Недавно в youtube были опубликованы ответы выдающегося астрнома-наблюдателя Ольги Сильченко на вопросы читателей «Черная дыра и галактики» (https://www.youtube.com/watch?v=_Gw7c0ZfEtM). Вот его фрагмент:
Ведущая: - Почему квазары чаще находят на красном смещении 2?
О. Сильченко: - Считается, что это золотой век нашей Вселенной.
Ответ показался мне странным. Да, по большому счёту, это вовсе и не ответ на вопрос. Поэтому я решила сама ответить на вопрос «Почему квазары чаще находят на красном смещении 2?»
Чтобы при ответе не распыляться на второстепенные детали, я предварительно опубликовала три темы:
1. Светящиеся осьминоги и парадокс Ольберса;
2. Местная группа галактик;
3. Тусклые ультра-диффузные галактики.
Тема 1 должна была донести до читателя, что из-за запылённости космоса все галактики на достаточно большом расстоянии становятся невидимыми. Естественно, первыми исчезают из виду малые галактики.
Тема 2 должна была на примере Местной группы галактик объяснить читателям, что крупные галактики (спиральные и эллиптические) составляют чуть больше 2%. Остальные — это галактики малых масс и светимостей.
Тема 3 должна была подтвердить выводы темы 2.
После этого я смогла приступить к ответу на вопрос, так почему же квазары чаще находят на красном смещении 2.
Сегодня уже считается общепризнанным, что квазары – это активные ядра галактик. Причём активность ядра галактики вызывается и поддерживается падением (аккрецией) межгалактического вещества на ядро галактики. Межгалактическое вещество состоит преимущественно из газа. Падение газа начинается с расстояния в полтора-два раза превосходящего радиус галактики и идёт, непрерывно ускоряясь до релятивистских скоростей в глубоких слоях галактики. При этом, аккрецирующий газ излучает. В начале падения его излучение много слабее излучения звёзд. Но по мере приближения к центру галактики, интенсивность излучения аккрецирующего газа сперва приближается к интенсивности звёздного излучения, а затем и значительно превосходит её.
Газ падает на галактику одинаково со всех сторон. По этой причине, с какой бы стороны наблюдатель ни смотрел на галактику, он увидит удаляющийся аккрецирующий газ. Значит, для наблюдателя излучение аккрецирующего газа всегда будет смещено в красную сторону. Причём, наблюдатель может зафиксировать в спектре излучение не из всей галактики, а только из тонкого сферического слоя (рис.1).
Рис. 1
Причина этого явления объясняется тем, что из-за фона ночного неба внешние части галактики стали невидимыми, а излучение из более глубоких областей галактики размазывается по спектру из-за слишком больших скоростей и ускорений аккрецирующего газа.
Расстояние от центра галактики до излучающего слоя называется эмиссионным радиусом галактики, оно равно
(1)
Эмиссионному слою соответствует красное смещение
(2)
Именно zem наблюдатели принимают за красное смещение удаляющейся галактики. Хотя, от наблюдателя удаляется не галактика, а падающий на её ядро газ.
Из (2) следует, что красное смещение зависит не только от расстояния r до галактики , как в формуле Хаббла, но и от массы галактики М. Именно этот факт и позволяет объяснить, почему квазары чаще находят на красном смещении z = 2.
График зависимости числа квазаров от величины их красного смещения показан на рис.2. Для построения графика была использована база данных по 23760 квазарам (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6243.html ).
Рис.2
Как видно из графика, вначале с ростом красного смещения z число квазаров растет, достигая максимума при значении красного смещения z ~ 2, после чего с ростом z начинает убывать. Для этого явления теорией Большого взрыва было предложено множество всевозможных объяснений, по большей части фантастических – квазар представляет собой колоссальное скопление нейтрино, квазар – центр катастрофически сжимающейся галактики, и ряд других. Было предложено и такое объяснение: срок жизни квазаров невелик, квазары, которые мы видим, стали квазарами лишь недавно, а основная масса квазаров уже угасла. Но такому представлению противоречат наблюдения квазаров с большими красными смещениями. Недавно открытый квазар ULAS J1120 +0641, имеет красное смещение 7,085. Согласно теории Большого взрыва он образовался через 770 миллионов лет после Большого Взрыва. Попытка объяснить образование квазара в столь ранний период опять приводит к противоречию, теперь уже со стандартной моделью. Одним словом, при попытках объяснить свойства графика 2, теория Большого взрыва зашла в тупик.
Выход из тупика находится легко, если вспомнить, что квазары это просто галактики. Основная масса галактик – это галактики с малыми массами. Красное смещение галактики зависит не только от расстояния до галактики, но и от массы галактики: чем меньше масса, тем больше будет красное смещение для того же расстояния r. При обзоре неба с увеличением параметра r увеличивается количество галактик, попавших в поле зрения. Соответственно, до значения z=2 происходит возрастание числа квазаров при возрастании расстояния r. Рост происходит в основном за счёт галактик малых масс. Но малые галактики с увеличением расстояния r быстро переходят в ненаблюдаемое состояние, так как их блеск становится слабее флуктуаций фона ночного неба. При z ~ 2 происходит полное исчерпание слабых галактик как источника квазаров и в качестве квазаров начинают выступать галактики больших масс. Причём, чем больше масса, тем такие галактики встречаются реже. Этим объясняется резкий спад кривой при z > 2.
Замечание. Известно, что расстояние до близких галактик находят по тёмным линиям поглощения в их спектрах. Считается, что этот факт опровергает аккреционно-фоновое происхождение красного смещения галактик. Но это не так.
Из формулы (1) следует, что при уменьшении расстояния r до галактики эмиссионный радиус Rem увеличивается. Критическое расстояние rкр – это такое расстояние, когда эмиссионный радиус равен радиусу основной излучающей части галактики. При расстоянии до галактики меньшем критического расстояния rкр, эмиссионный радиус становится больше радиуса основной излучающей части галактики (рис. 3).
Рис. 3
В этом случае внутри эмиссионной сферы оказывается мощный источник непрерывного излучения в виде совокупности излучающих звезд галактики. При этом мощность излучения звезд больше мощности излучения аккрецирующего газа (в начале падения газ излучает слабо). Из-за этого на фотографии возникнет спектр поглощения. Причем линии поглощения «садятся» на непрерывный спектр в области «эмиссионной» сферы, т.е. получается та самая картина, которая объясняет все свойства спектров поглощения близких галактик.
Это интересно
+2
|
|||
Последние откомментированные темы:
-
Физик заявил, что на Земле живут миллионы пришельцев
(4)
TatiKa
,
26.02.2022
-
Британский ученый призывает к освоению Нептуна и Урана
(4)
фм+/
,
14.02.2022
-
NASA наймет теологов для выполнения необычного задания
(6)
TatiKa
,
10.02.2022
-
Сан-Марино может стать новой «Женевой НЛО»
(4)
фм++)
,
11.01.2022
20250222124844