Природа квазараКогда английские и австралийские астрономы, при­менив интерференционный метод, определили с большой точностью положения значительного числа дискретных, источников радиоизлучения, они одновременно с большой точностью определили и угловые размеры некоторого числа радиоисточников. Диаметры большинства из них исчислялись минутами или десятками секунд дуги. Но у пяти источников, а именно у 3C 48, ЗС 147, ЗС 196, ЗС 273 и ЗС 286, размеры оказались меньше секунды дуги. Эти пять объектов привлекли особое внимание потому, что, несмотря на очень малые угловые размеры, поток их радиоизлучения не уступал потоку радиоизлу­чения других дискретных источников, превосходящих их по площади излучения в десятки тысяч раз. Вследст­вие этой особенности — давать концентрированное в очень малом телесном угле значительное излучение — пере­численные источники радиоизлучения были названы  звездоподобными объектами.

Мэтьюз и Сендидж исследовали полученные на 5-мет­ровом телескопе фотопластинки, пытаясь отождествить звездоподобные объекты. На маленьком участке неба, где располагался звездоподобный источник радиоизлучения, каждый раз обнаруживалась слабенькая звезда. Это мог­ло быть случайным совпадением, так как источники радиоизлучения иногда настолько удалены, что даже 5-метровый телескоп не может их сфотографировать. Тем не менее было решено исследовать обнаруженные сла­бые звезды. Они снова были специально сфотографиро­ваны при помощи 5-метрового телескопа. Оказалось, что звездочки обладают особенностями, не встречающимися у обычных звезд. Та из них, которая отождествляется с ЗС 48, 16-й видимой звездной величины, оказалась окруженной пятью слабенькими туманностями, располо­женными на расстояниях до 12 секунд дуги. Звезда, отождествляемая с ЗС 196, также оказалась связанной со слабой туманностью.

Австралийские наблюдатели, используя покрытия Лу­ной, показали, что ЗС 273 состоит из двух компонентов, разделенных расстоянием 19″,5. Компонент В, согласно этим радионаблюдениям, сжат мало и намного слабее компонента А, который сжат сильно. На фотографии оказалось, что место, где зарегистрирован компонент А, занято маленькой туманностью, имеющей вид вытянутой струи, а на месте компонента В находится звезда 13-й видимой звездной величины.

Своеобразные черты слабеньких звезд, совпадающих со звездоподобными радиообъектами, убеждали, что сов­падения не являются случайными. Казалось бы, снова, хотя и в несколько ином виде, возродилась концепция радиозвезд, были найдены звезды со значительным по­током радиоизлучения. Тогда были сняты спектры. Удов­летворительный спектр звезды 16-й видимой звездной величины, отождествляемой с ЗС 48, удалось получить на 5-метровом телескопе только при выдержке в 7 часов. При такой большой выдержке в спектре появляются линии, образующиеся в земной атмосфере. После исследования и исключения этих линий Гринстейн оставил шесть линий, принадлежащих, по-видимому, ЗС 48. Это
были размытые эмиссионные линии. Ко всеобщему удивлению, выяснилось, что ни в спектрах обычных звезд, ни в спектрах новых, сверхновых звезд или газовых
туманностей нет спектральных линий в тех же местах. Может быть, это были запрещенные линии, наблюдаемые в каких-то совершенно новых условиях? Или линии каких-нибудь редких элементов, обычно отсутствующих в атмосферах звезд и в газовых туманностях? Каждый раз предпринимаемые проверки этих предположений приводили к отрицательному результату.

После этого были получены спектры ЗС 147, ЗС 196, ЗС 273 и ЗС 286, давшие еще более удивительные резуль­таты. Ни одной линии, находящейся в этих спектрах, не удавалось отождествить с какими-нибудь известными или предвычисленными линиями. Более того ни в каких двух спектрах звездоподобных объектов не было хотя бы одной общей линии.

