Глава 24

Эволюция квазаров

На основании теоретических открытий, очерченных на предыдущих страницах, активность по перегруппировке изотопов в испущенном фрагменте взрывающейся галактики, составляющем квазар, пребывает на высоком уровне в начальной стадии, следующей за взрывом. Соответственно, сильно и радиоизлучение. С течением времени внутренняя активность постепенно ослабевает и, в конце концов, радио испускание прекращается или, по крайней мере, опускается до не наблюдаемых уровней. Такая радио спокойная стадия подходит к концу, когда составляющие квазар звезды в значительном количестве начинают достигать предела возраста. Врывы таких звезд вновь запускают активность перегруппировки изотопов. Затем восстанавливается и радио испускание.

[more]

Самые удаленные обнаруженные квазары принадлежат классу радио испускающих квазаров, пребывающих на стадии радио молчания, как мы его называем, классу II. Однако ниже красного смещения около 1,00, имеются представители обоих классов. И чтобы отличить их друг от друга, необходимо выявить свойства, посредством которых определяется постоянное различие между величинами, применимыми к двум классам объектов. Такую демаркационную линию следовало бы вывести из чистой теории, но в настоящий момент мы будем полагаться на полуэмпирические различия. Например, можно ожидать, что эволюция квазаров, начиная с ранних стадий и кончая последними стадиями, будет сопровождаться изменениями цвета. Для нынешних целей было бы существенно определение конкретных специфических цветовых характеристик, систематически меняющихся в зависимости от возраста квазара. Исчерпывающее объяснение причины наблюдаемых различий можно было бы оставить для будущего исследования.

Как отмечалось раньше, цвета астрономических объектов обычно выражаются в терминах колор-индекса. В настоящее время в основном нас будет интересовать индекс U-B – разница между величиной, измеренной посредством ультрафиолетового фильтра, и величиной, измеренной посредством синего фильтра. Позже мы введем индекс B-V, колор-индекс, которым мы пользуемся, когда имеем дело с излучением от звезд. Индекс B-V – это разница между величиной, измеренной посредством синего фильтра, и визуальной или фотографической величиной, полученной посредством желтого фильтра. Эмпирические данные указывают на то, что у квазаров индекс U-B – это грубое указание на температуру. У звезд главной последовательности индекс U-B положительный, то есть, больше энергии приходит в синем диапазоне. (Следует помнить, что масштаб величины инверсный.) Также этот индекс положительный у обычных галактик, состоящих в основном из таких звезд. Из-за инверсии, имеющей место при превышении скорости света, теоретическое развитие указывает, что у квазаров цветовая тенденция должна быть инверсной, а индекс U-B отрицательным, указывая на то, что больше энергии приходит в ультрафиолетовом диапазоне. Все величины U-B, приведенные в этой главе, – отрицательные и должны пониматься именно так.

Количество квазаров с доступными объективными полными измерениями исчисляется сотнями, и нереально анализировать все эти данные в труде общей природы. Поэтому наше исследование будет ограничено репрезентативной выборкой. Группа квазаров, исследованная в книге Квазары и пульсары, – это одна из групп, данные красных смещений и цвета которых сведены в таблицу М. и Г. Бербиджами в их книге Квази звездные объекты.[241] Таблица включает все квазары, данные о которых доступны на момент публикации. Поэтому она свободна от влияния выбора, за исключением того, что склоняется в пользу объектов, самых доступных наблюдениям. Не требуется никаких значимых модификаций выводов, полученных из оригинального изучения. Нижеприведенное обсуждение будет основываться на более ранней публикации с дополнением результатов некоторых последующих исследований, в основном той же группы объектов, приведенных в Таблице 3.1 в книге Бербиджей.

Колор-индексы определяются внутренней активностью (температурами, наряду с перегруппировками изотопов и их следствиями) внутри квазаров. Следовательно, паттерн изменения в период эволюции квазаров должен оцениваться чисто на теоретической основе. Подобный проект превышает масштаб данной работы, но общая природа изменений, происходящих в индексах, выведенная эмпирически, демонстрирует определенную качественную корреляцию с изменениями, которые теоретически происходят в генерировании и рассеивании энергии. Таким образом, мы можем установить кое-какие определяющие критерии для этих классов квазаров на полуэмпирической основе.

В оригинальном исследовании, опубликованном в книге Квазары и пульсары, разделение U-B установлено равным 0,60, и абсолютное отношение радио потока, измеренное на частоте 178 мгц, составляет 6,0. Все квазары с величинами U-B меньше 0,60 помещались в класс I. Квазары, имеющие более высокий показатель U-B, но абсолютное отношение радио потока ниже 6,0, обнаружили значимое сходство свойств с вышеприведенными квазарами и тоже причислены к классу I. Квазары с более высоким U-B и высоким абсолютным отношением радио потока образуют прерывистую группу с абсолютно другими свойствами, поэтому они объединены в класс II.

