Magnetyczna zagadka

Obraz radiowy gazu blisko centrum Drogi Mlecznej. @ NRAO/AUI

31 marca 2014

Czym jest przyczajony gaz blisko centrum naszej galaktyki?

Zgodnie z niedawnym oświadczeniem prasowym, w pobliżu A* Strzelca (Sgr A*) z niezwykłą prędkością wiruje "magnetyzowana gwiazda neutronowa", zwana inaczej magnetarem. O A* strzelca mówi się, że jest supermasywną czarną dziurą, (SMBH), przebywającą w centrum Drogi Mlecznej, w przybliżeniu 26 000 lat św. od Ziemi, w gwiazdozbiorze Strzelca. Jest najbliższą SMBH, więc służy jako baza dla hipotez. Uważa się, że więcej niż 95% galaktyk posiada jedna lub więcej SMBH, ponieważ widmo ich gazu i pyłu w ich centrach wykazuje podobną charakterystykę

Mówi się, że Sgr A* zagarnia materię z otaczającej przestrzeni, gdzie nabiera ona dużej prędkości. Prędkość i kompresja przypuszczalnie generują promienie rentgena, ultrafioletu i emisje radiowe, rejestrowane na Ziemi przez teleskopy takie jak Very Large Array (VLA).

Poprzednie oświadczenie ze środowiska astronomicznego wskazywało, że chmura gazu i pyłu wkracza w SMBH naszej Drogi Mlecznej, gdzie spodziewa się jej przemiany w "spaghetti" przez siły pływowe pola grawitacyjnego, otaczającego Sgr A*. Stefan Gillessen z Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics napisał: Chmura jest tak rozciągnięta, że bliskie podejście nie jest pojedynczym zdarzeniem, lecz raczej procesem, który rozciągnie się na okres przynajmniej jednego roku... Gaz w części czołowej chmury jest obecnie rozciągnięty na ponad 160 miliardów kilometrów wokół najbliższego punktu na orbicie do czarnej dziury. Rozciąganie się materii jest powszechnie nazywane "spagetthizacją".

Aczkolwiek, jak zaraportował zespół VLA, wykryte przez nich emisje radiowe nie mają swego źródła w rozrywanej grawitacją chmurze gazu, lecz w efektach "magnetycznej gwiazdy neutronowej", wirującej tak szybko, że jej sygnał radiowy odzywa się co 3,76 sekundy.

Magnetary to anomalnymi gwiazdami, identyfikowanymi jako pulsary rentgenowskie, lub miękkich promieni gamma (SGR). Mówi się, że powstają z gwiazd neutronowych posiadających pole magnetyczne rzędu ponad 10¹⁵ gaussów. Dla porównania, ziemskie pole magnetyczne ma około połowy gaussa, więc te "magnetyczne pulsary" są niezwykle silnymi źródłami. Musi być stresujące, że dowody ich istnienia nie są bezpośrednie, nigdy nie zaobserwowano żadnej gwiazdy neutronowej.

niektóre magnetary są też uważane za źródło rozbłysków gamma, będących skutkiem "trzęsień gwiazdowych" w ultra twardej powierzchni gwiazdy neutronowej. Ponieważ ich gęstość jest ogromna, każde gwałtowne przemieszczenie w skorupie powoduje intensywną "rekoneksję magnetyczną", która wytwarza promienie gamma. Nie ma potrzeby przypominania problemów z rekoneksją magnetyczną. wystarczy powiedzieć, że należy ona klasy wymyślonych konstrukcji astrofizyków.

Jest dobrze znanym faktem, że pola magnetyczne są indukowane przez ruch ładunku elektrycznego. A zatem, musi istnieć prąd elektryczny, który generowałby pole magnetyczne w każdym domniemanym magnetarze. Jest również bezdyskusyjne, że prąd ten musi być częścią obwodu, gdyż trwały prąd elektryczny wymaga musi być częścią pełnego obwodu.

Hipoteza Elektrycznego Wszechświata nie wymaga zapadających się gwiazd, lub prędkości obrotowych tak wielkich, że normalna materia nie byłaby w stanie ich wytrzymać. Oscylacje w magnetarach (czy w ogólności pulsarach) spowodowane są przez efekt rezonansu w obwodach elektrycznych. Nagłe uwolnienie zgromadzonej w warstwie podwójnej energii elektrycznej odpowiada za okazjonalne rozbłyski gamma. Rozbłysk rozpoczyna się nagłym maksimum energii, a następnie stopniowo zanika, jak uderzenie pioruna.

Promienie rentgena i gamma nie są powodowane polami grawitacyjnymi. Nie są potrzebne kompresje ogromnych mas do malutkiej objętości, a owo intensywne promieniowanie elektromagnetyczne jest łatwo generowane z odpowiednimi modelami laboratoryjnymi. W eksperymentach tych wytworzono światło o krótkiej fali (jak promienie rentgena) przez przyspieszanie naładowanych elektrycznie cząstek w polu magnetycznym.

Nie ma eksperymentalnych dowodów na to, że materia może być ściśnięta do "niemal nieskończonej gęstości". Jak blisko tej nieskończoności musi się zbliżyć dany obiekt? Skurcz Benneta we włóknach plazmy formuje plazmoidy, a kiedy gęstość prądu zbytnio wzrasta, warstwa podwójna obwodu w katastroficzny sposób uwalnia swoją energię, co ujawnia się jako rozbłysk gamma, rentgena lub ultrafioletu.

Teleskopy na podczerwień i rentgenowskie potwierdziły istnienie w centrum Drogi Mlecznej plazmoidów skupionej plazmy. Ta wysoko energetyczna formacja elektryczna jest sercem obwodu galaktycznego. Przyspieszone do wysokich prędkości elektronu spiralują w polu magnetycznym, generując promienie rentgena. W obwodzie galaktycznym, energia elektryczna płynie dośrodkowo, przez spiralne ramiona, do rdzenia galaktyki, gdzie jest przechowywana w centralnym plazmoidzie. Gdy plazmoid osiąga krytyczną gęstość, dochodzi do wyładowania, z reguły wzdłuż osi rotacji galaktyki. Proces ten można odtworzyć w laboratorium, przy pomocy urządzenia skupiającego plazmę.

Zrozumienie elektromagnetyzmu to więcej niż możliwość wyjaśnienia zjawisk kosmicznych, bez odwoływania się do supernaturalnych czarnych dziur czy namagnesowanych pulsarów, których teoretyczne istnienie narusza prawa fizyki.