Около двух лет загадка спектров звездоподобных объектов оставалась неразрешенной. Наконец, Шмидт, изучая расположение линий в спектре ЗС 273, обнару­жил, что четыре линии из шестиобразуют последова­тельность, в которой отношения длин волн такие, какие бывают в сериях спектральных линий водорода или какого-нибудь другого элемента, у которого после иони­зации во внешней оболочке остался один электрон. Отно­шения длин волн были точно такими, какими им пола­галось быть при данном предположений, но сами длины волн не соответствовали ни водороду, ни какому-нибудь иному элементу, имеющему после ионизации один электрон во внешней оболочке. Тогда Шмидт сделал кардинальное предположение, что линии занимают дру­гие места вследствие значительного красного смещения спектра. Это предположение было трудно сделать потому, что все уже привыкли считать звездоподобные источники радиоизлучения действительно звездами, а у звезд луче­вые скорости всегда малы и не превышают нескольких десятков километров в секунду. Вызываемые такими лучевыми скоростями доплеровские смещения спектров настолько незначительны, что они не могли бы помешать отождествлению спектральных линий; отождествление было бы сделано сразу   же,   как был получен спектр.

Если же предположить, сильное смещение спектра, ситуация полностью изменяется.

Шмидт сначала проверив допущение, что четыре выделенные линии являются линиями водорода. Водород самый обильный во Вселенной элемент, и его линии встречаются почти во всех спектрах. Оказалось, что для такого допущения требуется красное смещение спектра ЗС 273, равное 0,16, т. е. если принять что Δλ / λ = 0,16 то все четыре линии после поправки за красное смещение станут на те места, которые полагается занимать соответствующим линиям водорода.

Основной вопрос теперь состоял в том, что произойдет с двумя оставшимися из шести линий, наблюдавшихся в спектре ЗС 273, после поправки за красное смеще­ние. Займут ли они места, где обычно в несмещенных спектрах находятся яркие линии каких-нибудь элемен­тов? Результаты вычислений оказались самыми ободряю­щими. Одна из двух линий стала на место запрещенной линии дважды ионизованного кислорода, обычно весьма интенсивной в спектрах газовых   туманностей. Вторая линия имела длину волны 3239 Å. После исправления, с учетом красного смещения, ее длина волны получается, равной 2800 Å. Эта длина волны уже оказывается в ультрафиолетовой части спектра, и мы не знаем, имеют­ся ли линии с такой длиной волны в спектрах звезд, туманностей или галактик, так как ультрафиолетовое излучение поглощается земной атмосферой и до объекти­вов телескопа не доходит. На выручку пришли данные о спектре Солнца, полученные при помощи наблюдений, с высотных ракет. Эти наблюдения ведутся за пределами земной атмосферы и полностью воспроизводят ультра­фиолетовую часть спектра. В ультрафиолетовой части спектра Солнца ярчайшей эмиссионной линией является как раз линия с длиной волны 2798 Å, принадлежащая ионизованному магнию.

Еще одно подтверждение значительного красного смещения спектра ЗС 273 было получено следующим образом. К серии водородных линий, наблюдавшихся в спектре, принадлежит также линия На, которая в несмещенных спектрах имеет длину волны 6563 Å ив спектрах звезд и туманностей является наиболее яркой из серии водородных линий. С учетом красного смещения в 0,16 длина ее волны должна была стать равной 7590 Å. Это уже инфракрасная область и в спектре на фотопластин­ке она наблюдаться не может. Но близкие инфракрасные лучи атмосферой Земли пропускаются и представилось возможным промерить инфракрасную часть спектра ЗС 273 при помощи электрофотометра. Точно на месте длины волны 7590 Å была обнаружена интенсивная эмиссионная линия. Так окончательно разрешился воп­рос для ЗС 273.

Открытие квазаровМэтьюз и Гринстейн проверили тогда спектр ЗС 48. Если ярчайшую линию, имеющую длину волны 3832 Å, считать линией   ионизованного   магния то, поскольку

истинная длина волны этой линии 2798 Å, красное смещение спектра ЗС 48 получается равным 0,37. Тогда точно отождествляются пять других линий, имеющихся в спектре ЗС 48, правда, не с линиями водорода, а с линиями однажды ионизованного кислорода и дважды ионизованного неона. Такое точное отождествление всех имеющихся пяти линий случайным быть не может, поэтому можно считать разрешенным вопрос и для ЗС 48.

Итак, ЗС 273 и ЗС 48 имеют красные смещения спектров, равные 0,16 и 0,37. Чем могут быть вызваны такие большие красные смещения?