Рисунок 26 демонстрирует связь между U-B и абсолютным радио потоком квазаров класса I, перечисленных в таблице 3.1 Бербиджей, для которых имеется необходимая информация. По существу, эта диаграмма эквивалентна “двухцветной диаграмме” астрономов, за исключением того, что масштабы перевернуты, поскольку мы имеем дело с феноменами инверсного региона, региона промежуточных скоростей. Позже мы будем пользоваться двумя цветами, с радио потоком и без него. Было бы удобно определять классы квазаров на основе только цвета, и кое-какой прогресс в этом отношении будет сделан тогда, когда позже в этой главе будет введен индекс B-V. Но критерий цвета, способный недвусмысленно определять эти классы, еще не разработан.

Когда квазар впервые выбрасывается из галактики происхождения, его составляющие пребывают в состоянии крайней активности, и радио поток необычно высок. Лишь один из включенных в рассматриваемую группу квазаров еще пребывает на такой очень ранней стадии. Это квазар 3С 196, имеющий U-B 0,43 и абсолютный радио поток 4 х 0,3. Его красное смещение 0,871, из которого 0,054 является обычным компонентом рецессии. В данном труде для представления только обычного красного смещения рецессии используется символ z. Созданный взрывом компонент обычно равен 3,5z1/2, но подвергается модификации на коэффициент красного смещения 3,5, поэтому в дальнейшем он будет обозначаться q, а общее красное смещение квазара будет представлено символом Z. Тогда у нас имеется соотношение Z = z + q. Также нам захочется осознать, что компонент красного смещения q представляет эквивалентное расстояние (то есть, расстояние в пространственном эквиваленте времени), и мы будем называть его расстоянием квазара. Расстояние квазара 3С 196 составляет 0,817, что делает его одним из самых удаленных объектов класса I в таблице Бербиджей.

После первого рывка активности квазар до некоторой степени утихает, его можно найти в зоне, обозначенной как “ранняя” в верхнем левом углу рисунка 26. По мере дальнейшего роста активность падает еще больше, он движется вправо (к более низкому абсолютному радио потоку) и вниз (к более высокому U-B). Он проходит нулевую линию радио потока и входит в стадию радио спокойствия.

Данные таблицы демонстрируют, что в период подбора на расстояниях квазара более 0,900, не было обнаружено квазаров класса I, и никакие объекты этого класса, достаточно старые, чтобы иметь индексы U-B больше 0,60, не были обнаружены за пределами расстояния квазара приблизительно 0,700. Значимость этих цифр в том, что квазары с высоким абсолютным радио потоком и индексами U-B выше 0,60 (класс II) можно обнаружить за пределами расстояния квазара 0,700. Конечно, мы можем отследить их все до предела 2,00. Таким образом, ясно, что такие более удаленные объекты не пребывают в том же состоянии, в каком пребывали при начальном выбросе. Чтобы двигаться в диапазон, в котором они наблюдаются сейчас, эти удаленные квазары класса II должны подвергаться действию какого-то процесса, высвобождающего значительное количество дополнительной энергии излучения на радиочастотах.

Мы уже убедились в существовании такого процесса. Из-за длительного периода времени, на протяжении которого квазар движется наружу перед тем, как прибывает в место, где переходит в космический сектор, некоторые из составляющих его звезд достигают возраста, соответствующего пределу возраста.  Затем происходят вторичные взрывы Типа II.  Очевидно, это просто вид процесса, требующийся для объяснения появления радио испускающих квазаров класса II на расстояниях выше предела наблюдения объектов класса I. Следует заметить, что серии вторичных взрывов – это естественное продолжение изначального взрыва гигантской галактики. Изначальный взрыв происходит сразу же после того, как достаточное количество самых старых звезд в галактике достигает пределов возраста. Звезды в выбрасываем фрагменте, квазаре, моложе, но многие из них тоже довольно преклонного возраста, и после еще одного продолжительного промежутка времени некоторые из них обязательно достигают предела возраста.

Изначальные взрывы звезд происходили вне той части галактики, выброшенной как квазар; то есть, они имели место внутри гигантской галактики, фрагментом которой является квазар. Следовательно, радио испускание из квазара класса I – это, в основном, результат крайне сильного выброса. С другой стороны вторичные взрывы происходят в теле самого квазара, и испускание из квазаров класса II приходит прямо от взрывающихся звезд. Разница в происхождении отражается в соотношении между индексом U-B и радио потоком, позволяя нам пользоваться этим соотношением как способом различения двух классов. Рисунок 27 – это диаграмма U-B против абсолютного радио потока для квазаров класса II в таблице Бербиджей. Как можно видеть, точки, представляющие эти объекты, располагаются почти вне сектора диаграммы, занятого квазарами класса I. В данной диаграмме нет указания на то, что квазары класса II следуют любому виду эволюционного паттерна, но позже мы уделим внимание данному вопросу.