Stephen Smith

Link do oryginału: https://www.thunderbolts.info/wp/2014/03/31/magnetic-mystery-3/

Sześciokąt Saturna

Sześciokąt na biegunie północnym Saturna. @ NASA/JPL-Caltech/SSI.

28 marca 2014

Czy dziwny obszar na biegunie północnym Saturna jest efektem dynamiki płynów?

W listopadzie 1980 roku pojazd Voyager 1, będący obecnie miliardy kilometrów od Ziemi, blisko granicy heliosfery, minął Saturna. Zarejestrował wówczas zadziwiający obraz - sześciokątną formację na biegunie północnym. Północny biegun Saturna był przez wiele lat odwrócony od Ziemi, uniemożliwiając teleskopowe obserwacje w celu uzyskania jakichkolwiek dalszych obrazów.

W środę, 15 października 1997, rakieta Titan IV-B z dolnym stopniem wysokiej energii Centaur wyniosła pojazd Cassini na orbitę ziemską, w celu przygotowania do wieloletniej podróży do Saturna. Cassini wkroczył na orbitę wokół Saturna 30 czerwca 2004 roku. Zrobił od tamtej pory wiele zdjęć saturnowego sześciokąta, ujawniając złożoności, których Voyager nie był w stanie uchwycić. W szczególności dotyczyło to kształtów koncentrycznych pierścieni otaczających tą strukturę, oraz wirujące chmury wewnątrz niej.

Sześciokątne, i inne kątowe kształty często występują w centrum huraganów, więc planetolodzy sądzą, że za niezwykłą formację odpowiadają zjawiska pogodowe na Saturnie. Szereg stron internetowych opublikowało niedawno eksperymenty laboratoryjne sugerujące, że wyjaśnieniem może być dynamika płynów. W jednym z eksperymentów wypełniono zbiornik lepkim płynem, podzielony na koncentryczne części, dzięki czemu mogły być obracane przeciwnie od siebie nawzajem. W miarę zmieniania prędkości rotacji, obserwowano różne zjawiska. W jednym z przypadków pojawił się sześciokąt z wirami po obu stronach.

Eksperyment z dynamiką płynów zdaje się dawać zadowalające wyjaśnienie tego, co się dzieje na Saturnie, jeśli zignorować szereg czynników. Po pierwsze, koncentryczne pierścienie wokół sześciokąta, z których każdy ma inną temperaturę. Po drugie, bieguny Saturna są gorętsze, niż przewiduje teoria. Po trzecie, na biegunach występują zorze. Po czwarte, występują silne prądy elektryczne, wychodzące i wchodzące do biegunów, łączące Saturna z jego rodziną księżyców. Poprzednie artykuły z serii Zdjęcie Dnia argumentowały, że pióropusze na Enceladusie, na przykład, demonstrują wymianę ładunków pomiędzy nim a Saturnem.

Wszystkie te punkty dowodzą elektrycznej natury środowiska Saturna. Proste kinetyczne eksperymenty, przeprowadzone w ziemskim polu grawitacyjnym, są żałośnie niewystarczające przy rozważanie efektów elektrycznych. Prowadzi to do innego wniosku: być może kątowe oka cyklonów powinny być przeanalizowane w świetle teorii elektrycznych, a nie tylko wiejących wiatrów i efektu Coriolisa.

Strumienie elektryczności, płynącej przez plazmę, wytwarza centralną kolumnę, otoczoną koncentrycznymi cylindrami. Cylindryczne włókna formują równomiernie oddalone wiry, otaczające kolumnę. Gdy włókna wirują jedne wokół drugich, powstaje sześciokątny przekrój ze środkową kolumną.

Sześciokąt na biegunie Saturna jest kolejnym przykładem aktywności elektrycznej na ogromna skalę w Układzie Słonecznym. Elektryczność przemieszcza się wzdłuż prądów Birkelanda, które łączą elektrycznie Słońce z jego rodziną ciał planetarnych. Energia płynie najsilniej do gazowych olbrzymów, ponieważ różnica potencjałów pomiędzy nimi a Słońcem jest większa, niż u ich małych, skalnych kuzynów.

Tym, co napędza energetyczne zjawiska meteorologiczne na Saturnie, jest elektryczne Słońce. Obwód elektryczny zasila Słońce i inicjuje anomalne ogrzewanie, widoczne na Saturnie, jak również na innych gazowych planetach.

Stephen Smith

Link do oryginału: https://www.thunderbolts.info/wp/2014/03/28/saturns-hexagon/

Temperatury wyładowań w słonecznej atmosferze

C. E. R. Bruce

Nature wol. 187 nr 4740. 3 września 1960.

W ramach wkładu (1a) w konwencję Instytucji Inżynierów Elektryczności nt procesów termonuklearnych, z której pełniejszy raport opublikowano później w Nature (1b), zasugerowałem, że teoria rozbłysków słonecznych jako wyładowań elektrycznych i powiązanych z tym burz magnetycznych i zórz, prowadzi do zaskakujących rezultatów. Gdzieś pomiędzy Ziemią a Słońcem temperatura tych wyładowań musi dochodzić do rzędu 100 000 000°K. W innym miejscu (1c) tej pracy zasugerowałem, że nie powinno to być wielkim zaskoczeniem, ponieważ temperatury rzędu 1 000 000°K zostały otrzymane kilka lat wcześniej w laboratorium (I. V. Kurczatow, Moskwa, 1956), oraz znane jest od dawna ich występowanie w koronie słonecznej.

Ponadto, podobne zwiększenie się temperatury obserwuje się w długim wyładowaniu, rozchodzącym się w dół odpowiadającego, lecz mniejszego, gradientu gęstości w niektórych gwiezdnych atmosferach - tych w gwiazdach o zmiennym widmie, jak Z Andromedy czy AX Perseusza. Początkowa temperatura prowadzi do jonizacji metali, wodoru i helu, czyli wynosi przypuszczalnie od 5000°K do 10 000°K. Jednak z czasem, po okresie ok 100 - 200 dni, wyładowanie sięga zewnętrznych regionów atmosfery, a jego temperatura osiąga wartości rzędu 1 000 000°K. Widać wtedy linie widmowe Fe X i Fe XIV.

