Квазары класса I – ранний тип

Объекты, использовавшиеся для оценки предела, являются квазарами класса II, у которых, как мы видели, излучение движется во времени (на основе q). Излучение от большинства квазаров класса I движется в пространстве, и это меняет пределы видимости. Важный фактор, входящий в ситуацию, – это разница между яркостью или светимостью астрономического объекта и тем, что мы можем назвать интенсивностью излучения, если излучающая материя движется со скоростью выше единицы (скорости света). Разница возникает за счет введения второго компонента времени на более высокой скорости. При скоростях меньше единицы, единственное время, входящее в процесс излучения, – часовое время. Также на более высоких скоростях происходят изменения в положении в трехмерном времени (относительно естественных исходных уровней). Здесь становится необходимым отличать время последовательности естественной системы отсчета, время, зарегистрированное на часах, и общее время, вовлеченное в рассматриваемый физический феномен. Общее время – это сумма часового времени и изменения в расположении во времени.

Способность обнаруживать излучение посредством оборудования данной мощности определяется интенсивностью излучения, излучения в единицу времени. Распределение излучения на дополнительные единицы времени уменьшает интенсивность. Однако светимость измеряется как количество излучения, полученного за общее время, соответствующее единице часового времени (одного из компонентов общего), и на него не влияет число единиц, вовлеченных в общее.

Если излучение движется во времени, его величина – это скалярная величина в терминах пространства. Следовательно, она не имеет геометрического распределения и приходит в полном объеме. Однако если излучение от объекта в промежуточном диапазоне скоростей движется в пространстве, оно распределяется в пространственном эквиваленте времени; то есть, в эквивалентном пространстве. Как мы видели в главе 23, полное распределение распространяется на 64 действующие единицы. Только две из них лежат на одной прямой со скалярным измерением пространственной системы отсчета. Таким образом, излучение, полученное в пространстве от объекта в промежуточном регионе на единицу общего времени, интенсивность излучения, составляет 1/32 полного испускания.

Отсюда следует, что предел видимости для движения в пространстве, соответствующий пределу 0,016 для движения во времени, равен 32 х 0,016 = 0,512. Это и есть предел, применяющийся при расстоянии квазара 1,00. Для других расстояний пределы составляют 0,016 q (движение во времени) и 0,512 q² (движение в пространстве). Пределы, представленные в Таблице XII и последующих таблицах подобной природы, вычислены на этом основании.

Хотя общее распределение излучения на полные 64 единицы во времени не влияет на светимость, мы уже обнаружили, что имеются и другие распределения в пространстве, уменьшающие отношение наблюдаемого излучения к исходному испусканию на коэффициент 8 для ранних квазаров класса I и коэффициент 2 для всех других. Тогда отношение интенсивности к светимости для движения в пространстве – это отношение интенсивности к испусканию, 1/32, деленное на отношение светимости к испусканию, ½ или 1/8. Это дает нам ¼ для ранних квазаров класса I и 1/16 для остальных.

Значимость данных соотношений в том, что они позволяют определять пределы видимости в терминах наблюдаемых величин (светимостей) для тех квазаров класса I, излучение которых движется в пространстве. Отношение ¼ говорит о том, что излучение квазара, возникающее в диапазоне промежуточных скоростей и получаемое в пространстве (основание q²), составляет лишь одну четвертую интенсивности, которая была бы возможной при движении во времени (основание q). Это эквивалентно разнице приблизительно 1,5 величин. Предел q², соответствующий величине 19,50 величины предела q, применимый к исследуемой выборке квазаров, составляет 18,00. Хотя оборудование, использованное при подборе данных, включенных в эту выборку, было способно наблюдать квазары класса II при величине 19,50, для обнаружения ранних квазаров класса I, излучение которых движется в пространстве, должно было быть на 1,5 величин (4 раза) ярче.

Реальность предела 18,00 можно видеть проверкой величин в Таблице XII. Лишь одна из величин в списке превышает этот предел на большее количество, чего можно было ожидать в свете вариабельности в светимости этих крайне активных объектов. Одно исключение, 3С 275.1, – это сильный радио эмиттер с наибольшим выходом радиоизлучения в исследуемой подборке. Возможно, его интенсивно ищут с помощью мощного оборудования.

Постепенное уменьшение энергетического уровня квазаров, которое мы наблюдаем на ранней стадии квазаров класса I, продолжается и на поздней стадии квазаров класса I, что указывалось как радио испусканием (рисунок 30), так и оптической светимостью (рисунок 31). Поскольку с начала поздней стадии изменение положения в пространстве сначала очень невелико, движение излучения происходит в основном в пространстве (основание q²), но к концу излучение от многих меньших объектов (абсолютная светимость ниже около 0,50) достигает нас во времени (основание q). Соответственно, колор-индексы становятся менее надежными как указатели возраста квазара, поскольку меньшие совокупности развиваются быстрее.

Вышеприведенные факторы вносят некоторую неопределенность в определение абсолютной светимости объектов данного класса. Любой отдельный поздний квазар класса I вне локального региона, в котором значимо случайное движение, может просто пребывать на ранней стадии так, что его излучение еще движется в пространстве, или он мог появиться поблизости так, что ныне указанное расстояние представляет движение во времени. Однако обычно отношение светимостей, вычисленных на двух разных основаниях, к применяемым пределам видимости указывает верную альтернативу. Большинство квазаров, абсолютные светимости которых вычислены на основании q² и пребывают выше пределов q², возможно, имеют истинные светимости вблизи величин, вычисленных на этом основании. И, наоборот, там, где светимость на основании q чуть выше соответствующего предела, излучение квазара, возможно, движется во времени. В тех случаях, когда светимость, вычисленная на основании q, значительно выше предела q, и квазар не квалифицируется как видимый на основании q², абсолютная светимость находится где-то между величинами q и q², а ее истинная величина не может определяться из ныне доступной информации.

Данные светимости для поздних квазаров класса I списка приведены в Таблице XIII. Основание (либо q, либо q²), посредством которого были вычислены светимости в последней колонке, указывается колонкой, в которой показан соответствующий предел видимости. Для квазаров, отношение светимостей которых к испусканию составляет ½, отношение интенсивности к светимости становится 1/16. Это соответствует величине разницы 3,0, определяющей предел видимости для этого класса квазаров, равный 16,5. В Таблице XIII суммируются лимитирующие величины для разных классов квазаров.

Таблица XIII