Если пытаться отстаивать предположение, что звездоподобные объекты являются звездами и входят в состав нашей Галактики, то необходимо считать, что красное смещение определяется ,не лучевой скоростью звезд, не доплеровским эффектом, а вызвано сильным полем тяго­тения этих звезд. Иначе, производя вычисления по формуле   υ / c = ((( Δλ / λ)+1)2-1)/( (( Δλ / λ)+1)2+1) (из публикации «Закон всеобщего разбегания галактик» , по красным смещениям Δƛ/ƛ , равным 0,16 для ЗС 273 и 0,37 для ЗС 48, получаем значения υ / c соответственно равные 0,15 и 0,30. Значит, пришлось бы допустить, что звезда ЗС 273 движется в Галактике со скоростью 45 000 км/с, а ЗС 48 — со скоростью 90000 км/с, в то время как лучевые скорости обычных, даже самых далеких звезд в нашей звездной системе составляют лишь 100-300 км/с.

Согласно общему принципу относительности поле тяготения изменяет частоту всякого периодического процесса, в том числе и светового электромагнитного колебания. Колебательное движение, преодолевая поле тяготения, теряет свою энергию. Потеря энергии выражается в том, что уменьшается частота колебательного движения. Если вместо частоты воспользоваться длиной волны колебательного движения, то должно соблюдаться следующее равенство:

(λ1 λ)/ λ = — (G/c)·((m1/R1)-( m/R))                    (1) ,

где m и R — масса и радиус звезды, m1 и R1 —масса и радиус Земли, G — постоянная тяготения, с — скорость света, λ  — длина волны, излучаемая звездой, λ1    — длина
волны того же излучения, приходящая к наблюдателю  па поверхности Земли.

Членом m1/R1, во всех задачах, представляющих для нас интерес, можно пренебречь в сравнении с m/R. Поэ­тому можно считать, что вызываемое тяготением звезды красное смещение спектра (стоящее в левой части ра­венства) пропорционально массе звезды и обратно про­порционально ее радиусу.

Из известных до сих пор звезд наибольшее значение m/R имеют белые карлики. Массы их порядка массы Солнца, а радиусы в сотни, а у некоторых белых карликов в тысячу раз меньше, чем у Солнца. Вызываемые тяготением красные смещения спектров белых карликов, вычисляемые по формуле (1), гораздо меньше,чем
у звездоподобных объектов, и имеют порядок 0,0001.
Это полностью согласуется с результатами наблюдений белых карликов.

Чтобы красное смещение спектра составляло огром­ные величины — 0,16 или 0,37, необходимы очень боль­шие массы или совершенно крошечные радиусы звезд. Если масса звездоподобных объектов равна массе Солн­ца, то для объяснения наблюдаемых красных смещений спектров полем тяготения необходимо, чтобы у ЗС 273 радиус был равен 9,5 км, а у ЗС 48 всего 4 км. Если же радиусы звездоподобных объектов равны радиусу Солн­ца, то масса ЗС 273 должна составлять 73 000, а масса ЗС 48 — 170 000 масс Солнца.

В первом случае нормальных масс и крошечных радиусов звезда должна иметь фантастически высокую плотность. Средняя плотность должна быть порядка миллиона тонн в одном кубическом сантиметре. Теоретиче­ские исследования показали, что построить модель такой сверхплотной звезды возможно. Она должна состоять из тяжелых частиц — нейтронов   или   гиперонов.   Однако нейтронные и гиперонные звезды-карлики не могут да­вать наблюдаемого спектра. Газовые оболочки этих звезд могут иметь протяженность не более нескольких сотен метров. В сжатых, плотных газовых оболочках не могут формироваться запрещенные эмиссионные линии, наблю­даемые в спектрах звездоподобных объектов. Кроме того, общее излучение карликов нейтронной или гиперонной звезды в оптических лучах настолько ничтожно, что, нахо­дясь за пределами Солнечной системы, она не смогла бы наблюдаться даже при помощи крупных телескопов.

Таким образом, нужно отказаться от предположения что звездоподобные радиоисточники излучения являются сверхплотными или сверхмассивными телами, находящи­мися внутри Галактики и способными производить крас­ное смещение своих спектров силой собственного поля тяготения.

Предположим теперь, что звездоподобиые источники радиоизлучения — это далекие внегалактические объекты и красные смещения их спектров объясняются законом. Хаббла. Тогда, при скоростях удаления 45000 км/с и 90 000 км/с и значении постоянной Хаббла 75 км/с на Мпс, расстояния до ЗС 273 и ЗС 48 окажутся соответственно равными 600 и 1200 Мпс. Это будут отдаленнейшие объекты Вселенной. Первый из них имеет 13-ю, а второй 16-ю видимую звездную величину. Если использовать оце­ненные расстояния, То абсолютная звездная величина ЗС 273 с учетом поглощения света в галактике получает­ся равной -26m,5, а у ЗС 48 М = -25m.