Квазар 3С 273 вызывает особый интерес. Согласно принятым критериям, это определенно квазар класса II, но его расстояние намного дальше от линии, на которой пребывают все другие известные объекты этого класса. Ни один квазар класса II в группе, которую мы сейчас исследуем, не имеет расстояния меньше 0,315, в то время как расстояние квазара 3С 273 составляет лишь 0,156. Обычно можно считать, что при измерении красного смещения объекта, заодно мы определяем его максимально возможный возраст, поскольку возраст не может быть больше времени, требующегося для ухода из настоящего расположения. На этом основании, мы бы интерпретировали низкое красное смещение 3С 273 как указание на то, что это обычный молодой квазар класса II. По-видимому, это так. В вышеприведенном обсуждении это указывало на то, что вторичные взрывы могли происходить относительно быстро после первичного выброса, ввиду того, что во время взрыва некоторые звезды во фрагменте галактики, выброшенные как квазар, уже могли пребывать вблизи предела возраста. Следовательно, вполне возможны очень молодые квазары класса II.

Но квазар 3С 273 не обязательно молодой. Он может быть намного старше, чем указывает расстояние 0,156, поскольку общее соотношение между красным смещением и возрастом не соблюдается так строго на очень коротких расстояниях, где величина возможного случайного движения сопоставима с величиной рецессии. Две галактики, разделенные расстоянием вблизи общего гравитационного предела, могут поддерживать разделение почти бесконечно, и ширина зоны, в которой относительное движение может быть небольшим или совсем никаким, значительно увеличивается, если имеется случайное движение с движущимся вовнутрь компонентом.

Отсюда, 3С 273, возможно, провел много времени вблизи нынешнего месторасположения относительно нашей галактики Млечный Путь и может быть таким же старым, как квазары с расстояниями около 0,300.

Ныне доступная информация наблюдений не адекватна для того, чтобы сделать выбор между двумя альтернативами. Но там, где у нас есть выбор между приписыванием необычной ситуации случайному совпадению, в результате которого объект относительно редкого типа расположен ближе к нам, и необычной характеристикой, которой, как мы знаем, обладает объект, предпочтение отдается последней в ожидании накопления дальнейшего свидетельства. Поэтому предварительно мы приходим к выводу, что квазар 3С 273, по крайней мере, такой же старый, как квазары класса II вблизи расстояния квазара 0,300.

 Расположение 3С 273 на рисунке 27 определяется треугольником. Как видно из диаграммы, квазар пребывает среди более слабых радио эмиттеров в своем классе (хотя от него мы получаем большой радио поток, поскольку он ближе), но коль скоро рассматриваются его свойства, он – не аномальный и даже не пограничный случай. Поэтому его близость дает уникальную возможность наблюдать в относительно близком диапазоне члена класса объектов, которые в противном случае находились бы на огромных расстояниях.

Дальнейший опыт применения критерия U-B для различения классов квазаров показал, что он сомнителен в регионе высоких величин U-B и низкого радио испускания. Поэтому введение индекса B-V обеспечило подгонку критерия выбора. В регионе высоких (более отрицательных) величин U-B, расположении, в котором исходного критерия недостаточно, имеется несколько квазаров с низким радио испусканием, обладающих красными смещениями поглощения. Как говорилось в главе 23, это указатель на продвинутый возраст, который помещает их в класс II. Такие объекты имеют индексы U-B в верхней части полного диапазона величин, в то время как индексы  квазаров с относительно низким красным смещением в этом регионе, которых можно было ожидать среди объектов класса I, попадают в нижнюю часть этого диапазона. Отсюда мы можем предварительно определить линию разделения при B-V = +0,15, и вместо того, чтобы относить все квазары с низким радио испусканием и высокими индексами U-B к классу I, мы помещаем членов этой группы с индексами B-V выше 0,15 в класс II. До тех пор, пока нам не удастся основывать критерии выбора на теоретической, а не на эмпирической основе, нам вряд ли стоит ожидать точности, но изменение в сторону двухцветной основы, бесспорно, приближает нас к правильной демаркационной линии. Пересмотренный паттерн колор-индекса для квазаров с расстояниями меньше 1,00 показан в Таблице X. В пересмотр входит изменение в границе классификации U-B от 0,60 до 0,59.

