Файл: Шама Д.В. Современная космология.pdf

112 ГЛАВА 5

оптической области нет проблемы, аналогичной отсут­ ствию самопоглощения. Правда, такие вариации указыва­ ют иа малые размеры областей и столыінтенсивные поля излучения, что возникают интересные вопросы о процес­ сах, подобных обратному эффекту Комптона (гл. 15). Тогда сразу ж е возникают вопросы, касающиеся строе­ ния квазаров и не относящиеся к теме этой книги, и по­ этому, как это ни ж а л ь , мы не будем их рассматривать.

Самым важным открытием в 1966 г. было обнаруже­ ние в оптических спектрах нескольких квазаров линий поглощения. Точнее, одна линия поглощения была най­ дена в спектре BSO-1 в 1965 г., но первым объектом с многими линиями поглощения был ЗС 191, который изу­ чался Бербиджами, Линдсом и Стоктоном. В настоящее время известно много источников с линиями поглоще­ ния. Попытки отождествить эти линии привели к совер­ шенно новой проблеме, а именно: некоторые абсорбцион­ ные спектры можно объяснить только гипотезой, что в одном спектре присутствует одновременно несколько красных смещений. Наиболее очевидная интерпретация этого факта — квазар выбросил несколько оболочек по­ глощающего вещества, относительные скорости которых и дают наблюдаемые красные смещения. В некоторых случаях эти относительные скорости были бы близки к скорости света. Однако часто линии поглощения очень узки, а это указывает на малый разброс скоростей в пределах каждой оболочки. Другая особенность, кото­

ние является стандартной величиной, связанной с какимто неизвестным механизмом. Несмотря на некоторые интересные гипотезы, эта проблема остается нерешен­ ной. Кроме того, с 1966 г. не было открыто почти ничего качественно нового. В настоящее время мы сильно нуж­ даемся в более систематических данных о квазарах . По-, лучение таких данных критически зависит от более эф ­ фективных методов поиска квазаров. Метод поиска по ультрафиолетовому избытку на двухцветной диаграмме слишком неэкономный, так как не позволяет достаточно

голубых звезд, получая дополнительно снимки в близких инфракрасных лучах, так как в инфракрасных лучах квазары, по-видимому, намного ярче белых карликов. Этим методом можно выявить многие сотни квазаров,

эти данные наблюдений. Первый вопрос, естественно, должен быть следующий: какой объект можно назвать квазаром? На подобные вопросы, которые касаются классификации, в астрономии часто трудно ответить, по­

шающими . Подобно радиогалактикам, встречаются ква­ зары, которые являются иногда одиночными радиоисточ­ никами, иногда двойными и, возможно, кратными. Их радиоизлучение может быть сильным или слабым, по­ ляризованным или негюляризованным. Решающими, по-

щим, потому что в некоторых случаях оптическое изо­ бражение имеет едва различимую структуру. Кроме того, малые размеры объекта нельзя брать за основу,

так и от размеров телескопа. Следующее свойство, из которого можно было бы исходить, — это ультрафиоле­ товый избыток, однако очень скоро мы увидим, что у квазаров с красным смещением около 3, если такие существуют, его может и не быть,

1 14 ГЛАВА 5

Вместо того чтобы пытаться разрешить эту проблему (которая, пожалуй, и не имеет решения), мы лучше под­ черкнем то свойство известных нам квазаров, из-за ко­ торого они столь ценны для космологии. Это свойство — их колоссальная оптическая светимость, превосходящая, как мы видели, в сотни раз светимость ярчайших галак­ тик. Это позволяет обнаруживать квазары и изучать их оптические спектры, д а ж е когда они находятся на рас­ стояниях, значительно превышающих расстояния до самых далеких из известных нам галактик. Можно, та­

что будут найдены красные смещения, значительно пре­ восходящие известные до сих пор? Второй: можно ли быть уверенным, что красные смещения вызваны рас­ ширением Вселенной и, следовательно, являются непо­ средственно мерой расстояний?

Первый вопрос, часто формулируют так: почему до сих пор не обнаружены красные смещения больше 3?

щением 2,36. Есть еще несколько квазаров, у которых красное смещение превосходит' 2. Все эти источники отнюдь не настолько слабы в оптическом или в радио­ диапазоне, чтобы их нельзя было бы обнаружить, имей

1. Первые квазары, возможно, образовались в про­ цессе эволюции Вселенной в эпоху в прошлом, которая соответствует красному смещению 2,5.

жет быть, и существуют, но вследствие очень большого красного смещения вся ультрафиолетовая область, ве­ роятно, переместилась в красную область спектра. По­ скольку ультрафиолетовый избыток используется для отбора кандидатов для спектрального исследования, объекты с большим красным смещением будут отбро­ шены. Если такое объяснение верно, то метод поиска квазаров по инфракрасному избытку, предложенный Брачези, может успешно применяться для красных сме­ щений больше 2,5, хотя в настоящее время он очень неэффективен, если дополнительно для отбора кандида­

дальние края скоплений, которые до сих пор наблюда­ лись, могут иметь красное смещение 2,5, а красные сме­ щения передней границы еще более далеких скоплений должны уже составлять, скажем, 3,5.

4. Резкое уменьшение числа квазаров с красным смещением больше 2,5 может быть вызвано поглоще­ нием межгалактическим водородом, если предположить, что водород был слабее ионизирован в более ранние

зывают на то, что квазары были выброшены из срав­ нительно близкой области или нескольких областей в результате грандиозного взрыва.

щее время общепринята. Тем не менее от понимания

принимать всерьез 4-е предположение, хотя Арп и утвер­ ждает, что он нашел некоторые доказательства, подтверж­ дающие его. Арп проанализировал связь между поло­ жениями квазаров и пекулярных галактик, имеющих совершенно другое красное смещение. Он утверждает, что обнаружил значительную корреляцию, и выдвигает предварительное объяснение, что действует неизвестный закон физики. Однако статистическое рассмотрение Арпа вызвало сомнения у других исследователей и не является общепринятым.

Против 3-й гипотезы гравитационного красного сме­ щения есть аргументы двух сортов. Первые относятся к структуре объекта. Трудно построить детальную мо­ дель источника, которая находилась бы в согласии с на­ блюдениями и одновременно приводила бы к требуемому гравитационному красному смещению. К подобным

с гравитационным красным смещением. Наиболее убе­ дительный аргумент такого рода впервые выдвинули

Хойл и Фаулер нашли возможный путь обойти этот ар­