Choć nie było zatem żadnej dodatkowej podpory teoretycznej dla tych zaskakujących wyników, do jakich prowadzi teoria, gdy ją zastosować do zjawisk słonecznych, satysfakcjonujące jest, że satelity należące do U. S. Navy potwierdziły (2) istnienie tych wysokich temperatur w zawirowaniach od rozbłysków słonecznych. Jak podkreślałem wiele lat temu (1d), trudno jest sobie wyobrazić, żeby temperatury te powstawały w inny sposób, niż przez wyładowanie elektryczne.

Podobne temperatury osiągane są w wyładowaniach galaktycznych, a można je zmierzyć, jak już sugerowałem, przy pomocy "kosmicznego termometru gazowo-prędkościowego" (1e), którego podstawową koncepcją jest, że wysokie prędkości gazów, obserwowane w gwiazdach i galaktykach, są zawsze związane z wyładowaniami elektrycznymi, a prędkości ich dżetów są blisko powiązane z ich temperaturą (1f), w przeciwieństwie do założeń czynionych często dla innych przyczyn dżetów słonecznych (3). Jedyną granicą dla temperatury wyładowania jest rozpoczęcie się procesów jądrowych (1g).

W ewolucji galaktyk poprzez teorię wyładowań elektrycznych (1d,g), główną różnicą pomiędzy gazem ostatecznie tworzącym I populację gwiazd tym, który oryginalnie stworzył populację II, jest taka, że materiał został poddany "temperaturom termonuklearnym", rzędu 400 000 000°K przez okres rzędu 10 - 100 milionów lat, podczas formowania się ramion spiralnych. Jest to różnica prowadząca do różnych proporcji ciężkich pierwiastków, obserwowanej dla tych dwóch populacji. Nie jest łatwo zwizualizować wszystkie fizyczne cechy wyładowań elektrycznych o tej skali, ale obecnie liczba n atomów na cm³ galaktycznej atmosfery wymagana do powstania obserwowanej zmiany chemicznej w dostępnym czasie, okazuje się zbyt wysoka. Aczkolwiek interesujący byłoby skomentowanie zasugerowanego wyjaśnienia różnic pomiędzy tymi dwiema populacjami.

C. E. R. Bruce

Electrical Research Association; Leatherhead, Surrey.

1. Bruce, C. E. R.,

   1. J. Inst. Elect. Eng., 106, Pt. A Supp. nr 2, 44 (1959)
   2. Nature, 184, 2004 (1959)
   3. Engineer, 864 (25 grudnia 1959)
   4. A New Approach in Astrophysics and Cosmogony" (London, 1944)
   5. C.R. Acad. Sci., Paris, 250, 61 (1960)
   6. Observatory, 77, 107 (1957)
   7. E.R.A. Report Z/T 117 (1958).
2. J. Franklin Inst., 269, 78 (1960); Nature, 186, 750 (1960).
3. Patrz np. Ferraro, V. C. A. Internat. Astro. Union Symp. No. 6, 297 (Cambridge University Press, 1958).

Link do oryginału: http://www.catastrophism.com/texts/bruce/bruce-1960.htm

Kosmiczne burze

Przedrukowano z: Journal of the Franklin Institute, wol. 268, Nr 6, grudzień, 1959

Kosmiczne burze

C. E. R. Bruce

* oparte na serii raportów Electrical Research Association, Leatherhead, Anglia.

Streszczenie

[Poniżej] omawiane są zastosowania teorii wyładowań elektrycznych autora, w odniesieniu do pewnych zjawisk astrofizycznych, oraz przytaczane są interesujące powiązania pomiędzy procesami fizycznymi w laboratorium, a tymi w ziemskiej, gwiazdowej i galaktycznej atmosferze. Omawiane jest powstawanie w atmosferach długookresowych gwiazd zmiennych, oraz gwiazd o mieszanym typie widmowym, gwiazd pola elektrostatycznego, emisje światła oraz ruchy gazu pochodzące z załamania się tego pola pod wpływem wyładowania elektrycznego. Teoria jest podstawą procesu ewolucyjnego i składu chemicznego gwiazd późnego typu. Wyjaśniono ruchy gazów, obserwowane w poza galaktycznych źródłach radiowych, pola magnetyczne oraz "relatywistyczne" elektrony, wymagane przez synchrotronową teorię szumu radiowego, dla których nie znaleziono dotąd innego wytłumaczenia. Podobnie, teoria sugeruje istnienie w niektórych galaktykach dwóch populacji gwiazd, które jest w zgodzie z pewnymi głównymi ich cechami. Pokazana jest nowa teoria rozchodzącego się wyładowania elektrycznego, oferująca rozwiązanie trudności, napotykanych dotychczas w próbach wyjaśnienia krótkotrwałych opóźnień w niektórych burzach magnetycznych w stosunku do wywołujących ich rozbłysków, oraz związanej z tym wysokiej średniej prędkości cząstek, odpowiedzialnych za te burze. Są one znacznie większe, niż jakiekolwiek prędkości obserwowane na lub w pobliżu powierzchni Słońca. Pokazano, że w tych dużych wyładowaniach elektrycznych, gdy temperatury dochodzą do 400 000 000 K, ważną rolę zaczynają grać procesy termonuklearne.

Wprowadzenie

Kilka lat temu pisarz (1a) przystąpił do od-frankliniania(?) Franklina w kwestii wyładowań elektrycznych w gazach, sugerując serię kroków, z których największy jest być może wielkości samego Wszechświata. Niemniej obecne badania dowodów ograniczone są do skali gwiezdnej i galaktycznej. Przestudiowane będą manifestacje szeregu procesów fizycznych obecne zarówno w laboratorium, jak i w ziemskiej, gwiazdowej i galaktycznej atmosferze, w nadziej, że rozważenie w takim kontekście powstawania pola elektrycznego oraz wyładowań o tak dużym wachlarzu natężeń, zainteresuje fizyków meteorologicznych i jądrowych, jak również zwróci uwagę na same studia nad wyładowaniami elektrycznymi. Zostały otrzymane temperatury potrzebne do zaangażowania reakcji termojądrowych w warunkach wyładowań kosmicznych w atmosferach rozrzedzonych gazów. Wynoszą one ok 400 milionów stopni.