Определение эволюционного статуса квазаров посредством цвета и радио потока (или расстояния) позволяет пользоваться данными в связи с другими наблюдаемыми характеристиками квазаров для проверки теоретических выводов относительно разницы между классами и между более ранними и более поздними членами каждого класса. Мы не смогли бы это сделать, если бы данные характеристики входили в критерии, посредством которых определяются классы. Например, из теоретических предпосылок мы вывели, что поглощение, создающее линии поглощения красного смещения в спектрах квазаров, имеет место в облаках материала, ускоренного до высоких инверсных скоростей внутренними взрывами сверхновых в этих объектах. Следовательно, никакого поглощения не происходит до тех пор, пока взрывы происходят в достаточно крупном масштабе. Как отмечалось раньше, такое состояние не достигается до тех пор, пока квазар не оказывается в стадии радио покоя, в то время как из природы требований для создания множественных систем поглощения красных смещений видно, что множественность не возникает до тех пор, пока не достигается еще более высокий уровень активности. На основании данного эволюционного паттерна можно вывести следующие правила в связи с возникновением поглощения красных смещений:

Таблица Х

Классы квазаров

Класс

U-B
(отрицательные величины)

B-V
(положительные величины)

 

Радио поток

I ранний

Ниже 0,59

Ниже 6,0

 

 

I поздний

Выше 0,59

Ниже 0,15

Ниже 6,0

 

II ранний

Выше 0,59

Выше 0,15

Ниже 6,0

 

II поздний

Выше 0,59

 

Выше 6,0

 

1. Квазары класса I не имеют поглощения красных смещений.

2. Поглощение красных смещений, приближающееся к величинам испускания, возможно в большей части радио спокойного региона и у класса II радио испускающих квазаров.

3. Поглощение красных смещений, отличающееся от величин испускания более, чем на количество, приписанное случайному движению, возможно только у квазаров класса II и относительно старых радио спокойных квазаров.

Проверка 29-ти квазаров с поглощением красных смещений, перечисленных в подборке 1972 года Бербиджа и О'Делла,[242] указывает на то, что все эти объекты пребывают в соответствии с вышеприведенными правилами, когда задача классификации выполняется на определенной основе. Тогда у нас имеется значимое подтверждение теоретического описания условий, при которых имеет место поглощение красных смещений.

Как уже отмечалось, для разделения двух классов радио испускающих квазаров только на основании цвета, без рассмотрения величины радио испускания, следует провести дальнейшее исследование. Как указано на рисунке 28, который является комбинацией рисунка 26 и рисунка 27, где радио поток заменяется индексом B-V, это почти достигается посредством результирующей двухцветной диаграммы. На разделяющей линии с индексом B-V 0,15 имеется некоторая неопределенность и лишь один отклоняющийся от нормы объект 3С 280.1, B-V индекс которого составляет 0,13, хотя его красное смещение превышает предел класса I. Помимо этого, два класса квазаров располагаются в отдельных частях диаграммы, как на рисунках 26 и 27. Отклонение 3С 280.1 от нормального диапазона индексов B-V, возможно, обуславливается той же причиной, что и отклонение этого квазара от обычного радио паттерна, показанного в Таблице VII в главе 22.

До этого момента мы рассматривали колор-индексы и радио поток как средства различения разных классов квазаров. Сейчас нам захочется исследовать значимость изменений, которые имеют место в этих количествах в период эволюции квазаров. Величины всех рассматриваемых свойств подвергаются эволюционным изменениям. Поэтому любая из них может служить указателем на возраст квазара. Однако очевидно, что самыми лучшими указателями являются свойства, наиболее постоянно меняющиеся со временем, и на этом основании мы можем рассматривать радио поток на рисунках 26 и 27 как указывающий на возраст квазара. Следовательно, диаграммы демонстрируют, как меняется с возрастом (абсолютный радио поток) температура (U-B) квазара. Сейчас мы находим, что индекс B-V следует приблизительно той же тенденции, что и радио поток. Это означает, что индекс тоже является указателем возраста и может заменить радио поток на диаграммах.

Индексы U-B самых ранних квазаров класса I попадают в диапазон с приблизительно -0,40 до -0,59. В качестве указателя на возраст квазаров индекс движется почти горизонтально до B-V = +0,15, а затем резко опускается вниз на диаграмме (в сторону более отрицательных величин) при достижении зоны радио спокойствия. Индекс B-V самых ранних квазаров класса I в исследуемой подборке равен 0,60. Он уменьшается с возрастом квазара, достигая положительных или отрицательных величин вблизи нуля на границе радио покоя. Индексы U-B квазаров класса II ранжируются с -0,59 до примерно -1,00, без видимого систематического изменения. Соответствующие индексы B-V у большинства квазаров класса II с относительно низкими красными смещениями (ниже 0,75) пребывают по соседству с +0,20. За пределами 0,750 индексы увеличиваются, и максимальные величины 0,60 или 0,70 достигаются вблизи расстояния 1,00. За пиком следует уменьшение до уровня, при котором большинство величин сопоставимо с величинами ранних членов этого класса.