Значения абсолютных звездных величин получаются совершенно необычными. Светимость ЗС 48 примерно в 100 раз, а ЗС 273 в 500 раз превосходит светимости
сверхгигантских галактик, таких, как наша или туманность Андромеды. ЗС 273 излучает в секунду 2·1039 Дж, а ЗС 48 — 5•1038 Дж. Энергия радиоизлучения этих объектов порядка 1038 Дж/с, так что она сравнима с энергией излучения в оптическом диапазоне. А угловые размеры звездоподобных объектов очень малы и, несмотря
на огромные расстояния, оценка их линейных диаметров приводит к значениям всего 1000 пс для ЗС 273 и 5000 пс для ЗС 48Г.

При светимостях, в 100 раз превосходящих светимо­сти сверхгигантских галактик, ЗС 48 имеет размер зау­рядной карликовой галактики, а ЗС 273 — размер самых крошечных из карликовых галактик. Можно подсчитать, что средняя поверхностная яркость ЗС 48 и ЗС 273 пре­восходит среднюю поверхностную яркость туманности Андромеды соответственно в 4000 и в 200000 раз!

Но выброс из ЗС 273 и слабый пучок газа у ЗС 48 имеют протяженность около 60000 пс.

Какова же природа звездоподобных объектов? Их радиоизлучение является, повидимому, синхротронным. Оптическое излучение, состоящее в основном из ярких эмиссионных линий, показывает, что по крайней мере главная часть, если не все излучение, создается газом. При этом температура газа должна быть не ниже 10000°, чтобы могли наблюдаться линии ионизованных магния, кислорода и неона, И есть основания считать, что газ нагревается и возбуждается не звездами высоких светимостей и температур, а каким-то   другим механизмом.

Может быть, звездоподобные объекты являются радио­галактиками на самой ранней стадии их развития, в пер­вые десятки тысяч лет после того как взрыв в ядре дал начало процессам, превращающим систему в радиогалак­тику. Ранняя стадия развития, возможно, характеризует­ся очень высокой оптической и радиосветимостью. Она скоротечна,  длится только десятки тысяч лет и потому так редко встречается во Вселенной.

После того как были сделаны эти первые предполо­жения о природе звездоподобных источников радиоизлу­чения, усилия наблюдателей привели к большому числу новых открытий. Звездоподобным объектам придумали звучное название «квазары» («quasar» —от «quasi stellar -radio source» — звездоподобный радиоисточник).

Находят новые квазары, убеждаясь сначала в точеч­ном характере источника радиоизлучения и максимально точно определяя его положение. Затем при помощи фото­графий, полученных на большом телескопе с большой выдержкой, отождествляют источник радиоизлучения с оптическими объектами, находящимися на том же самом месте и очень похожими на слабые звездочки. Дополни­тельными аргументами являются наличие элементов ту­манной структуры около звездочек, а также избыток излучения в ультрафиолетовой части спектра точечного объекта, характерный для всех звездоподобных объек­тов—квазаров. Чтобы обнаружить последнее свойство; нужно сравнить яркости изображений на фотографиях, сделанных с различными фильтрами. Наконец, нужно еще снять при помощи большого телескопа, снабженно­го спектрографом, спектр звездочки, отождествить спект­ральные линии и определить красное смещение спектра. Именно большое значение красного смещения Δλ/ λ явля­ется окончательным аргументом, удостоверяющим, что наблюдаемый слабый точечный объект — квазар.

В списке, опубликованном в 1967 г. Барбиери, Батистини и Нази, содержится 103 квазара. Они расположены во всех областях неба, кроме, разумеется, галактического экватора, где их делает оптически невидимыми пылевая материя, сконцентрированная около плоскости Галактики.