Powstawanie elektryczności atmosferycznej

W liście do dr Lininga z Charles Town, w Południowej Karolinie, zaadresowanym i odatowanym "Filadelfia, marzec 1755", Franklin napisał: Życzę ci satysfakcji z artykułu o chmurach. Ciągle jestem na straconej pozycji w kwestii, w jaki sposób ładują się one elektrycznością; nie mam przygotowanej żadnej hipotezy, która by mnie satysfakcjonowała.. Po przeszło 200 latach ta ostatnia wypowiedź może być, i w istocie jest, odnajdywana w dowolnym wyczerpującym omówieniu tematu. Na przykład, publikacja zaprezentowana na tegorocznej konferencji U. S. Air Force na temat elektryczności atmosferycznej, zatytułowana "Mechanizm błyskawic i jego powiązanie z naturalnie i sztucznie zamarzającymi jądrami" zaczyna się zdaniem "Nie ma na razie ogólnie przyjętej teorii na temat powstawania wyładowań elektrycznych w burzy", podczas gdy inna publikacja mówi o "nierozwiązanym problemie burzowej elektryczności".

Nie jest więc zaskoczeniem, że napotyka się na trudności w traktowaniu o rozdzieleniu ładunków w kosmicznych atmosferach, gdzie zamiast ziemskiego powietrza, wody i lodu mamy głównie wodór, hel, oraz tlenki i wodorki różnych metali, takich jak tytan, cyrkon, wanad etc. W rzeczy samej, autorowi często mówiono autorytatywnie, jak na przykład na sympozjum astrofizycznym w Liège w 1957, że jest "niemożliwe", żeby nawet w relatywnie chłodnych atmosferach długookresowych gwiazd zmiennych doszło do powstania pól elektrostatycznych. Ma on jednak nadzieję wykazać, że nie tylko jest to dalekie od niemożliwego, ale byłoby całkiem zaskakujące, gdyby nie obserwowano efektów elektrycznych w warunkach panujących w gwiezdnych atmosferach.

Elektryczność w ziemskiej atmosferze

Dwa nazwiska powinny być dobrze znane studentom elektryczności - Stephen Gray i profesor P. E. Shaw z Notthingam University. Pierwszy pokazał, że elektryczność może być przewodzona, czym w 1729 (2) bardzo rozszerzył wiedzę o niej, podczas gdy ten drugi (3a) fundamentalnie zmienił temat elektrostatyki pokazując, że do rozdzielenia ładunków przez wzajemne pocieranie, wcale nie trzeba obiektów zrobionych z różnych materiałów, co jest eksperymentalnym faktem, który wciąż zadziwia studentów. Dwa pręty z tego samego materiału zostaną przeciwnie naładowane, dowodząc, że tarcie jest asymetryczne. Na przykład, jeśli ograniczona długość, powiedzmy 1cm, jednej palki będzie tarta całą długością drugiej, podobnej pałki, wówczas obie naelektryzują się przeciwnie.

Takie asymetryczne reakcje w sposób oczywisty zachodzą w gonionym wiatrem pyle i proszku, a Shaw pokazał (3b), że one również ulegną naładowaniu, nawet jeśli reakcje są ograniczone do tych pomiędzy cząstkami tego samego materiału. Co więcej, pokazał, że efekt ten jest tego samego rzędu wielkości dla zimnego, suchego lodu, jak i dla piasku.

Z punktu widzenia przyczyny asymetrii efektów w takich warunkach, możemy spodziewać się, że średnio większe lub mniejsze cząstki zostaną przeciwnie naładowane, na co są eksperymentalne dowody. Ich rozdzielenie w niesionych wiatrem chmurach pyłu w polu grawitacyjnym wygeneruje w takiej chmurze pola elektryczne. Jest dobrze wiadomym, że w takich warunkach pola elektryczne powstają, a w ziemskich burzach piaskowych i pyłowych, oraz w chmurach wyrzucanych przez wulkany, pod ciśnieniem atmosferycznym pola te prowadzić mogą do wyładowań.

Autorowi wydaje się znaczące, że podczas dyskusji o problemach burz w Królewskim Stowarzyszeniu Meteorologicznym (4), dwóch z najaktywniejszych obserwatorów jednogłośnie zaręczało, że w chmurach burzowych nie stwierdzono żadnych efektów elektrycznych, dopóki na jej szczycie nie uformowało się cirrusowe kowadło. formuje się ono przy około -30 C na wysokości 30 000 do 40 000 stóp (9 - 12 km - przyp tłum.), i zlożone jest z suchych kryształków lodu. To spojrzenie na ów krytyczny wymóg do wystąpienia elektryfikacji w chmurze burzowej wsparte jest przez niedawny zmasowany atak na ten problem w U. S. (5). Stwierdzono, że do błyskawicy dochodzi tylko wtedy, gdy szczyt chmury osiąga wysokość 30 000 - 40 000 stóp i temperaturę poniżej -20 C. Chociaż procesy fizyczne, biorące udział w oddzielaniu ładunków w chmurze burzowej, wciąż są tematem dyskusji, autorowi się wydaje, że obserwacje laboratoryjne oraz dotyczące burz piaskowych i pyłowych, a także erupcji wulkanicznych, wskazują na elektryczność statyczną jako wyjaśnienie zjawiska (3b).

Potwierdzają to inne publikacje z wyżej wymienionego posiedzenia U. S. Air Force na temat atmosferycznej elektryczności, gdzie Chalmer (6) napisał: zdaje się to potwierdzać ideę, że rozdział ładunków następuje pod wpływem zderzeń cząsteczek lodu, jak wcześniej sugerowali Simpson i Scrase. W badaniach powstawania ładunków na szczycie góry odnotowano, że "wszelkie silne gromadzenie się ładunków wiąże się z kryształkami lodu w atmosferze" (7).

Ale być może najsilniejszy dowód pochodzenia burzowej elektryczności, pokazany na Sympozjum, jest obserwacją zauważalnej intensywności procesów elektrycznych w burzach elektrycznych związanych z tornadami, oraz na dużych wysokościach, gdzie istnieją wyłącznie cząsteczki lodu (8).

Pola elektryczne w gwiazdowych atmosferach

Najbardziej oczywistym rozszerzeniem przytoczonych tu idei jest zastosowanie ich do atmosfery gwiazd zmiennych długookresowych, których niezwykłe charakterystyki, niezależnie od wielkiej cyklicznej zmienności optycznej, są ich rozmiary, rozległe atmosfery oraz niezwykle niskie temperatury. Niektóre z nich prawie nie świecą, a temperatury ich "powierzchni" są poniżej 4000K. Te zimne "powierzchnie" - o ile można w ogóle mówić, że mają one powierzchnie - mają promień sięgający niekiedy orbity Ziemi, a rozległa atmosfera na zewnątrz ich mogłaby otoczyć cały Układ Słoneczny.

