На главную Статьи Книги Гостевая Для авторов

 

Межзвездное поглощение на основании анализа галактических спектров

По поводу существования и величины межзвездного и межгалактического поглощения существуют в литературе о БВ различные версии: 1) такого поглощения нет – космос это полный вакуум (правда, какой-то энергетичный); 2) плотность межгалактического вещества – 1 атом на несколько км. И этим вполне можно пренебречь. Между тем, однозначный ответ на этот вопрос дают спектры поглощения галактик, которые доступны для дисперсии 120 А/мм.

Не зная ровным счетом ничего о межзвездной среде, наблюдатель заправляет спектрограф пластинкой Коdак-103аО и снимает спектр хорошо известной галактики (проверив предварительно,чтобы случайно это не оказалось какой-либо туманностью). Первый взгляд на проявленный негатив говорит о том, что это спектр поглощения – на светлом фоне темные линии поглощения. По дороге от источника к наблюдателю, часть энергии пропала, в этих местах черная полоса. Прошла только та энергия, которая не нужна поглощающей среде, то есть это и есть ее (поглощающей среды) характеристика,никакого отношения к самой галактике не имеющая.

Для сравнения упомяну, что спектр излучения имеет картину противоположную – на темном фоне получаются яркие линии излучения, не искаженные поглощением. Их еще называют эмиссионными. Интенсивность этих линий напрямую связана с количеством светящейся материи. Если источник движется относительно наблюдателя, то будет иметь место эффект Доплера. Если движется и источник и наблюдатель, то эффекта Доплера не будет по определению.

Итак, перед нами спектр поглощения, в котором линии смещенны в красную сторону. Иногда опытному наблюдателю смещение линий видно сразу, так как на пластину со спектром от галактики впечатывается спектр сравнения железа от лабораторного источника. Для любого спектроскописта это азбука, но не все заинтересованные аналитики имеют такой опыт. Источник излучения известен – галактика. Свет от нее частично поглощается –где? Есть два варианта: 1) в наружных слоях галактики, как это бывает у близких к нам звезд, и 2) поглощение происходит в межзвездной и межгалактической среде, если галактика выступает в роли источника излучения в целом.

В первом случае – спектр является внутренней характеристикой галактики и смещение, если и будет, то слабым из-за того, что поглощающий слой относительно не большой, примерно, так как это имеет место в звездных спектрах. В этой ситуации излучатель это внутренние области галактики, поглотитель –наружные.

При этом, конечно, никакой зависимости от расстояния не будет. Смещения линий на спектрах от разных галактик будет примерно одного уровня. Эффект Доплера тут не при чем. Во втором варианте - поглощение происходит в межзвездной и межгалактической среде. На больших расстояниях плотность поглощающей среды превосходит плотность в галактике и поглощение оказывает настолько ощутимое действие, что появляется зависимость от расстояния между наблюдателем и галактикой. Изображение попросту краснеет, как Солнце или Луна на закате или восходе, когда луч света идет через более плотные атмосферные слои. Так и галактика краснеет, и чем дальше она от наблюдателя, тем сильнее. Это дает на спектре эффект смещения линий в красную сторону. Можно сказать также, что в поглощающей среде скорость света меньше, чем в вакууме. Это тоже азбука. Теперь рассмотрим вопрос, какова плотность поглотителя и его температура? Ведь поглощение происходит только в том случае, если Т изл. больше Тпогл. При равенстве этих величин никакого поглощения не происходит, будет просто непрерывный спектр, по максимуму интенсивности которого можно оценить эффективную температуру. Эта картина наблюдается у некоторых горячих звезд.

Так как спектры практически всех галактик идентичны спектрам звезд типа Солнца, то однозначно можно сказать, что температура поглощающей среды солнечная,а именно 6000К. Какова плотность поглощающей среды? На этот вопрос тоже дает ответ спектр. Дисперсия 120 А/мм, с которой можно свободно снять спектры галактики на больших телескопах, позволяет получить достаточно длинный ряд линий поглощения водорода Бальмеровской серии. Можно при этом найти последний номер линии, интенсивность которой становится равной 0. Путем несложных дальнейших вычислений определяется плотность поглотителя. Также определяется плотность звездных атмосфер.