Хотя реальные математические соотношения между внутренней активностью квазаров и их колор-индексами еще не исследованы в свете теории Обратной Системы, эволюционный паттерн, которому следуют величины этих индексов, как описано в предыдущем параграфе, демонстрирует определенную качественную корреляцию с изменениями, теоретически имеющими место в генерировании и рассеивании энергии. У квазаров класса I исходная энергия велика, но она постепенно слабеет, поскольку в распоряжении данных объектов отсутствует непрерывный источник больших количеств энергии. Оба колор-индекса отвечают на подобное изменение движением в направлении более отрицательных величин в соответствии с возрастом квазаров. У квазаров класса II первичная активность развивается медленно, поскольку они возникают в результате многих мелких событий, а не одного крупного события. Поэтому квазары класса II не достигают высоких температур, характерных для ранних объектов класса I.

Самые низкие (самые менее отрицательные) величины U-B у квазаров класса II пребывают по соседству от разделяющей линии -0,59, и полный диапазон расширяется до приблизительно -1,00. Пять радио спокойных квазаров в таблицах Бербиджей, для которых приведены индексы, имеют индексы U-B в диапазоне от -0,78 до -0,90. Отсюда следует, что лишь квазары с индексами U-B между -0,75 и -0,59 могут рассматриваться как имеющие температурное приращение за счет вторичных взрывов. Но даже в этой группе, включающей около 40% общего количества квазаров класса II, приращение небольшое. У объектов класса II отсутствует систематическое изменение с возрастом в индексах U-B. Это понятно на основе вывода, что индекс связан с температурой, поскольку температурные изменения у квазаров класса II происходят за счет событий, имеющих место в любое время в период стадии существования квазаров класса II.

Предварительно описанный паттерн величин индекса B-V указывает на то, что процессы, определяющие величину индекса, увеличиваются в силе на стадии класса II. Конкретная природа процессов еще не установлена, но, по-видимому, они являются аспектами движения составляющих квазара. Поэтому сейчас в связи с ними мы можем пользоваться лишь общим термином “внутренняя активность”. По мере увеличения расстояния до квазара, средний возраст наблюдаемых квазаров растет, ввиду того, что диапазон возраста непрерывно расширяется. Увеличение возраста сопровождается соответствующим увеличением внутренней активности, и ниже расстояния квазара 1,00 увеличением индекса B-V. Как уже упоминалось, за пределами расстояния 1,00 индекс увеличивается, возможно, из-за уменьшения интенсивности внутренней активности за счет пространственного распределения разных свойств квазаров, происходящего в этом диапазоне расстояния.

Ввиду того, что концентрация энергетического материала внутри гигантской сфероидальной галактики, из которой выбрасывается квазар, увеличивается постепенно на протяжении длительного промежутка времени, перегруппировки изотопов, происходящие в материале в период выброса – это довольно длительный процесс. Поэтому уменьшение радио испускания и “внутренней активности” на ранней стадии квазара должно быть постепенным. С другой стороны, взрыв повышает температуру до очень высокого уровня, и можно ожидать очень резкого первичного падения. Таким образом, мы бы ожидали, что ранняя стадия класса I начинается с уменьшения по экспоненте индекса U-B (температуры) как функции индекса B-V (возраст).  Но, как указывает рисунок 28, это совсем не так. На ранней стадии класса I происходит небольшое уменьшение индекса U-B. Тогда давайте посмотрим, что мы можем предложить для рассмотрения наблюдаемой ситуации.

Одна очевидная возможность такова: быстрому понижению температуры предшествует самая ранняя стадия квазара. На этом основании, температура вновь выброшенных галактических фрагментов быстро падает до определенного уровня, который мы можем определить как уровень самых ранних квазаров класса I (U-B = -0,40 + 0,10). Она остается на этом уровне приблизительно до B-V = +0,15, а затем продолжает быстрое падение до минимального уровня приблизительно 1,00. На первый взгляд, это может показаться еще одной комбинацией 10% фактов и 90% умозаключений, которая так обычна в относительно неизведанных сферах физики и астрономии. Однако она реально присутствует у класса объектов, не определенных как квазары, занимающие положение на диаграмме U-B против B-V, в котором теоретически группа очень ранних квазаров была бы исключена, если  вышеприведенное объяснение природы раннего эволюционного паттерна верно.

Подобно квазарам, эти объекты являются необычно маленькими, но очень мощными внегалактическими телами. Впервые их существование осознали тогда, когда открыли, что излучение от “переменной звезды” BL Ласерте обладает весьма специфическими свойствами. С тех пор обнаружено несколько дюжин подобных объектов. Поскольку в некоторых отношениях их свойства уникальны, их поместили в новую астрономическую категорию. Однако по поводу названия данных объектов ведутся споры. Как сейчас обстоят дела, у нас есть выбор между объектами BL Лас, ласертиды и ласерте. В последующем обсуждении будет использоваться термин ласерте.