Atmosfery te powinny być, i są, względnie chłodne, niezależnie od okresowych wybuchów, podczas których natura światła zdradza nam, że niektóre z nich muszą pochodzić z gazu o temperaturze 5000 - 10 000K, a w niektórych przypadkach do 500 000K lub nawet miliona K. Drażniącym pytaniem jest - skąd biorą się te temperatury? Odpowiedź autora brzmi - z błyskawic w gwiazdowych burzach (1a, c). Przy minimalnym świetle, temperatury tych rozległych atmosfer opadają dużo poniżej temperatur ich "powierzchni" - 1500 do 2000K i nic nie wskazuje na to, żeby nie miały osiągnąć wartości, w których opór elektryczny jest stosunkowo duży, co pozwala zaistnieć polom elektrostatycznym.

W tych niskich temperaturach pewna ilość materiałów, takich jak tlenki metali, wodorki oraz węglany, ulegnie zestaleniu. Istnienie takich stałych lub płynnych drobin w minimalnej fazie zostało już wydedukowane, jako że najprawdopodobniej to one odpowiadają za zmniejszenie się światła gwiazd przy minimalnej jasności. W dużym zasięgu natura światła pozostaje taka sama - po prostu jest go mniej. Jest ono zasłonięte chmurą cząstek.

Z analizy widmowej światła wiadomo również, że w atmosferach gwiazd wieją ogromne wiatry, o prędkościach większych, niż 10 km/s, a zatem stałe cząstki są tam obiektem gwałtownych zderzeń, wymaganych do generowania [elektryczności] statycznej.

Pojawia się nieunikniona konkluzja, że w gwiazdowych atmosferach dochodzi do powstawania elektryczności statycznej oraz pól elektrycznych. Pola te będą rosnąć z coraz większą prędkością, w miarę, jak atmosfera zmierza do minimum, także, co było dotąd zupełnie nieprzewidziane, prędzej czy później następuje wyładowanie, będące efektywną przyczyną erupcji.

Czasowa charakterystyka gwiazdowych erupcji

Można bardzo zgrubnie porównać czas, potrzebny na powstanie różnicy potencjałów do wyładowania, przez porównanie gęstości i prędkości gazu oraz grawitacji w atmosferze gwiazdy oraz tych na Ziemi w chmurze burzowej. Podczas, gdy czas ładowania w chmurze burzowej jest rzędu 100 sekund, podobny czas w warunkach gwiazdowych wynosi 10⁶ do 10⁹ sekund, zgodnie z procesem rozdzielania ładunków, który zależy od pierwszej lub drugiej potęgi względnej prędkości cząstek (1c). Zgadza się to z obserwowanymi okresami gwiazd, które wynoszą od 100 do 160 dni, czyli 10⁷ do 10⁸ sekund. Autor sugeruje więc (1d), że fizycy od meteorologii mogą wyjaśnić proces rozłączania ładunków w chmurach burzowych przez bardziej precyzyjne porównanie ich wewnętrznych warunków z tymi, panującymi w różnych rodzajach gwiazd długookresowych i ze złożonym spektrum, do których więcej odniesień będzie poczynionych później.

Inne sprawdzenie czasu związanego z gwiezdnymi erupcjami otrzymuje się z trwania jasnych linii widmowych gwiazd, świadczących o wyładowaniach. Efekt ten będzie niezależnie omówiony później. Prędkość rozchodzenia się wyładowań elektrycznych będzie niezależna od gęstości gazu, równa prędkości poruszania się lidera krokowego w ciśnieniu atmosferycznym - czyli 10⁷ do 10⁸ cm/s. Prędkość propagacji wyładowania w atmosferze wodorowej będzie przypuszczalnie większa, niż w powietrzu (9). Ponieważ rozważane odległości wynoszą 10¹⁴ do 10¹⁵ cm, czas trwania wyładowania będzie rzędu 10⁷, po raz kolejny dobra zgodność z obserwowanymi okresami zmienności gwiazd, podczas których połowa z nich przejawia pojaśnienie spektrum. Tak więc charakterystyka czasowa gwiazd okresowych zgadza się akceptowalnie z "burzową" teorią powstawania erupcji.

Emisje światła z gwiazd długookresowych

Ogólna natura światła podczas zwiększenia jasności tych gwiazd - którego maksimum może wynosić nawet 10 000 minimum, a zwykle wynosi 100 - oraz jego regularny przebieg, również są w zgodzie z teorią wyładowania elektrycznego (1c). W rzeczy samej, jest niemożliwe wyjaśnienie tego w żaden inny sposób. W atmosferze o niskiej temperaturze głównie wodorowej, nagle pojawiają się linie emisyjne wodoru, helu, włącznie z jego jonami, oraz zjonizowanych metali. Jak zobaczymy później, przy omawianiu blisko związanych gwiazd o złożonym widmie, poziom wzbudzenia atomów żelaza osiąga sześciokrotność, a nawet dziewięcio i trzynastokrotność jonizacji, co odpowiada temperaturom 500 000 do miliona stopni, lub więcej. W rzeczy samej, światło emitowane przez ten ostatni typ gwiazd jest tak rozmaite w różnych fazach ich cyklu, że można założyć, iż są to układy podwójne - jedna gwiazda bardzo gorąca, a druga bardzo chłodna, jak również towarzysząca im mgławica.

My jednak powinniśmy założyć jedną chłodną gwiazdę z rozległą atmosferą. Prędkość gromadzenia się ładunku elektrycznego rośnie z kwadratem gęstości, z siłą grawitacji oraz z prędkością, podczas gdy woltaż wyładowania jest odwrotnie proporcjonalny do gęstości gazu. Co za tym idzie (1c), warunki potrzebne do wyładowania pojawiają się najpierw w dolnych partiach gwiazdowej atmosfery, a wyładowanie porusza się ku jej zewnętrznym warstwom.

Autor utrzymuje (1b,e), że te długie wyładowania elektryczne służą za "pompy energii", że tak powiem. Tak, jak robi to lider krokowy, powodują w pewnym miejscu uwolnienie energii wyprodukowanej w innym miejscu. W wyładowaniu atmosferycznym, na przykład, gdzie generator energii elektrycznej znajduje się w chmurze burzowej, największy prąd w wyładowaniu płynie na powierzchni ziemi (1f), wiele kilometrów od generatora. Lider krokowy działa niemal dokładnie jak spięcie w przestrzeni pomiędzy chmurą a ziemią (1g,h), więc wokół ich końcówek występują bardzo skoncentrowane pola. Efekt ten powinien być wzmocniony, gdy wyładowanie rozchodzi się na zewnątrz atmosfery, ku zmniejszającej się gęstości gazu.

