Причинах сдвигов спектральных линий звёзд (стр. 2 из 3)

Вышеизложенная модель рекомбинационных спектров, фактически, тривиально объясняет циклические сдвиги спектральных линий переменных звёзд – как результат циклических изменений электронной температуры звёздной плазмы. Кроме того, в рамки нашей модели вполне укладываются такие парадоксальные явления, наблюдаемые при динамике спектров переменных и Новых, как различные “допплеровские” сдвиги различных линий, причём не только у различных химических элементов, но и у одного и того же; а также независимое друг от друга поведение линий эмиссии и линий абсорбции.

Вот, например, как выглядели эти парадоксальные явления при динамике спектра Новой Персея, 1901 г. “…периодические изменения цвета составляли полную гармонию с периодическими изменениями вида спектра. Спектр Nova Persei… вначале, в максимуме, был сплошным с весьма интенсивной фиолетовой частью и с очень слабыми широкими размытыми полосами поглощения, особенно водорода. Потом, с началом уменьшения яркости, полосы начали лучше выделяться; к ним присоединяются ещё светлые линии (полосы), лежащие со стороны менее преломляемых частей тёмных полос; линии эти были сильно смещены от своего нормального положения, так что если объяснять это смещение по принципу Допплера, то получались лучевые скорости в –1500 км в секунду. Такие же смещения были замечены и в кальциевых и натриевых полосах поглощения. Эти колоссальные величины скоростей заставляют усомниться в их существовании. Сомнение это особенно подтверждается наблюдениями Кэмбелла, которому удалось кроме крупных указанных линий подметить еще весьма тонкие, смещение которых давало лучевые скорости не свыше +6 км в секунду” [3].

Можно, конечно, не принимать всерьёз эти парадоксальные явления – на том основании, что лучевая скорость звезды не была известна достоверно. Но, на наше счастье, есть одна звезда, лучевая скорость которой известна достоверно. Если и там обнаружатся парадоксы, то от них уже так просто не отделаться.

Солнце – наш главный “свидетель”.

Без ущерба для нашего обсуждения, лучевую скорость Солнца можно считать практически нулевой. Исследование спектральных линий Солнца дало бы уникальную возможность для следующей проверки: если и здесь линии окажутся сдвинуты, то будет ясно, что причина этих сдвигов не связана с эффектом Допплера.

И какова же картина спектральных линий Солнца? Эта картина известна лишь узкому кругу специалистов, поскольку, по допплеровским меркам, её вполне можно назвать “спектроскопическим кошмаром”.

Вот как этот кошмар описан в [3]. “Линии спектра хромосферы и протуберанцев часто обнаруживают целый ряд различных анормальных явлений… часто наблюдаются различного рода искривления, разрывы, смещения линий… Если искривления линий спектра приписывать целиком влиянию принципа Допплера, то во многих случаях приходится допускать скорости до 500-600 км в секунду… Можно было заключить о скоростях вблизи пятен в 30-40 км, хотя Young наблюдал иногда такие смещения, которые указывали на скорость до 500 км, если их объяснять на основании принципа Допплера… В спектре пятен… одни линии иногда бывают искривлены, тогда как другие – нет. Если объяснять эти искривления линий принципом Допплера, то выходит, что наблюдаемые массы паров железа в одно и то же время обладают большими скоростями и остаются в спокойном положении…Если объяснять все наблюдаемые смещения и искривления линий в спектрах хромосферы, протуберанцев и областей, окружающих пятна, исключительно на основании принципа Допплера, …то приходится заключать о невероятно больших скоростях, с которыми движется раскалённая материя на Солнце; …эти скорости достигают сотен километров в секунду. Но тогда является вопрос, каким образом физически могут быть объяснены такие колоссальные скорости?.. Из кинетической теории газов известно, что скорость частиц газа увеличивается с увеличением температуры, но несложное вычисление показывает, что для того, чтобы частицы достигли скорости в 200 км в секунду, необходима температура в 4800000оС, тогда как на поверхности Солнца мы едва ли имеем температуру выше 7000оС”.

Что касается спектра солнечной короны, то вот как этот вопрос описан в [4]. “Эмиссионный спектр короны известен давно, и он ставил в тупик исследователей, потому что ни одну из коронарных спектральных линий не удавалось отождествить ни с одним из лабораторных источников излучения… Положение разъяснилось лишь к сороковым годам [20-го столетия], когда… удалось полностью расшифровать эмиссионный спектр короны как излучение при запрещённых переходах у многократно ионизованных атомов…” По этой логике, сильные линии короны обусловлены наличием в ней ионов, главным образом, металлов, с числами ионизации, равными десяти-пятнадцати [4] (вот что приходится допускать, когда лучевая скорость известна достоверно!) Такие числа ионизации соответствуют температурам в 2-6 млн. Кельвинов. Если бы корона действительно имела такую температуру, то поверхность Солнца нагревалась бы не столько изнутри, сколько снаружи – что, конечно, абсурдно. Поэтому теоретики делают оговорку: температура в миллионы Кельвинов приписывается короне формально [4]. Но тогда отождествление спектральных линий, выполненное на основе этих формальных приписок, не может считаться научным!