Большая часть разницы между ласерте и квазарами - просто вопросы степени, чего и следовало ожидать, если ласерте являются очень молодыми квазарами. Например, связь с гигантскими галактиками намного сильнее, чем в случае с квазарами. Джозеф С Миллер описывает результаты недавнего (1981 года) исследования, в котором ласерте и квазары изучались следующим образом:

“Мы приходим к выводу, что данные соответствуют всем BL Лас объектам, расположенным в гигантских светящихся эллиптических галактиках. В ходе изучения для любого из квазаров не были окончательно определены никакие компоненты галактики”.[243]

Наблюдения совпадают со статусом ласерте как продуктов пре-квазарного взрыва. Согласно терминологии данной работы, наблюдаемые галактики являются гигантскими сфероидами, из которых выброшены эти объекты. Весьма вероятно, что родительские галактики наблюдаются тогда, когда продукты взрыва еще пребывают на стадии ласерте, за которой сразу же следует выброс, поскольку у продуктов не было достаточно времени, чтобы уйти очень далеко. К тому времени, когда достигается стадия квазара, выброшенный фрагмент ушел далеко от галактики происхождения, и связь между двумя не обязательно очевидна.

Все известные ласерте являются радио источниками, в то время как многие, возможно, большинство квазаров радио спокойны. Здесь, вновь, разница объяснима, если мы принимаем вывод, что ласерте являются первичными продуктами галактических взрывов; то есть, они пребывают на стадии после интенсивного выброса. Данный вывод подкрепляется наблюдением, что “объекты типа BL Лас очень тесно связаны с крайне переменными квазарами типа 3С 279 и 3С 345 (два квазара раннего класса I)”.[244] Тогда причина отсутствия радио спокойных ласерте очевидна. Интенсивная внутренняя активность, создающая излучение на радиочастотах, продолжается на стадиях ласерте и ранних объектах класса I.

Обнаружилось, что яркие ласерте не связаны с протяженными радио источниками,[245] в то время, как большинство квазаров ранних классов демонстрируют такую связь. И здесь, вновь, объяснение – крайняя молодость. У протяженных источников просто нет времени для развития.

Излучение из ласерте включает оптический, радио и инфракрасный компоненты; все они ожидаются от молодых продуктов взрыва, движущихся в верхнем диапазоне скоростей. Не обнаружено никакого рентгеновского излучения. Это тоже совпадает с теоретическим эволюционным статусом ласерте. Как мы уже видели в случае сверхновых, у очень молодых продуктов взрыва нет рентгеновских лучей. Рентгеновские лучи испускают объекты, теряющие энергию после ускорения до уровней верхнего диапазона скоростей. К тому времени, когда выброшенный объект достигает стадии квазара, имеет место потеря энергии, и начинается производство рентгеновских лучей.

Явная картина связи между лесерте и квазарами обеспечивается соответствующими цветами. Чтобы проиллюстрировать это положение, к рисунку 28 добавлены цвета репрезентативной группы ласерте,[246] и на рисунке 29 показана увеличенная диаграмма. Предельно ясно, положения ласерте на этой двухцветной диаграмме полностью соответствуют теоретическому выводу, что данные объекты являются первичными продуктами галактических взрывов и предшествуют ранним квазарам класса I в эволюционном развитии выбросов в результате взрывов. За исключением нескольких объектов, проникших в регион класса II диаграммы, эволюционный путь ласерте присоединяется к эволюционному пути квазаров класса I посредством плавного перехода, и на основе развитой нами теории их совместный путь следует паттерну, которого, как объяснялось выше, и следовало ожидать от продуктов галактического взрыва на ранних стадиях.

Осталось исследовать еще одну отличительную характеристику ласерте.

Самой интригующей разницей между квазарами и ласерте является то, что в спектрах квазары обладают сильными линиями эмиссии, отсутствующими у ласерте. Причина этого еще не понята.[247]

Но она легко объясняется на основе теоретического описания условий сразу же после выброса. С принципом, играющим самую важную роль в этой ситуации, мы неоднократно сталкивались в связи с другими феноменами, обсужденными на предыдущих страницах. И это одно из тех положений, которые чужды существующей физической мысли, что может стать источником концептуальной трудности для многих читателей. Следовательно, в данный момент уместно более детальное обсуждение, где относящееся к делу наблюдаемое свидетельство более исчерпывающее, чем в ранее рассмотренных применениях.

По уже установленным причинам, радиоактивность и сопровождающее испускание излучения на радиочастотах медленно уменьшаются на всех стадиях квазаров класса I. Уменьшение демонстрируется на рисунке 30. Здесь абсолютное радио испускание изображено против колор-индексов U-B (указателя температуры) пошагово 0,02 индекса. Такая процедура привела к неким усредненным величинам двух или трех отдельных испусканий, тем самым в некоторой степени сглаживая результирующую кривую. Точки в круге указывают на средние величины. Просто круги – не усредненные величины. Как и следовало ожидать из природы процесса радио испускания, имеется несколько широко отклоняющихся величин, но общая тенденция ясно представлена линией, такой, как линия на диаграмме, подтверждающая теоретические ожидания.  