Są więc dwa efekty, których należy wypatrywać przy wyładowaniu. We wczesnym stadium, gdy [wyładowanie] rozpoczyna się w niskich partiach atmosfery, światło będzie podlegać znacznej ogólnej oraz selektywnej absorbcji przez cząstki pyłu i gazu, takie jak tlenki tytanu, cyrkonu, wanadu, etc., jak również C₂, CN, i inne związki. Nie są jednak wówczas spodziewane serie, jak seria Balmera dla wodoru, lub różne multiplety dla widma żelaza, będące obserwowane w laboratorium, ani nic z tych rzeczy. Powiązania te będą znacznie zubożone przez absorbcję różnicową w górnych regionach atmosfery. Tym niemniej, gdy wyładowanie propaguje się na zewnątrz, a uwalniana w nim energia powoduje dysocjację wzmiankowanych molekuł, wówczas względne intensywności ich serii i multipletów [widmowych] stają się coraz bardziej i bardziej podobne do tych z laboratorium.

Taka sekwencja zdarzeń była szereg razy rejestrowana przez Merrill'a i innych badaczy. Dobrze ilustruje to, na przykład, zmienność indywidualnych linii multipletu (2) żelaza, o której Merrill napisał (10a):

W ostatniej kolumnie, faza + 162 dni (po maksymalnej jasności) względne intensywności są takie, jak w laboratorium. We wcześniejszych fazach intensywności są zmienione, przypuszczalnie przez barierę z tlenku tytanu, jak w R Leunis. Zachowanie się tego multipletu jest kolejnym przykładem ogólnej tendencji do ucieczki jasnych linii przed efektem warstwy odwracającej w późnej fazie.

To samo wyjaśnienie stosuje się do szerokich wariacji we względnych intensywnościach [linii] Hg: Hd w różnych fazach cyklu jasności (10b). Mija tylko pewien znaczny czas od maksymalnej jasności, po którym współczynnik wraca do wartości obserwowanej w laboratorium.

Gwiazdy o widmie mieszanym

Jako rezultat intensyfikacji pola przy głowicy pogłębiającego się wyładowania, oraz jego projekcji na zewnątrz ku obszarom niskiego ciśnienia, zwiększa się wzbudzenie [atomów] gazu. Widmo gazu będzie się więc zmieniało z tego o wysokiej temperaturze przy wysokim ciśnieniu, do wysokiego wzbudzenia przy niskim ciśnieniu, wraz z pojawianiem się zakazanych linii przy osiąganiu bardzo rozrzedzonych zewnętrznych partii atmosfery. Te dwie fazy [wyładowania] robią zz widmem to, co brano za dużą, chłodną gwiazdę okrążaną przez małego, gorącego "towarzysza", podczas gdy późne stadium wyładowania odbierano w spektrum jako "mgławicę". Dlatego sugerowano (1c), że teoria tłumaczy złożone widma takich gwiazd jak R wodnika, Z Andromedy, BF Łabędzia, i AX Perseusza. W ich początkowym widmie światła zwykle odnoszonym do gwiazdy towarzyszącej, zawierającej linie H, He, Fe II, Ti II, i Si II, po około 100 - 200 dniach ustępuje miejsca widmu o wyższym wzbudzeniu, zawierającemu linie He II, N III, C III, [O III], Ne III, oraz [Fe III]. Natura ostatnich linii mgławicowych jest w zgodzie z sugestią, że pochodzą one z regionów o bardzo niskim ciśnieniu, daleko w atmosferze gwiazdy, w kierunku ukończenia elektrycznego zobojętniania.

Oba widma następują jedno po drugim regularnie po okresie rzędu 100 - 200 dni, zależnie od gwiazdy. Jeden z obserwatorów (11) podsumował swój opis sekwencji dwóch różnych rodzajów widma konkludując, że jest to po prostu "propagacja fal biegnących przez rozległe medium". Jest to zgodne z teorią wyładowania elektrycznego. "Fale biegnące" są falami elektrycznego wzbudzenia.

Warunki inicjujące długie wyładowanie elektryczne

Chociaż okres zmienności i maksymalna jasność gwiazd długookresowych są dobrze określone, istnieje w nich znaczna zmienność. Może ona wynieść, powiedzmy, 10 dni w okresie 200 dni, oraz do jednej lub dwóch wartości w maksymalnej jasności. Zmienność ta może być interesującą analogią do zmienności prądu w różnych wyładowaniach wewnątrz tej samej chmury burzowej.

Jakiś rok temu (1g), podczas przedstawiania nowej teorii inicjacji i rozchodzenia się lidera krokowego pioruna, autor pokazał, że teoria mogłaby wyjaśnić szerokie wahania w prądach płynących w piorunie. Aby nastąpiła błyskawica, konieczne są dwie rzeczy: najpierw - średnie pole elektryczne pomiędzy dwoma ładunkami w chmurze, lub pomiędzy ładunkiem w chmurze a Ziemią, dostatecznie silne do stworzenia warunków do przewodzenia łuków elektrycznych w liderze krokowym, gdy ten już zostanie zainicjowany. Intensywność tego pola wynosi ok 10 do 100 V/cm. Po drugie, musi istnieć w relatywnie słabym polu średnim polu musi istnieć jego koncentracja, taka, jak np. wysoki, uziemiony budynek, lub wydłużony obszar ładunku w chmurze, wystarczające do przejścia od wyładowania koronowego w postaci ogni św. Elma do zjonizowanej termicznie kolumny wyładowania łukowego. Gdy dojdzie do tego przejścia, wyładowanie staje się samo-propagujące, że tak powiem, i mostkuje przerwę. Im mniejsza jest początkowa koncentracja pola, tym średnie pole, aby mógł być zainicjowany lider krokowy, oraz tym większy prąd popłynie, gdy to się już stanie.

