[вернуться к содержанию сайта]

С.А. Семиков
Нижегородский госуниверситет
(Тезисы доклада на XX научной конференции по радиофизике, 18 мая 2016 г.)

    Формы и спектры ряда космических объектов искажены. Как правило, отличия формы звёзд от сферической, а галактик – от эллиптической и дисковидной интерпретируют как результат их вращения и приливного взаимодействия с другими объектами. Но некоторые искажения иллюзорны [1, 2], например спектры белых карликов и формы наблюдаемых сквозь гравитационные линзы галактик и квазаров.

    Мнимые искажения связаны с изменением скорости света в поле тяготения (эффект Шапиро) и межзвёздном газе (дисперсия света). Не исключено [3, 4], что скорость света c может меняться и от векторного добавления скорости источника v, как c' = c + v (баллистическая теория Ритца – БТР). Отсюда следует эффект Ритца – вариации частоты f, яркости I световых сигналов пропорционально h  = (1 + ra_r/c²)^–1, где r – расстояние источника, a_r – его лучевое ускорение. Эффект объясняет искажение графиков лучевых скоростей звёзд (эффект Барра) [4]: из синусоидальных они становятся пилообразными, соответствуя эллиптической орбите, что объясняет обилие экзопланет высоких эксцентриситетов (e ~ 0,5). Эффект Ритца также объясняет красное смещение z в спектрах квазаров и галактик, растяжение в них вспышек сверхновых пропорционально (1 + z) = η^–1 и вызванные изменением a_r вариации периода T' = T/h вспышек и осцилляций (QPO) пульсаров, включая GX-1+4 и T5X2.

    Смещение спектра белых карликов в красную область на D f/f ~ 10% можно интерпретировать по ритц-эффекту f' = fη (η ~ 0,9) от ускорения a свободного падения атомов на поверхности звёзд. Это объясняет их широкие линии δf/f ~ 5% изменением a_r атомов от лимба к центру диска звезды 0 £  a_r £  a (ритц-уширение линий). Для эллиптических галактик η ~ 10^–6: свет звёзд спектрального максимума f переводится в радиодиапазон f' ~ 1 ГГц. Это объясняет радиоизлучение квазаров, радиогалактик и рост их численности при росте r и η^–1 ≈ ra/c², а при z > 2,5 спад [5] после выхода f' из приёмного диапазона радиотелескопов. Эффект Барра делает профиль радиоволн пилообразным, образованным из гармоник кратных частот f' = Hf мощности ~ 1/H (H Î  N). При высоких H это объясняет рентгеновское, γ-излучение и радиоспектр вида F ~ f'^–1, характерный для квазаров и радиогалактик типа Лебедь A, Дева A.

    Вращение звезды радиуса R с угловой скоростью w , направленной вдоль полярной оси у нормальной к лучу зрения r, ведёт к разнице скоростей света от сближающегося (c₁ = c + w R) и удаляющегося (c₂ = c – w R) краёв звезды и задержке между приходом их лучей D t = r/c₂ – r/c₁. При движении звезды со скоростью V_x вдоль экваториальной оси x, крайние точки диска наблюдатель регистрирует синхронно из точек траектории, отстоящих на S = -D tV_x ≈ -2rRw _yV_x/c² – настолько по x растянется или сожмётся (при S < 0, w _yV_x > 0) диск звезды. Эффект позволяет интерпретировать аномально вытянутые или сжатые вдоль вектора V звёзды, включая Ахернар, Регул, Альтаир, и вариации формы звёзд в зависимости от орбитальной фазы (β Лиры, θ Ориона, δ Скорпиона). У звёзд с дифференциальным вращением экваториальные сегменты добавочно растянуты, например у α Жертвенника. Если зависимость ω от широты φ, как для Солнца, ω(φ) = ω₀ – ω₁sin²φ, то видимая форма звезды имеет вид x(y) = (R² – y²)^1/2(1 – [ω₀ – ω₁y²/R²]rV_x/c²). При твердотельном вращении (ω₁ = 0) график x(y) соответствует эллипсу, а при ω₁ ≠ 0 форма усложняется.

Искажениями вида квазаров и радиогалактик можно объяснить их боковые радиоизлучающие области (уши), отвечающие “отстающему” и “опережающему” (вдоль V) изображению [1, 2]. Электроны вращаются в магнитном поле звёзд со скоростями v ~ c, при сближении излучая радиоволны опережающего изображения со скоростью c + v, а при отдалении – отстающего изображения c – v. Такие изображения открыты Н.А. Козыревым также у отдельных звёзд в ИК-диапазоне [2].

    У электронов на орбитах с наклоном α к r, при сближении излучение достигает Земли раньше на время Δt₁ = r/c – r/(c + vcosα), чем свет галактики, а при удалении – позже на Δt₂ = r/(c – vcosα) – r/c. В первом случае радиоизображение опережает центральное на угол θ₁ = Δt₁V_x/r (по ходу V галактики), во втором – на θ₂ = Δt₂V_x/r отстаёт: θ₁ ≈ θ₂ при v << c, а при v ~ c уже θ₁ < θ₂. Отсюда скорости галактики V_x = с2θ₁θ₂/(θ₂ - θ₁) и электронов vcosα = с(θ₂ - θ₁)/(θ₂ + θ₁). Интенсивность I₁ ≈ I₀(1 + vcosα/c)² ≈ I₀4θ₂²/(θ₂ + θ₁)² опережающего изображения выше интенсивности отстающего I₂ ≈ I₀(1 – vcosα/c)² ≈ I₀4θ₁²/(θ₂ + θ₁)², т.е. I₂/I₁ ≈ (θ₁/θ₂)² в согласии с наблюдениями [5, с. 56], см. таблицу. Электрон в своей системе отсчёта излучал навстречу r в пределах телесного угла dΩ = ds/(ct)² мощность dW = I₀dΩr², а в лабораторной системе, где c' = c + v, та же мощность поступает в угол dΩ₁ ≈ ds/c'²t² ≈ ds/(c + vcosα)²t², откуда I₁ = dW/dΩ₁r² ≈ I₀(1 + vcosα/c)². Более точно dΩ₁ ≈ ds(c + vcosα)/c'³t², откуда по I₂/I₁, θ₁, θ₂ найдём v, α, V. А по v_r(x) восстановим истинное изображение галактики обратным смещением точек изображения на θ = V_xv_r/c² и коррекцией их яркости.

    Если искажения вызваны движением звёзд v_r(x) [6, 7], то аппроксимируя кривую вращения галактики законом v_r(x) ≈ kx·exp(-|x/a|), где k – коэффициент, a и b – полуоси галактики, найдём смещение S(x) = -rV_xv_r(x)/c² точек галактики вдоль оси a параллельной x и скорости галактики V_x. Искажённая форма эллиптической галактики примет вид: x(y) = ±[a(1 – y²/b²)^1/2 – rV_xv_r/c²], соответствующий отклонениям от эллипса типа “disky” или “boxy” [8, с. 227], например у галактики LEDA 074886 [7, 9]. Скорость V в общем случае ориентирована произвольно, и неравное смещение звёзд галактики ведёт к добавочному искажению распределения яркости, а изофоты галактики приобретут более сложный характер [1, 2, 9], например у NGC 660 и галактик с полярными кольцами [10, 11]. По скоростям галактик V_x ~ 10³ км/с, звёзд и электронов vcosa  ~ 10³..10⁴ км/с можно оценить характерные угловые размеры квазаров и радиогалактик q ₁ + q ₂ ≈ 2V_xvcosa /c² ≈ 5''..50'', совпадающие с измеренными [5, с. 118].