Оптическая ситуация более сложная, поскольку скорости звездных компонентов, которые не создаются обретением части энергии взрыва, намного ниже, чем скорости частиц газа и пыли, обеспеченные изначальной энергией взрыва. Поэтому в период эволюции квазаров звездные компоненты квазаров класса I возвращаются к диапазону скорости ниже единицы. Влияние на оптическое испускание показано на рисунке 31, похожем на рисунок 30, но радио испускания заменены абсолютными оптическими светимостями. (Методы вычисления абсолютных величин оптических и радио испусканий будут объясняться в главе 25.)  Здесь мы видим, что светимость остается почти постоянной в начальном диапазоне, вплоть приблизительно до U-B = -0,50. Затем начинается быстрый подъем до -0,59. В этой точке испускание падает наполовину. На последующей поздней стадии класса I происходит умеренно быстрое понижение  до уровня ниже -0,05 в точке входа в радио спокойную зону.

Поскольку скорости звездных компонентов, изначально ответственные за величину оптической светимости, пребывают в тех же состояниях, что и относящиеся к радио испусканию (то есть, постепенное затухание влияний выбросов), при первом рассмотрении пик кривой светимости становится сюрпризом. Но, по существу, вовлечены два разных процесса. Перегруппировки изотопов, создающие радиоизлучения, постепенно уменьшают интенсивность, поскольку все больше и больше их завершается. Оптическое излучение – функция температуры; то есть, скоростей составляющих частиц. В диапазоне низких скоростей, с которым мы знакомы, скорость испускания радиоизлучения растет с увеличением скорости компонентов (температурой). Могло бы показаться, что дальнейшее увеличение скорости приведет к еще большей скорости испускания. Но во вселенной движения на уровне единицы направления переворачиваются. Следовательно, факторы, вынуждающие излучение увеличиваться по мере того, как скорости компонентов достигают единицы с более низких уровней, работают и на увеличение излучения, когда единица скорости достигается с более высоких уровней. Отсюда следует, что при единице скорости излучение максимально и уменьшается в обоих направлениях.

Применяя этот принцип к квазарам класса I, мы видим, что на диапазоне U-B -0,45 скорости компонентов почти постоянны, пока они медленно достигают максимума и затем начинают уменьшаться. Далее непрерывные потери излучения без сопоставимых возмещений ускоряют скорость уменьшения, достигая максимума на уровне единицы скорости. На протяжении этого интервала, хотя скорости еще выше единицы, уменьшение скоростей приводит к увеличению скорости испускания и достигает пика на единице скорости. Как указывает диаграмма, пик совпадает с линией разделения между классами I и II при U-B = -0,59. Выше этой точки скорость падает в диапазон ниже единицы, диапазон, в котором уменьшение температуры ведет к уменьшению излучения. Подобно гравитации, процесс излучения работает в двух активных измерениях промежуточного региона. Поэтому на уровне единицы скорости половина излучения исчезает.

Отсутствие линий испускания в спектрах ласерте – еще один результат паттерна излучения. Сразу же после взрыва скорости газообразного компонента продуктов взрыва очень высоки, возможно, ближе к уровню двух единиц. Как говорилось в главе 15, это нуль для движения во времени. При такой температуре, физическое состояние совокупности похоже на состояние совокупности при температуре около нуля при движении в пространстве. Тогда объяснение отсутствия линий испускания таково: температуры газов в ласерте слишком высоки, чтобы создавать линейный спектр. При таких крайне высоких температурах (низкие инверсные температуры) совокупность пребывает в состоянии во времени, аналогичном твердой структуре в пространстве и подобно последней излучает с непрерывным спектром. Это еще один пример того же феномена, который мы рассматривали в главе 16 в связи с континуумом испускания из Крабовидной туманности. К моменту достижения стадии квазара температура падает достаточно для того, чтобы придать совокупности обычные характеристики газа, включая линейный спектр.

Со времен самых ранних изучений квазаров, описанных в книге Квазары и пульсары, было очевидно, что величина -0,59 индекса U-B означает некий вид физического деления, и она была одним из критериев, на основе которого устанавливалась классификация квазаров в данной публикации. Сейчас можно видеть, что уровень U-B -0,59 соответствует единице температуры. Факт, что эволюционный путь квазаров класса I (включая ласерте) содержит горизонтальный отрезок, а не уменьшается постепенно с начальной и до конечной стадии, чего бы следовало ожидать при отсутствии источника замены энергии, теряющейся посредством излучения, объясняется переходом от двумерного к одномерному движению. Энергия второго измерения движения в промежуточном диапазоне скоростей аналогична температурам синтеза и испарения. Когда имеет место изменение к одномерному движению, энергия движения в другом измерении становится доступной для поддержания температуры, а индекс U-B пребывает на постоянном уровне на время до восстановления тенденции уменьшения.