Należy wspomnieć, że ta nowa koncepcja ma duże znaczenie dla teorii działania przewodnika błyskawicy (1g), co jest przypuszczalnie pierwszą znaczną zmianą od czasów Franklina, od prawie dwustu lat. Koncentracja pola przy końcówce lidera krokowego będzie się zmieniać ze średnim polem przed wyładowaniem, więc strumienie idące w górę zostaną zainicjowane z gruntu wcześniej. A zatem, potężne rozbłyski będą przyciągane do przewodnika ze znacznie większej poprzecznej odległości, niż lekkie lub nisko prądowe rozbłyski. Poprzednio rozważano, że ochronny zasięg przewodnika zależy tylko od jego wysokości, a nie od rodzaju wyładowania.

Przypadkowe zaburzenia w rozmieszczeniu ładunku kosmicznego mogą skutkować podobną zmiennością w warunkach wymaganych do zainicjowania wyładowania we wszystkich długich i czysto atmosferycznych wyładowaniach. Im dłuższa inicjacja wyładowania w gwiazdowej atmosferze, tym większe schłodzenie atmosfery po poprzedniej erupcji, jak również większa ilość zestalonego pyłu podczas fazy minimum. Ma to dwa efekty: ściemnianie światła gwiazdy, a więc obniżanie jego minimum, oraz zwiększenie średniego pola przed wyładowaniem, a więc większy rozbłysk i jasność, gdy dojdzie do wyładowania.

A zatem, oprócz wyjaśniania nieregularności w okresach i amplitudach wariacji jasności występujących w gwiazdach, nowa teoria wyjaśniałaby również niektóre obserwacje dokonane przez Merrilla (10c), dotyczące gwiazdy o widmie mieszanym R Wodnika. Wskazał on, że w serii pulsacji tej gwiazdy w we wczesnych latach 1930 wyraźnie zaznaczone było zanikanie czerwonej, "chłodnej" gwiazdy, skorelowane z erupcjami mniejszej gwiazdy "towarzyszącej", lub widmem wyładowania. Jak zobaczyliśmy, idea gwiazdy towarzyszącej została wprowadzona, aby wyjaśnić wczesny etap wyładowania. Merrill jest wiodącym obserwatorem i autorytetem w kwestii tego typu gwiazd zmiennych, i należy tu zaznaczyć, że a jako iż hipoteza dwóch gwiazd wymaga jeszcze mgławicy, Merrill sam w swojej monografii (10c) oraz publikacjach był ostrożny podkreślając, że w wielu przypadkach ,w tym R Wodnika, nie ma dowodów na istnienie gwiazdy towarzyszącej, a wszystkie obserwacje mogą wynikać z samej "chłodnej" gwiazdy oraz jej atmosfery. Podsumowując dyskusję o tego typu gwiazdach w swojej monografii, Merrill napisał (10d): ...byłoby na ten moment niewskazane bezkrytyczne akceptowanie hipotezy o zduplikowaniu dla każdego mieszanego spektrum.

Ewolucja i skład chemiczny gwiazd późnego typu

Odniesienia teorii wyładowania elektrycznego do gwiazd długookresowych dotykają dwóch bardzo ważnych dla astronomii: gwiezdnej ewolucji i jednorodności chemicznego składu materii we Wszechświecie, jako że atmosfery tych gwiazd późnego typu są jednym z niewielu miejsc, które są powszechnie uznawane za źródła tej jednorodności. Teoria sugeruje, że obserwacje mogą być wyjaśnione przez różnice stanu fizycznego materii o tym samym składzie chemicznym.

Gwiazdy można ustawić szeregi o malejących temperaturach "powierzchni", aż do 4000 lub 3500 K, kiedy to wytrącają się wodorki, węglany i sam węgiel. Po przekroczeniu tej granicy szereg się rozgałęzia na trzy, różniące się od siebie molekułami absorcyjnymi w atmosferze. Widmo jednej grupy, gwiazd węglowych klasy R i N, wykazują bariery zbudowane z molekuł C₂ i CN. Kolejna grupa, gwiazdy tytanowe klasy M, wykazują głównie bariery z tlenku tytanu. Trzecia grupa, gwiazdy cyrkonowe klasy S, mają barierę z tlenku cyrkonu. Różnice te są przypisywane zazwyczaj rzeczywistemu składowi ich atmosfery. Jednak autor sugeruje (1j), że różnica wynika głównie ze średniego stanu fizycznego materiału atmosferycznego, poza "powierzchnią" gwiazdy, fotosferą.

Załóżmy, że podczas ewolucji średnia temperatura zewnętrznej atmosfery spada. Argument można odwrócić, jeśli w rzeczywistości temperatura atmosfery wzrasta z wiekiem. Pierwszymi powstałymi molekułami będą C₂ i CN. We wciąż niskich temperaturach, powstają cząsteczki węgla, węglanów i wodorków, przez co znikają molekuły C₂, a tym samym znika związana z nimi bariera widmowa. Zostaje ona zastąpiona barierami innych związków powstających w niższych temperaturach, jak tlenek cyrkonu, który pojawia się w temperaturach rzędu 3000K. Z kolei jednak tenże tlenek cyrkonu zamarza i staje się stały w temperaturze 2500K, a jego miejsce zajmuje tlenek tytanu oraz inne związki, powstające w tych temperaturach. Tlenek tytanu pozostaje w stanie pary, tworząc barierę widmową, dopóki nie zacznie się zbytnio wytrącać przy temperaturze 1600K.

Istnieje dowód silnie wspierający nową teorię, a którego pojawienie się może całkowicie negować możliwość wyjaśnienie polegające na różnym składzie chemicznym. W prezentowanym nowym spojrzeniu jest całkiem możliwe, że gwiazdowa atmosfera będzie istniała z minimalną barierą tlenku tytanu w widmie, ale w której wzrost temperatury na skutek wyładowania jest tak duży, że wszystkie molekuły tlenku tytanu się rozpadają, oraz paruje dostateczna ilość tlenku cyrkonu, że przy maksymalnej jasności bariera widmowa tlenku tytanu zostaje zastąpiona barierą tlenku cyrkonu. Innymi słowy, gwiazda zmieni swój typ widmowy z M przy minimum, na S przy maksimum, co byłoby niemożliwe, gdyby gwiazdy te różniły się składem chemicznym.

W rzeczywistości jednak istnieją gwiazdy, w których dochodzi do takiej zmiany na skutek szczególnie dużych erupcji - to jest, kiedy osiągają maksimum jasności, a w konsekwencji niezwykle wysoką średnią temperaturę. Gwiazdą taką jest C Łabędzia. Zaobserwowano je zmiany z typu M na typ S z niezwykle jasnym maksimum.

