В.М. АНТОНОВ

 1.13.  Некоторые свойства абсорбционных линий в спектрах галактик и квазаров

 

 

Аннотация

 

На основании результатов предыдущих работ авторов, развивающих теорию природы красных смещений галактик и квазаров, качественно объясняются следующие свойства их абсорбционных линий:

 

--   Оглавление  --

 

 

Для объяснения основных свойств абсорбционных линий в спектрах галактик и квазаров будем использовать результаты, полученные в §§1.4, 1.8, 1.12. Учитывая описанный ранее процесс происхождения абсорбционных линий, можно сделать следующие предварительные выводы, подтвержденные наблюдениями:

            1.Так как область поглощения обычно расположена дальше области излучения от центра галактики, то, как правило, должно наблюдаться такое соотношение между красными смещениями, определенными по эмиссии zem к абсорбции zabs, что должно выполняться неравенство.

            zem> zabs

            2. Так как области излучения и поглощения одной и той же серии линий соседствуют в пространстве, то, как правило, разности zem zabs  должны быть небольшими, если zem и zabs определены по сериям одного и того же элемента;

            3. Узость линий поглощения (обычно 100-200км/с) по сравнению с шириной линий излучения (обычно 100-3000км/с) объясняется тем, проекция источника непрерывного излучения на область, в которой возникают линии поглощения, мала по сравнению с областью излучения  ((§1.12, рис.1);

            4. Множественность числа серий линий поглощения с одной величиной красного смещения по сравнению с числом серий излучения объясняется тем, что линии поглощения узки, по сравнению с линиями излучения (примерно в 10-15раз). Действительно, интенсивность линий излучения значительно снижается за счет их ширины. Поэтому многие из них становятся ненаблюдаемы на фоне излучения ночного неба.

            5. В редких случаях красные смещения линий поглощения и излучения удовлетворяют неравенству zabs > zem. Возникновение такого соотношения может быть объяснено следующим образом. Пусть эмиссионные радиусы R1 и R2 удовлетворяют соотношению  R1 < R2.  Если R1 мал, то возникающие в его области линии излучения могут быть настолько широки, что сами линии перестают быть фиксируемы в спектре (линии «раздавлены» в спектре). Линии поглощения, возникающие в области с R=R1, не будут раздавлены, т. к. они узки в силу своего образования. В области с R=R2 линии излучения могут сохраниться. Поскольку R1 < R2 , то возникает наблюдаемое соотношение красных смещений линий поглощения и линий излучения

            zabs >zem

            Для выяснения причин существования рассмотренных ниже свойств 6-10 рассмотрим факторы, от которых зависит глубина линий поглощения h. Очевидно, глубина линий пропорциональна мощности источника непрерывного излучения Ен , плотности газа nн, образующего источник; плотности газа n, поглощающего излучение непрерывного спектра   n~n0 /  (n0 - начальная плотность газа, при сжатии аккрецирующего газа; плотность его растет по закону n ~,  1<α<2  (см. §1.4)), площади области, поглощающей излучение  S=[(1-Rн]2, где  r – расстояние от наблюдателя до галактики, Rн – радиус источника непрерывного излучения.

            Кроме того, глубина линий h обратно пропорциональна ширине линий  | Δz |. Итак, глубина линий поглощения равна

                                                                                                 (1)

где А – постоянная.

            Изучая равенство (1), нетрудно понять на качественном уровне следующие свойства линий поглощения радиогалактик и квазаров.

            6. Линии поглощения при z< 1 имеют очень малое количество радиогалактик и квазаров (около 1% от общего числа объектов, для которых z < 1).

            Объяснение:    При малых  z мало r  и велико Rem.

Значение выражения в скобках равенства (1) мало. Мала также дробь n0/R 2em  по причине большого значения Rem. В итоге глубина линии h  мала настолько, что линии не фиксируются среди случайных колебаний уровня непрерывного спектра и уровня свечения ночного неба.

            7. При  z <1,9 все источники имеют наборы линий поглощения.

            Объяснение:  Большое z означает большое  r , что, в свою очередь, приводит к малому значению Rem. В итоге глубина линий h оказывается достаточной для их фиксации в спектре.

            8. При z=1,95 количество линий поглощения в спектре максимально. При z >1,95 число линий поглощения уменьшается сростом z.

            Объяснение: с ростом значения z после достижения  z =1,95 области эмиссии и абсорции все ближе и ближе подходят к ядру галактики. Величина изменения красного смещения Δ z на единицу изменения расстояния до галактики Rem возрастает. Это значит растет ширина как линий излучения, так и линий поглощения. С ростом | Δ z|, как показывает равенство (1), глубина линий поглощения уменьшается. Число линий не доступных фиксации возрастает, число наблюдаемых линий поглощения падает.

            9. Замечено, что, если число фиксирующих систем линий поглощения равно или больше трех, то объект ярче на 0,7m.

            Объяснение:  данное наблюдение легко понять, если взглянуть на него в противоположном направлении: Если объект ярче других на 0,7m, то у него фиксируется три и более систем линий поглощения. Действительно, в формуле (I) в этом случае будет увеличена мощность источника непрерывного излучения Ен, что приведет к увеличению глубины линий поглощения.

            10. При возрастании активности объекта число линий поглощения уменьшается.

            Объяснение: Очевидно, активность объекта прежде всего выражается в активности его источника непрерывного излучения. Активность, по видимому, сопровождается ростом его радиуса. Рост радиуса источника ведет к росту поглощающей области (~ R3н ) и к падению плотности газа источника n н~1/ R3н. В итоге глубина линий уменьшается обратно пропорционально радиусу источника.

            Кроме того, с  ростом  поглощающей  области  растет  ширина  линий поглощения  | Δ z  |. В результате активность источника непрерывного излучения приводит к уменьшению числа фиксируемых линий поглощения.