Таблица показывает, как распределены у этих 103 ква­заров красные смещения спектров (Δλ/ λ), видимые звездные величины (mυ) и радиовеличины (mr):

 Таблица показывает, что красные смещения спектров у первых квазаров ЗС 273 и ЗС 48, казавшиеся нам та­кими большими, на самом деле принадлежат к довольно умеренным. У 42 квазаров красное смещение больше 1,00, в том числе у восьми больше, чем 2,00. Самое боль­шое в этом списке красное смещение (2,223) имеет ква­зар РКS 0237-23. Согласно формуле M=m-(5·lg·r) +5 его скорость удаления равна 247 000 км/с, а расстояние, получаемое по закону Хаббла, если принять Н =75 км/с Мпс, (247 000 км/с) / (75км/с·Мпс)=3300Мпс

Видимая звездная величина этого квазара 16m,63 поэтому абсолютная величина, определяемая по формуле M=m-(5·lg·r) +5 , равна —26m,0. Вычисление абсолютных звездных величин для других квазаров показывает, что и в отно­шении светимости квазар РКS 0237-23, наряду с ЗС273, является выдающимся объектом. Его светимость превос­ходит светимость Галактики в 330 раз.

Число обнаруживаемых и оптически отождествляе­мых квазаров непрерывно. увеличивается. В списке Бербиджа, Крауна и Смита, опубликованном в 1977 г., их число уже превышает 600.

В настоящее время пальма первенства в скорости убегания принадлежит квазару QSO 1442+101, у которого, Δλ/ λ равно 3,53. Это соответствует скорости удаления в 272 000 км/с и расстоянию 3630 Мпс. У квазара ОН 471 Δλ/ λ = 3,40.

Распределение по mυ показывает, что среди квазаров преобладают объекты, слабее 16-й видимой звездной ве­личины. Только семь квазаров имеют видимую звездную величину между 15m и 16m, и только один, выдающийся по блеску и светимости, квазар ЗС 273 имеет видимую звездную величину 12m,80.

Наблюдения привели к еще одному совершенно не­ожиданному открытию. Оказывается, видимая оптиче­ская звездная величина mυ и радиовеличина mr у квазаров не постоянны и меняются со временем.

Выполнив точные фотоэлектрические наблюдения при помощи 5-метрового телескопа, Сендидж нашел, что блеск ЗС 48 в течение 1964—1966 гг. все время менялся: он то возрастал, то ослабевал. Диапазон изменения 0m,10. Изменение блеска происходит довольно быстро; 8 января 1965 г. видимая звездная величина этого квазара была16m,23, а 9 января блеск ослабел до 16m,28. Квазар ЗС 196 за годы 1962—1964 менял блеск на 0m,27. Изменения блеска обнаружены также у квазаров ЗС 47 и ЗС 245. А. С. Шаров и Ю. Н. Ефремов, исследовав имевшиеся 73 пластинки с изображениями ЗС 273, полу­ченными за период с 1896 по 1963 гг., пришли к выводу, что видимая звездная величина этого объекта изменяет­ся в пределах 0m,7.

Если оставить в стороне очень редко происходящие: изменения блеска   галактик,   вызываемые   вспышками сверхновых звезд, то звездоподобные объекты — это пер­вые внегалактические системы переменного блеска.

Особенно примечательно изменение блеска у кваза­ра ЗС 446. Таблица показывает результаты измерения его видимой звездной величины в четыре разных мо­мента времени.

Между октябрем 1964 т. и июнем 1966 г. видимая величина ЗС 446 уменьшилась на Зm,22. Это   означает, что светимость за это время возросла в 19 раз. Красное смещение этого квазара Δλ/ λ = 1,404. Поэтому можно подсчитать, что 5 октября 1964 г. он излучал как 45 на­ших Галактик, а в июне 1966 г. как 900 Галактик. Из­менился за это время и цвет квазара. Он стал заметно желтее. Самое естественное предположить, что где-то в промежутке между октябрем 1964 г. и июнем 1966 г. в ЗС 446 произошел взрыв. Если наблюдателю повезло и 24 июня 1966 г. квазар наблюдался в момент наиболь­шего блеска то энергия взрыва, израсходованная только на излучение, может быть оценена в 1050 — 1051 Дж. Следовательно, энергия взрыва в квазаре ЗС 446 в 10 — 100 раз превосходит энергию взрыва в ядре NGC 3034 и в 107 — 108 раз энергию, вспышки сверхновой звезды. Если же, что всего вероятнее, момент наибольшего блеска был пропущен и в максимуме блеска светимость ЗС446 была еще значительно большей, то масштабы происшед­шего взрыва мы даже недооценили.