В этой связи, уместно упомянуть книгу корифея звёздной спектроскопии, академика Белопольского [5]. Значительное количество материала в ней он посвятил доказательствам того, что эффект Допплера существует, существует, существует! Причём, спектрами Солнца он занимался и, конечно, не мог не знать, к чему там приводят допплеровские мерки. Но в книге он об этом ни слова не написал.

Галактический частотный пьедестал.

В статистике лучевых скоростей имеется ещё одна поразительная корреляция: между лучевой скоростью звезды (относительно нас!) и расстоянием звезды от центра Галактики. Поразительным здесь является то, что радиальный профиль галактического распределения средних лучевых скоростей переходит через ноль как раз на радиусе расположения Солнечной системы – а это, опять же, означает, что мы находимся в каком-то привилегированном месте Галактики. Отбрасывая этот вариант, как ничем не обоснованный, мы должны допустить, что средние сдвиги спектральных линий звёзд, скоррелированные с расстояниями звёзд от центра Галактики, также имеют не допплеровскую природу.

Наша версия о природе этих сдвигов такова: они являются гравитационными, т.е. они обусловлены галактическим радиальным распределением гравитационного потенциала. Спектры двух одинаковых звёзд, находящихся на различных удалениях от центра Галактики, будут соответствующим образом сдвинуты друг относительно друга.

В терминах нашей концепции об иерархии частотных склонов [6] можно сказать, что галактический частотный пьедестал, на котором расположены частотные “воронки” звёзд, не является плоским. Он является либо выпуклым, с возвышением в центре Галактики и со склонами к её периферии, либо, наоборот, вогнутым. В обоих этих случаях, для звёзд, расположенных на галактическом частотном пьедестале достаточно “выше”, чем Земля, могли бы наблюдаться сдвиги спектров в сторону коротких длин волн. Но в случае выпуклого пьедестала такие звёзды располагались бы, преимущественно, ближе к центру Галактики, чем Земля, а в случае вогнутого – наоборот, дальше. Поскольку Земля находится, фактически, на периферии Галактики, а случаев значительных смещений спектров в сторону коротких длин волн в два-три раза больше, чем в сторону длинных, то мы отдаём предпочтение выпуклому пьедесталу. В пользу такого выбора свидетельствует и тот факт, что звёзды с самыми большими “скоростями приближения” наблюдаются, как правило, вдоль части Млечного Пути, примыкающей к созвездию Стрельца, в направлении которого находится центр Галактики.

Можно привести примерный радиальный профиль галактического частотного пьедестала, полученный на основе данных работы [7], где содержатся сведения о лучевых скоростях 305-ти долгопериодических переменных – своеобразных “маяков Галактики”. Максимальная “скорость приближения”, приведённая в [7], составляет 191 км/с. Примем, в качестве грубой оценки, что для звёзд вблизи центра Галактики эта величина составляет 200 км/с, что соответствует относительному перепаду частот в 6.7? 10-4; воспользуемся также справочным значением расстояния Солнца от центра Галактики: 8.2? 103 парсек [8]. Соответствующий частотный профиль изображён на Рис.2; с помощью засечек показаны эквивалентные лучевые скорости (в км/с).

Рис.2. Радиальный профиль галактического частотного пьедестала.

Из гипотезы о выпуклом галактическом частотном пьедестале следует, например, что частоты квантовых пульсаторов в центре Галактики должны быть больше аналогичных частот на Земле примерно на 0.07%. В частности, масса свободного электрона в межзвездном пространстве вблизи центра Галактики должна быть примерно на 340 эВ больше, чем на Земле. Также интересно отметить, что в областях межзвёздного пространства, не затронутых частотными “воронками” звёзд, должен иметь место ничтожный по крутизне галактический частотный склон, сообщающий пробным телам ускорение от центра Галактики к её периферии. Так, на радиусе расположения Солнечной системы, величина этого “ускорения свободного взлёта” составляла бы примерно 2.5? 10-15 м/с2. Следует иметь в виду, что геометрия галактического частотного пьедестала, как и геометрия частотных склонов вообще, отнюдь не обусловлена каким-либо распределением масс [9].