Введение к работе
Актуальность темы. В оптических спектрах квазаров . -самых далеких объектов во Вселенной, красное смещение которых имеет космологическую природу, часто наблюдаются узкие абсорбционные линии, происхождение которых до сих пор остается не выясненным: они могут формироваться как вблизи квазаров, так и в дисках галактик, которые оказались на луче зрения между квазаром и наблюдателем, в коронах галактик, в обширных галактических гало, в межгалактических облаках, в ионизованным газе скопления, к которому относится квазар, в облаках первичного несконденсированного газа.
Абсорбционные линии в оптических спектрах квазаров в настоящее время являются практически единственным источником сведений о физическом состоянии вещества в межгалактичкескоЯ среде, поэтому" очевидна необходимость их тщательного изучения. Мехду тем, одним из основных вопросов в спектроскопии квазаров на протяжении многих лет остается вопрос отождествления многочисленных линий поглощения з спектрах объектов с 2е > 2. Отождествление последних сталкивается с рядом трудностей из-за их слабости и носит пока что более или менее формальный характер. Обычно эти линии отождествляют, используя некоторый стандартный набор атомов и ионов, с помощью которого не удается объяснить все многообразие абсорбционных деталей спектров квазаров, видимо, по той причине, что они, по всей вероятности, не имеют единой природы. Поскольку априори не известно, где формируются те или иные линии поглощения, выбор опорного спектра и его полнота играют очень важную роль для
отождествления.
Как правило, плохо отождествляются слабые линии в коротковолновой части спектров ( Xofas < \L в эмиссии). Возможно, что эти линии является линиями железа либо других тяжелых элементов, или, как предположил Линде (1У71), это одиночные линии La, формирующиеся в облаках межгалактической среды довольно низкой плотности. Если слабые линии действительно присутствуют в спектре, а не являются случайными шумовыми флуктуациями. то низкая степень отождествления может быть связана только с тем, что опорные спектры не являются достаточно полными и не отражают все возможные условия возбуждения и ионизации среды. Факт отсутствия полноты опорных спектров, вообце говоря, является достаточно очевидным, поскольку введение в опорный спектр большого числа теоретически слабых линий (интенсивности даже самых сильных линии железа в 10 раз меньше интенсивности La ) не оправдывается, так как при этом резко возрастает число случайных отождествлений. Значительно увеличивается также расход машинного времени, требуемого для осуществления программы.
С предварительным заданием опорного спектра связаны все дальнейшие оценки надежности выделенных систем линий и вероятности ложных отождествлений. Ко при тех разрешениях, с которыми в настоящеэ время снимаются спектры квазаров СО.Ь - 2
А, в лучшем случае), степень достоверности отбора целого ряда систем оказывается крайне низкой - и в результате.появляются системи "возможные" и "вероятные" ("possible" и "probable"). Поэтому особенно интересно было бы убедиться в реальности
суиествования систем абсорбционных линии без предварительного заданая опорного спектра.
Цель диссертационной работы состоит в следувдем:
1. Собрать как можно больше информации относительно кмеюкихся
наблюдательных данных, сравнить и проанализировать их.
2. Продвинуть разработку математического аппарата обработки
спектров: создать пакеты программ для анализа как полного
массива линий, так и отдельных спектральных деталей.
-
Выявить возможность использования иных методов отождествления многочисленных узких абсорбционных линий в спектрах квазаров, которые могли бы дополнить традиционный метод отождествлений, основанный на использовании стандартных списков ЛИНИЙ. '
-
Провести статисткчсскуз обработку спектров.
-
На основе -математического анализа сделать выводы относительно правомочности существующих гипотез о природе и происхождении абсорбционных линий.
-
Выбрать направления для будущие наблюдений в различных диапазонах длин волн, которые могли бы дополнить оптические наблюдения.
Научная новизна диссертации состоит в применении методики автокорреляционной обработки к большому числу спектров квазаров с целью выявления дублетов, характерных пар и систем линий, формирующихся в областях газа со сходными физическими характеристиками. На основании статистического анализа абсорбционных спектров показано, что распределение
дублетов CIV по скоростям имеет максимум в интервале 0-6000 км с-1, что свидетельствует о связи поглоиаювих облаков с квазарами. Обнаружена тенденция к окучиванию областей, формирующих дублеты CIV, на масштабах по скорости космологического расширения 500 км с"1 и 4000 км с" . С помощью кросскорреляционного анализа спектров квазаров показано, что неотождествленные абсорбционные линии в подавляющем большинстве являются линиями La. .
Научная и практическая ценость работы состоит в том, что, благодаря использованию современного и моаногс , парка ЭВМ, удалось провести единообразную обработку весьмг разнообразного экспериментального материала, прнвесті результаты к одному знаменателю и отработать для будущих целеі быстродействующие программы обработки спектров.
Отработана новая методика анализа абсорбционных спектри квазаров; полученные новые научные результаты могут быть использованы как при интерпретации наблюдательных данных, так ) при постановке новых экспериментов.
Личный вклад автора.
Автором выдвинута идея разработки методики статистичес кой обработки абсорбционных спектров квазаров и применени. результатов такой обработки для анализа свойст: межгалактической среды. Все, что связано с обработкой спектра в диссертации, выполнено лично автором. В работах, связанны с наблюдениями, автору принадлежит основной вклад в постановк задач.
Апробация материалов диссертации происходила на различных симпозиумах и семинарах как в СССР, так и за рубежом:
на ряде семинаров по астрофизике и радиоастрономии ИКИ АН СССР и АКЦ ФИАН;
на Европейской конференции молодых радиоастронов (1982 г., Кембридж, Англия);
на совеиании рабочей группы "Физика межзвездной среды" (1983 г., Йосква);
на соведании рабочей группы "Квазары" (1984 г., Ленинград);
на международном симпозиуме MAC N120 "Астрохимия" (1985 г., Гоа, Индия);
на совещании, рабочей группы "Активные ядра галактик" (1987 г.. КрАОАН СССР, Научный);
на астрофизической школе-семинаре "Происхождение химических элементов во Вселенной" (1988 г., Уссур::2ск);
на семинаре "Проблем» теоретической и экспериментальной физики" (1989 г.. Институт теоретической .физики, Франкфурт-на-Майне, Германия);
на международном симпозиуме MAC N 139 "Галактическое и внегалактичесское фоновое излучение" (1989 г., Гаядель-берг, Германия);
на международном симпозиуме НДС Н 148 "Динамика галактик и распределение молекулярных облаков" (1990 г., Париж, Франция).
Объем и структура работы. Диссертация состоят из введения, трех глав, эакллчения и списка литературы. Обаий объем