Почему вдвоем?


Из-за чего в спектре SS 433 все линии утроены? В физи- ке известны три механизма, которые могли бы вызвать расщепление линии в астрофизической ситуации. Это смещение линий при относительном движении вследствие эффекта Доплера, смещение линий в гравитационном поле и так называемое зеемановское расщепление линий в магнитном поле.

Зеемановское расщепление возникает в веществе, помещенном в магнитное поле. Давайте поместим атом в магнитное поле. Тогда электрон будет двигаться не только под действием притяжения ядра, но еще и взаимодействуя с магнитным полем. Энергетические уровни атома расщепляются, и вслед за этим расщепляются спектральные линии, возникающие при переходе на эти уровни. При расщеплении в сильном магнитном поле относительный сдвиг линий ДА/А зависит от длины волны линии (от энергии уровня). Разные линии одних и тех же атомов должны иметь разные относительные сдвиги. Это полностью противоречит наблюдениям, из которых следует, что относительные сдвиги у разных линий и в синей, и в красной области спектра одинаковы.
Таким свойством обладает гравитационное красное смещение. Гравитационное смещение длины волны возникает, когда фотон излучается атомом, помещенным в гравитационное поле. Улетая от притягивающего тела, фотон совершает работу против силы тяжести и должен терять «кинетическую энергию», определяемую по формуле Планка. Скорость фотона уменьшиться не мржет, поэтому меняются его частота и длина волны. Для обычных звезд этот сдвиг крайне мал и ненаблюдаем, но для релятивистских звезд может достичь десятков нанометров.
Но гравитационный сдвиг для внешнего наблюдателя «работает» всегда в одну сторону — в сторону уменьшения энергии фотона, т. е. увеличения длины волны (его покраснения). Как же объяснить появление фиолетовых смещений в спектре SS433?
Остается единственный механизм — доплеровское смещение линий. Приняв такую гипотезу, приходится признать, что в звезде VI343 Орла имеются три отдельно излучающие области. Первая практически неподвижна. В ней образуются
несмещенные линии излучения. Две другие области движутся с гигантскими скоростями в противоположные стороны, причем лучевые составляющие их скоростей должны быть равны по значению и противоположны по направлению.

Мы уже отмечали интересную особенность кривых лучевых скоростей: в момент встречи «бегающих» линий они все равно смещены относительно стационарной компоненты (встречаются вдвоем). Казалось бы, это противоречит доплеровскому механизму смещения линий. Если лучевые скорости меняются в противофазе, то встретиться они могут только в момент, когда их лучевые скорости обращаются в нуль. При этом их положение должно совпадать с положением несмещенной линии, у которой лучевая скорость всегда равна нулю. Смещенные же линии в момент встречи имеют гигантскую положительную лучевую скорость: ^20 000 км/с. Парадокс исчезает, если учесть законы специальной теории относительности. А это необходимо сделать, поскольку наблюдаемые скорости не малы по сравнению со скоростью света.
Согласно специальной теории относительности для неподвижных наблюдателей (Земли)время в движущейся системе отсчета замедляется враз, где v — полная
скорость движения. Следовательно, будет меняться частота колебаний электромагнитной волны, т. е. ее длина волны (причем всегда в красную сторону). Эффект остается, даже если лучевая скорость переходит через нуль, т. е. источник излучения движется поперек луча зрения. Поэтому его называют поперечным эффектом Доплера. Правильная формула эффекта Доплера выглядит так:
(20)
В этой формуле ул — по-прежнему лучевая скорость, ati — полная скорость излучателя.
В момент встречи движущихся линий лучевая скорость равна нулю и длина волны принимаемого излучения опреде-

ляется полной скоростью движения v. Измерив длину волны линии в момент встречи, можно найти полную скорость движения излучающей области. (На практике не нужно ждать момента встречи линий. Достаточно найти среднее арифметическое из длин волн фиолетовой и красной компонент — это и будет длина волны места встречи.)
Полная скорость оказалась равной 80 000 км/с, т. е. почти трети скорости света. 
<< | >>
Источник: Ляпунов Владимир Михайлович. В мире двойных звезд. 2009

Еще по теме Почему вдвоем?:

  1. Почему антисоветизм?
  2. Почему примордиализм?
  3. §2.5. Почему же война?
  4. Почему Зеркало?
  5. «Почему не играла музыка?»
  6. 7. Почему возможности, а не достижения?
  7. Почему Метод I неэффективен
  8. Почему разошлись судьи?
  9. Почему неэффективен Метод 2
  10. ПОЧЕМУ это ПРОИЗОШЛО?
  11. Почему Ельцин победил?
  12. ПОЧЕМУ РОССИЯ ПРЕВОСХОДИТ ЗАПАД
  13. ПОЧЕМУ УТОНУЛ "АДМИРАЛ НАХИМОВ"
  14. ГЛАВА СЕДЬМАЯ. Почему провалился решающий штурм.
  15. ПОЧЕМУ МЕТОД 3 СТОЛЬ ЭФФЕКТИВЕН
  16. Почему белые потерпели поражение
  17. РАЗДЕЛ 1. Почему необходимо перераспределение?
  18. ПОЧЕМУ ЛЮДИ УПОТРЕБЛЯЮТ НАРКОТИКИ?