т.3 No 1

43

О природе метагалактического красного смещения

"Химический состав межзвёздного газа в первом приближении оказался довольно близким к химическому составу атмосфер Солнца и звёзд. Преобладающими элементами являются водород и гелий, между тем, как остальные элементы мы можем рассматривать как "примеси" " [20, стр. 31]. "тщательный анализ спектров, полученных на "Копернике" от сравнительно близких (находящихся от нас на расстоянии от 20 до 150 пс) звёзд, лишённых какого бы то ни было покраснения, обусловленного космической пылью, позволил исследовать физические свойства весьма разреженной межзвёздной среды, находящейся между облаками. В этом случае интенсивность межзвёздных линий поглощения очень мала. В основном наблюдались резонансные линии однократно ионизированных атомов. Создаётся впечатление, что тяжёлых элементов в межоблачной среде относительно меньше, чем в облаках. Концентрация водорода в межоблачной среде меняется в довольно широких пределах от 0,2 до 0,02 см^-3 " [20, стр. 41 - 42].

Указанные обширные области межоблачной среды перемежаются с более плотными областями межзвёздного газа, облаками и туманностями. Если, например, говорить о нашей Галактике, то "межзвёздный газ в Галактике концентрируется в очень тонком слое около её плоскости симметрии. Толщина этого слоя не превышает 200 пс, а средняя концентрация частиц в ней около 1 см^-3. Такой средней концентрации атомов соответствует средняя плотность около 10^-24 г/см³. Заметим, что средняя плотность межзвёздной пыли приблизительно в 100 раз меньше" [20, стр. 42].

В качестве иллюстрации на рис. 8 представлена диаграмма распределения нейтрального водорода в нашей Галактике. Как мы видим, сравнительно плотные области (порядка 1 частицы на см³ и более) располагаются в области ядра Галактики. К периферии плотность спадает до 0,05 частиц на см³ и такой, по всей видимости остаётся в межгалактическом пространстве вне туманностей и облаков.

Рис. 8. Распределение нейтрального водорода в Галактике. С - Галактическое ядро, S - Солнце [21, стр. 115].

"Итак, концентрация атомов межзвёздного газа по крайней мере в миллиард раз меньше, чем в земной атмосфере. Тем более парадоксальным является утверждение, что межзвёздный газ отнюдь не является вакуумом… Межзвёздный газ - это непрерывная, сжимаемая среда, континуум. К нему полностью применимы законы газовой динамики. По этой непрерывной среде распространяются волны, например, ударные … Эта среда охвачена сложным, турбулентным движением, по ней обычно проходит мелкая "рябь" … Следует ещё иметь в виду, что эта непрерывная среда обладает довольно высокой электропроводностью, так как она или полностью (в зонах Н II ионизованного водорода), либо частично (в зонах Н I нейтрального водорода) ионизована" [20, стр. 42]. Кинетическая температура межзвёздного газа также колеблется в самых широких пределах от 10 000 К в зонах Н11 до 5 К в усреднённой межзвёздной среде. "В межзвёздном пространстве средняя плотность лучистой энергии около 1 электрон-вольта на кубический сантиметр или 10^-12 эрг/см³ … Температура межзвёздной среды, определяемая по плотности заполняющего его излучения, исключительно низка - порядка нескольких кельвинов" [20, стр. 36].