Но самое поразительное открытие состоит в том, что подавляющая часть чрезвычайно мощного излучения квазаров исходит из весьма малой по размерам их цент­ральной области. При помощи радиоинтерферометрических наблюдений с расстояниями между приемными антеннами в тысячи (до 10 тысяч) километров, удалось измерить угловые размеры основных радиоизлучающих областей нескольких квазаров. Они оказались крайне малыми и составляют сотые, тысячные или даже десяти­тысячные доли секунды дуги. Так, компактная область в квазаре ЗС 273а имеет угловые размеры 0″,10Х0″,04, что соответствует линейным размерам 180X74 пс, у ЗС 273b — 0″,027X0″,01, или 50X20 пс, у ЗС 345b-0″,005 X 0″,005, или 20X20 пс. Удивительно, конечно, что столь малые объемы могут генерировать такое сверх­мощное излучение.

Более того, переменность оптического блеска у не­которых квазаров обнаруживает признаки периодичности. Величина периода при этом порядка одного или несколь­ких лет. Но из этого с необходимостью следует, что размеры области квазара, вносящей основной вклад в его оптическую светимость, не должны превышать соответствующего числа световых лет, т. е. должны быть по­рядка одного парсека или меньше. Взаимодействие, согласование между отдельными частями любого тела не может происходить со скоростями, превышающими скорость света. Поэтому светящаяся область перемен­ного блеска с периодом в t лет не может иметь размеры, превышающие t световых лет.

Какие же катаклизмические процессы должны проис­ходить в центральном, имеющем диаметр менее одного парсека, ядре квазара, если исходящее из него излучение в сотни раз превосходит суммарное излучение всех ста миллиардов звезд   нашей   сверхгигантской Галактики?

Ответ на этот вопрос еще не дан.

Очень большие оценки светимостей квазаров в пред­положении, что красные смещения их спектров опреде­ляются законом Хаббла, и вытекающие отсюда очень высокие оценки энергий взрывных процессов, ведущих к наблюдаемым изменениям блеска, вызывают у многих исследователей сомнения в правильности самого пред­положения. Может быть, красное смещение спектров действительно обусловлено эффектом Доплера, квазары удаляются от нас с огромными скоростями, но эти ско­рости не есть следствие их величайшей отдаленности, и расширения пространства, а вызваны другими причи­нами?

Выдвинута еще одна гипотеза. Квазары—это круп­ные куски материи, выброшенные из ядра Галактики во время происшедшего в нем в прошлом взрыва. Эти куски

материи, образованные бурным взрывным процессов, сохранили в какой-то мере его особенности, поэтому в их спектрах преобладают эмиссионные линии ионизованных элементов, происходят дополнительные взрывные процес­сы, генерируется сильное радиоизлучение.

За время, прошедшее с момента взрыва, квазары успели выйти — вылететь за пределы Галактики, стать внегалактическими объектами и даже значительно уда­литься на расстояния порядка одного или десятки мегапарсек. Поэтому теперь все квазары удаляются от нас (в первое время после выброса из ядра Галактики не­которые из них должны были приближаться к нам) и, как показывают наблюдения, их собственные движения стали настолько малыми, что не могут быть измерены. Если расстояния квазаров составляют лишь несколько мегапарсек, а не тысячи мегапарсек, как это получалось бы, если они удаляются согласно закону Хаббла, то оцен­ки светимостей при тех же видимых величинах будут в тысячи, десятки тысяч раз меньше и соответственно уменьшатся оценки энергий происходящих в них про­цессов.

Добавим, что взрыв, породивший квазары, не обяза­тельно должен был произойти в ядре нашей Галактики. Он мог произойти и в ядре какой-нибудь из соседних галактик. Нужно лишь, чтобы прошедшее после взрыва время было достаточно большим, чтобы теперь все ква­зары удалялись от нас и имели ничтожно малые собст­венные движения, т. е. чтобы их удаление происходило почти строго в направлении от нас Легко понять что так будет, если пройдет достаточно много времени.

Гипотеза взрыва встречает свои возражения. В клас­сическом примере взрыва ядра галактики NGC 3034 наблюдения указывают на скорость истечения газов около 1000 км/с. Теперь же нужно допустить, что взрыв порождал скорости совершенно иного порядка: 100 — 200 тыс км/с и более. Такие скорости, близкие к ско­рости света, должны вызываться иным механизмом взрыва, чем скорости около 1000 км/с. Кроме то­го, как показывает расчет, требование, чтобы с момента выброса квазаров прошло достаточно много времени и их собственные движения стали ничтожно малыми, не­смотря на большие пространственные скорости, противо­речит возможности сохранения квазарами свойств, свя­занных с взрывными процессами.