Введение ласерте в ход развития завершает эволюционную картину продуктов взрыва класса I с момента выброса из галактики происхождения до входа в радио спокойную стадию. На данной стадии некоторые объекты могут исчезать по причинам, которые будут объясняться в следующей главе. Оставшиеся объекты со временем подвергаются вторичным взрывам и обретают статус класса II. В классе II между температурой и возрастом нет никакого систематического соотношения, поскольку и время, в котором происходят вторичные взрывы, и их величина подвергаются основным изменениям. Однако каждый отдельный квазар класса II следует курсу, который, в конце концов, приводит его к точке, в которой он пересекает границу сектора и исчезает.

На пути каждого, кто пытается отслеживать длинную цепь рассуждений от общих главных принципов до конкретных деталей, стоит множество ловушек. И поскольку это первое усилие в применении теории Обратной Системы к внутренним структурным характеристикам квазаров, следует признать, что по мере накопления знания наблюдения и дальнейших продвижений в теоретическом понимании, достигнутом в связанных сферах, модификация некоторых достигнутых выводов необходима. Однако общая картина структуры квазара и эволюции, выведенная из теории, так близко соответствует имеющейся под рукой информации, что кажется нерезонным сомневаться в ее достоверности. Особенно поскольку эта картина легко и естественно развита из тех же предпосылок, на которых базировались предыдущие выводы в связи с происхождением и природой квазаров.

Особенно значимо то, что для объяснения существования или свойств квазаров (включая ласерте) не требуется ничего нового. Конечно, в чисто дедуктивную теорию такого вида и нельзя вставить ничего нового. Введение дополнительных гипотез или специально выдуманных допущений вида, обычно используемого для приспособления к теориям новых наблюдений, исключается базовым замыслом теоретической системы, призывающим к получению всех выводов из единого набора предпосылок и только из него. Конечно, посредством любого нового теоретического развития такого объема будут раскрыты какие-то новые принципы и доселе неизвестные феномены. И, по существу, многие такие открытия уже сделаны в ходе предпринятых теоретических изучений.

Такие положения, как использованные в вышеизложенных применениях теории к разным аспектам ситуации с квазарами (статус всех физических феноменов как более или менее сложных соотношений между пространством и временем, инверсия этих соотношений на уровнях единицы, роль времени как эквивалентного пространства, ассиметричная передача физических влияний через границы единицы), новые для науки. И они не ограничиваются квазарами; это общие принципы, немедленные и непосредственные следствия базовых постулатов, вид характеристик, отличающих вселенную движения от традиционной вселенной материи. Они были открыты и работали в разнообразных применениях десятилетия до того, как было предпринято изучение квазаров. Все новые принципы, выведенные из теории и использованные в данном труде, были однозначно установлены в первом представлении теории Обратной Системы в первом издании настоящей работы, опубликованном в 1959 году, задолго до открытия квазаров.

Более того, многие следствия общих принципов в форме физических феноменов и соотношений, которые сейчас играют важные роли в объяснении происхождения и эволюции квазаров, детально изложены в публикации 1959 года, за четыре года до того, как Мартен Шмидт измерил красное смещение, приведшее к эре “загадки” квазаров. Статус звездных совокупностей как структур, пребывающих в позиционном равновесии, позволяющем создание внутренних давлений в галактиках и испускание фрагментов. Существование двух разных делений продуктов взрыва, выбрасываемых в обратных направлениях, одно, движущееся с обычной скоростью, а второе со скоростью выше скорости света. Уменьшение пространственного размера совокупностей, компоненты которых движутся в верхнем диапазоне скоростей. Генерирование больших количеств радиоволнового излучения из продуктов взрыва, и  окончательное исчезновение материала, движущегося на ультравысоких скоростях. Все это выведено из теории и обсуждено в опубликованном труде, не только задолго до открытия квазаров, но и задолго до того, как было обнаружено любое определенное свидетельство галактических взрывов, создающих квазары.


[241] Burbidge and Burbidge, op. cit., Chapter 3.

[242] Burbidge and O’Dell, Astrophysical Journal, Dec. 15, 1972.

[243] Miller, Joseph S., Publications of the Astronomical Society of the Pacific, Dec. 8l-Jan. 82.

[244] Rieke and Lebofsky, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 1979.

[245] Stein, W. A., et al., Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 1976.

[246] Stein, W. A., et al., Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 1976.

[247] Disney and Veron, Scientific American, Aug. 1977.



Эзотерические консультации он-лайн

Комментарии: (0)   Оценка:
Пока комментариев нет

Все права защищены (с) divinecosmos.e-puzzle.ru

Сайт Дэвида Уилкока

Яндекс.Метрика



Powered by Seditio