Так вот для галактических спектров эта величина равна 1 атому на куб.см. (Пейн-Гапошкина «Рождение и развитие звезд»). Энергия этого атома эквивалентна 6000К, что соответствует желто-зеленому цвету. Мы живем в желто-зеленом мире. Это подтверждают спектральные наблюдения галактик. Они все имеют одинаковый спектральный тип - G0. Можно посчитать, какое количество атомов водорода уложится в см3 и умножить на 1 см. Вот на таком расстоянии мы можем получить информацию в видимом диапазоне. Все дальнейшее будет в желтом и красном свете. Коротковолновая часть поглотится межзвездной средой. Это и будет первый горизонт видимости. За ним все горячие голубые гиганты будут видны как желтые карлики. Поэтому и считается, что основная масса звезд это желтые карлики и Вселенная наша старенькая.

Второй горизонт определяется расстоянием, на котором находятся галактики со смещением =6 ед. Дальше ничего увидеть нельзя, и остается предположить, что в глубину Вселенной ее картина аналогичная, то есть бесконечная в пространстве и во времени.

Что касается бесконечности Вселенной во времени, то сегодня и этот факт получил новое подтверждение. Снимки галактик, сделанные телескопом «Хаббла» на цифровые носители показывают, что все они разные и есть даже голубые галактики. Видно, что процесс звездообразования идет очень бурно. Межзвездные облака, в которых идет процесс зарождения звезд, также очень динамичны. Так что говорить о том, что Вселенная старая и считать ее возраст не стоит. Более корректно считать ее бесконечной во времени, так как процесс превращения материи в энергию и наоборот идет постоянно. Вселенная постоянно обновляется. Также не понятно, каким образом могут горячие межзвездные облака находиться в окружении так называемого реликтового излучения с температурой 3К (по Гамову и Эйнштейну).

Что касается недавно обнаруженного ускорения при разбегании галактик. Это еще один математический пассаж. Дело в том, что прямолинейность зависимости Хаббла изначально недостоверный факт. В природе нет прямолинейных зависимостей. Они все экспоненциальные, чтобы это ни было - насыщенный раствор или закон распада ядра, или любые термодинамические процессы и тоже уравнение Эйнштейна (связь энергии и материи). Даже рост количества мушек у биологов не подчиняется прямолинейным законам. Отдельные участки экспоненциальных кривых, которые имеют параболический вид, можно аппроксимировать прямыми. Что и получилось у Хаббла, а дальше пришлось выдумывать всякие экзотические объяснения и изменять величину констант. Когда за основу взяли цефеиды в галактиках, то здесь появился истинный параметр расстояния, прямая, теоретически содержащая параметр скорости, превратилась в кривую. Математики очень быстро нашли объяснение - это ускорение. Фактически это все результат неправильной интерпретации наблюдаемых фактов. К сожалению, этим очень грешит современная астрофизика, которую приватизировали математики, отсюда и поток новых открытий. Надо отметить, что любая экспонента в полулогарифмическом масштабе дает прямую линию. Это очень облегчает задачу экстраполяции. Что касается черной материи, то на этот вопрос есть четкий ответ у Пейн-Гапошкиной в ее книге «Рождение и развитие звезд». Межзвездного вещества столько же сколько и звездного. По-другому просто не может быть, так как идет круговорот этих субстанций.Вселенная изначально существует в энергетическом поле, которое обеспечивает ей устойчивое динамическое равновесие и материальные тела в нем взаимодействуют. При этом посредством химико-биологических реакций энергия этого поля превращается в материю и наоборот. То что посчитали открыватели черной материи это и есть потенциал этого поля. В свете того, что изложено выше, исчезает необходимость в «черных дырах». Белые карлики, остатки бывших звезд, фактически их ядра, приговоренные быть «черными дырами» имеют довольно плотную оболочку, мощное магнитное поле и, конечно, достаточно высокую температуру. В таком виде они могут пребывать достаточно долго, так как в окружении горячей межзвездной среды им некому отдавать свою энергию. Со временем эта оболочка разрушится из-за нарушения баланса давлений внутри ядра и снаружи. Водород, которого внутри порядка 98% растворится в окружающее пространство, создавая межзвездное облако. Молекулярные соединения распадутся и все начнется с начала.

Таким образом, вся черная экзотика во Вселенной превращается из страшилок в миф.

Фенина Земфира Николаевна
кандидат физ-мат наук, астрофизик
FeninaZ@ukr.net
Facebook


На главную

Вернуться к списку статей

Написать отзыв