Некоторые наблюдательные данные еще более услож­нили задачу выяснения природы квазаров. У первых исследованных объектов этого рода в спектрах наблюда­лись лишь эмиссионные линии. Но у некоторых квазаров, открытых в 1966 г. и позднее, в спектрах наряду с эмис­сионными линиями обнаруживались и линии поглоще­ния. В отдельных случаях число линий поглощения в спектре квазара даже превосходило число эмиссионных линий. Например, в спектре PKS 0237 — 23 имеется 20 линий поглощения, а в спектре 3С 191 — 22.

Отождествление линий поглощения вызывало некото­рые затруднения. Их не удавалось отождествить, если лучевая скорость квазара принималась равной лучевой скорости, определяемой по эмиссионным линиям. Но отождествление выполнялось с уверенностью, если при­нимать лучевую скорость несколько иной, как правило, несколько меньшей. Иначе говоря, лучевая скорость ква­зара, определенная по линиям поглощения, отличается от лучевой скорости, определяемой по эмиссионные ли­ниям.

В таблице дается сравнение красных смещений и соответствующих им лучевых скоростей квазаров, опре­деленных по эмиссионным линиям и линиям погло­щения.

Различие лучевых скоростей, определенных по эмис­сионным линиям и линиям поглощения, как видно из таблицы, значительно: у трех квазаров оно выражается значениями в тысячи километров в секунду, достигая у PKS 0237—23 9000 км/с. При этом почти во всех случа­ях скорость, определенная по эмиссионным линиям, больше, чем скорость, определенная по линиям поглоще­ния. Чем это можно объяснить?

Линии поглощения образуются в более холодной ма­терии, лежащей между излучающей поверхностью и на­блюдателем. Значит, либо нужно считать, что эта материя выброшена самими квазарами со скоростями в тыся­чи километров в секунду, либо, что она находится в скоплениях галактик, сквозь которые квазары наблюда­ются. В гипотезе взрыва нужно предположить, что на­ряду с квазарами из ядра Галактики (или одной из со­седних галактик) были выброшены и облака диффузной материи, тоже быстро удаляющиеся и заслоняющие квазары.

Все эти предположения трудно пока как-то под­твердить другими наблюдательными фактами, поэтому они остаются неубедительными. Помимо всего, они нё объясняют бросающегося в глаза сходства между луче­выми скоростями, определенными по линиям поглоще­ния у различных квазаров, тогда как лучевые скорости, определенные по эмиссионным линиям, заметно разли­чаются между собой.

Особенно трудно объяснить линии поглощения в рам­ках гипотезы внутригалактичёского расположения ква­заров.

В 1967 г. с сенсационной работой выступил Арп. Он исследовал расположение на небе пекулярных галактик, т. е. галактик, имеющих, необычайные внешние особенности, и дискретных источников радиоизлучения, не являющихся радиогалактиками. Арп пришел к выводу, что необыкновенно часто встречается случай, когда пеку­лярная галактика находится почти точно между двумя дискретными источниками радиоизлучения. Если удается статистически убедительно доказать,, что такое взаимное расположение объектов нельзя объяснить случайностью, то тогда нужно согласиться с Арпом о неизбежности вывода, что дискретные источники радиоизлучения (сле­довательно, и квазары) связаны с пекулярными галакти­ками, что они произошли из этой галактики, а следова­тельно, красные смещения спектров квазаров не должны объясняться эффектом Доплера и нужно искать им иное объяснение (ведь у пекулярных галактик нет боль­ших красных смещений спектров). Первые попытки проверить исследование Арпа пока не подтвердили его результатов.

В отношении квазаров положение в наши дни такое же неясное, каким оно было в отношении   спиральных туманностей 60 лет назад, когда шел спор о том, внутри, галактические ли это небольшие туманности или же лежащие за пределами Галактики сравнимые с ней звездные системы.
 
Т.А.Агекян «Звезды, Галактики, Метагалактики» 1981 год. Издание третье, переработаное и дополненое

Приглашаем Вас обсудить данную публикацию на нашем форуме о космосе.