до более высокого уровня, подвергается перегруппировкам изотопов и, таким образом, испускает сильное излучение на радиочастотах.
Поскольку с возрастом квазар растет и удаляется от галактики происхождения, его результирующая скорость наружу увеличивается за счет непрерывного ослабления замедляющей гравитационной силы. Все внутренние скорости уменьшаются, поскольку большая изначальная энергия обеспечивается галактическим взрывом. И у самого квазара нет никакого активного источника энергии, кроме процессов обычной звездной генерации, которые целиком и полностью не адекватны для поддержания концентрации высокой энергии, существующей изначально. Поэтому внутренние движения теряют энергию на излучение и другие взаимодействия с окружающей средой.
Уменьшение внутренней активности приводит к соответствующему уменьшению в оптической светимости. При определении истинной или абсолютной светимости из наблюдаемой величины, одним из факторов, которые следует принимать во внимание, является влияние распределения на две перпендикулярные плоскости. Это относится как к излучению, так и к нашей способности видеть квазары, и означает, что в наблюдаемую светимость включается лишь половина излучения, исходящего из компонентов квазара, движущихся со скоростями ниже единицы. Если компоненты квазара, из которых возникает излучение, движутся на промежуточных скоростях, распределение излучения расширяется на полных восемь единиц промежуточного региона. Следовательно, при вычислении абсолютной светимости измеряемая величина подвергается увеличению на коэффициент 2 или 8. Ограничение скоростей (температур) промежуточного диапазона на ранней стадии класса I лимитирует применение отношения 8:1 для данного класса. Для всех другие классов квазаров отношение составляет 2:1.
Еще один определитель соотношения между наблюдаемыми и абсолютными светимостями – расстояние. Величина этого влияния зависит от пути, по которому движется квазар. Обычная рецессия в пространстве квазара, отделившегося от близлежащей галактики, невелика, поэтому с самого начала движение квазара происходит преимущественно во времени. Соответственно, излучение из этого объекта движется к нам во времени. С другой стороны, квазар, выброшенный из отдаленной галактики, во время взрыва удаляется на высокой скорости в пространстве, и проходит значительный период времени прежде, чем движение во времени в измерении взрыва достигает уровня рецессии. Тем временем, излучение от квазара движется назад в пространстве. Однако со временем, непрерывно увеличивающаяся результирующая скорость взрыва превышает скорость рецессии. После чего движение излучения из отдаленного квазара, впрочем, как и из расположенного ближе, происходит во времени.
На этом основании излучение из ласерте, квазаров раннего класса I, самых молодых членов позднего класса I и нескольких мелких, включая представителей радио спокойного класса, движется в пространстве. Что же касается оставшегося количества позднего класса I, большинство радио спокойных квазаров и квазаров класса II движутся во времени. Очень близкие квазары, случайное движение которых в пространстве играет значимую роль, могут продолжать движение в пространстве за пределами обычной точки перехода.
Из-за двумерного распределения излучения квазара, возникающего в диапазоне промежуточных скоростей, излучение, полученное из пространства, пропорционально первой степени расcтояния в пространстве z. Ввиду того, что q = 3,5z½, оно также пропорционально q2. Распределение излучения во времени двумерное, и излучение квазара, полученное из времени, пропорционально первой степени расстояния во времени (эквивалентного пространства) q. В последующем обсуждении все расстояния будут выражаться в терминах q (времени) или q2 (пространства).
Таблица XII предлагает данные наблюдений для ранних квазаров класса I в рассматриваемой группе, выраженных в вышеописанных терминах, наряду с двумя вычисленными величинами – расстоянием квазара q и пределом видимости. Предел видимости – это приблизительная светимость, которую должен иметь квазар данного класса и расстояния, чтобы быть обнаруженным посредством оборудования и техник, доступных наблюдателям, результаты которых входят в подборку исследуемых квазаров.
Чисто теоретическое определение предела потребовало бы количественной оценки способностей используемого оборудования во время выполнения наблюдений, предприятие, не реальное как часть настоящего исследования. Поэтому пределы видимости для квазаров разных классов определены эмпирически из минимальных светимостей наблюдаемых квазаров класса II; то есть, для нынешних целей допускается, что реально наблюдаемая ограничивающая светимость близка к истинному пределу.
Наименьшими величинами в изучении были 19,44 (3С 280.1), 19,35 (3С 2) и 19,25 (1116 + 12). Соответствующие абсолютные светимости – 0,025, 0,017 и 0,037. Расстояние квазара 3С 2 – 0,962. Если допустить, что этот квазар, имеющий самую низкую светимость любого объекта класса II в выборке, пребывает почти в пределах видимости, мы можем принять светимость 0,016 (величина 19,50) как предел при q = 1,00. На основе q, соответствующие пределы для 3С 280.1 и 1116 + 12 будут 0,020 и 0,029. То есть, оба квазара близки к пределу видимости. Этого было бы достаточно для оправдания использования 0,016 для предела видимости на основе q для целей нашего исследования.
Таблица XII
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!