Można więc przypuszczać, że te trzy typy późnych gwiazd - gwiazdy węglowe, cyrkonowe i tytanowe - typu odpowiednio N, R, S i M, niekoniecznie są w konflikcie z jednorodnością składu chemicznego, obserwowaną we Wszechświecie, jak się ogólnie wierzyło, nie wskazują też na roztrajanie się drogi ewolucji.

Ruchy gazu w wyładowaniach elektrycznych

Być może jeden z najbardziej intrygujących związków pomiędzy wyładowaniami w laboratorium, w atmosferze ziemskiej, oraz w atmosferach gwiazdowych i galaktycznych jest ten istniejący pomiędzy ruchami gazu, spowodowanymi wyładowaniami. Nie chodzi tu o ruchy analogiczne do ruchów eksplozywnych w otaczającym gazie, którego rezultatem jest grzmot błyskawicy. Jest to ciągły przepływ najbardziej gorącego gazu, wzdłuż centralnego regionu kanału wyładowania. To drugie działa jak pompa wężowa, zasysająca gaz z regionów o wysokim prądzie i gęstości prądu, w regiony o obniżonym iloczynie tych dwóch wielkości.

Łuki i wyładowania piorunowe

R. C. Mason (12) pokazał, że ze względu na to, że naładowane elektrycznie cząstki płyną w kanale ze swoim własnym polem magnetycznym, są one ściskane przez pole i przemieszczają się ku środkowi, ku osi wyładowania. To skutkuje zwiększeniem ciśnienia gazu, będącym proporcjonalnym do iloczynu prądu i gęstości prądu.

Meacker (13) nakreślił później "oczywisty" wniosek, że ściśnięcie w kanale wyładowania, jak w punktach wyładowania łukowego na anodzie a katodzie, będzie rosło do dużych ciśnień i ruchu gazu w dół po gradiencie ciśnienia. Zatem po raz pierwszy satysfakcjonująco wyjaśniono anodowe i katodowe dżety łuków elektrycznych. King (14) pokazał w laboratorium, że dżety te mają wielką rolę w procesie elektrycznego spawania i wyjaśniają, czemu jest ono niezależne od grawitacji (pokazał również, że temperatura łuku spawalniczego jest znacznie wyższa, niż przytaczana zwykle 6000 - 7000 K, wynosi ona zwykle 15 000 do 20 000 K).

Ciśnienie będzie rosło wraz z iloczynem prądu i jego gęstości, ale prędkość gazu nie może wzrastać do nieskończoności. Jest ograniczona prędkością dźwięku w atmosferze o temperaturze wyładowania. Dla przykładu (1h), w wyładowaniu piorunowym temperatura waha się wraz z prądem w różnych błyskach, ale niemal zawsze leży gdzieś pomiędzy 50 000 a 100 000 K, i trwa przez okres setek mikrosekund lub milisekund. W tych zakresach temperatur oraz czasu, odległość unosząca kanał wyładowania przez gaz, i z której paruje materiał na powierzchni Ziemi, wynosi od 70 do 1000 cm. Wyjaśnia to obserwacje Israela i Wurma (15), że linie metali w widmie błyskawic widoczne są do wysokości około 2 m nad ziemią.

Gwiazdy długookresowe

Pierwsze pozaziemskie zastosowanie powyższych idei znów dotyczy wyładowań w atmosferze zmiennych gwiazd długookresowych (1k). Kiedy pomiędzy molekularnymi barierami absorbcyjnymi pojawiają się jasne linie emisyjne, wskazują one na obojętne i zjonizowane atomy metali, wodoru i helu, oznaczające temperaturę gazu od 5000 do 10 000K. Ponieważ ten gaz to przede wszystkim zjonizowany wodór, prędkość dźwięku w tych temperaturach będzie leżeć pomiędzy 8,5 a 12 km/s. to niezwykle wąski przedział prędkości, biorąc pod uwagę, że niezależnie od nowej teorii, prędkości gazu mogą być mierzone w milach na godzinę, milach na minutę, jednostki, dziesiątki lub setki mil na sekundę. Jakkolwiek wąski jest teoretycznie ten zakres prędkości, zawiera średnie prędkości uzyskane dla prędkości gazu przez dwa wiodące autorytety od tego typu gwiazd, na górze Mount Wilson. W gwiazdach tego typu absorbcja światła jest tak duża, że zfotografowano tylko to z wyładowań na bliskiej stronie gwiazdy, a widmo pokazuje rozciągnięte linie emisyjne przesunięte ku fioletowi, w porównaniu z tymi powstałymi w relatywnie stacjonarnej atmosferze. Z przesunięcia linii emisyjnych 72 gwiazd długookresowych, Merrill (10e) otrzymał średnią prędkość gazu, wynoszącą 11 km/s, podczas gdy z obserwacji widm 17 podobnych gwiazd nieregularnie zmiennych, joy (16) otrzymał prędkość 9 km/s.

Gwiazdy o widmie mieszanym

Jak było już widać, gwiazdy o mieszanym widmie są w wielu aspektach podobne do gwiazd długookresowych. Z punktu widzenia teorii ruchu gazów było cokolwiek niepokojące (11), że w jednej z tych gwiazd, AX Perseusza, Merrill (10f) zaobserwował przemieszczenie linii emisyjnych względem linii absorbcyjnych, co było ekwiwalentem prędkości osiągających 110 km/s. Ponieważ prędkość dźwięku w gazie rośnie tylko z pierwiastkiem temperatury absolutnej, oznaczało to, że aby teoria była zachowana, w zimnej i rozleglej atmosferze tej gwiazdy, temperatura gazu w wyładowaniu musi osiągać 500 000 do 1 000 000 K. Aczkolwiek teoria jest zachowana, dzięki unikalnie zaskakującej obserwacji, opublikowanej przez Swingsa i Struve'a (17), którzy pokazali, że niektóre z linii emisyjnych AX Perseusza pochodziły z Fe VI, Fe VII, a nawet możliwe, że Fe X, tzn. z sześciokrotnie, siedmiokrotnie, a nawet dziesięciokrotnie zjonizowanych atomów żelaza, do których powstania potrzebny jest gaz o temperaturze około miliona kelwinów, potrzebny do osiągania wysokich prędkości [przez dźwięk].

Galaktyczne wyładowania elektryczne

Ten trend osiowych temperatur wraz ze zwiększaniem się skali wyładowań kosmicznych również nie może iść w nieskończoność. Nadchodzi czas, kiedy osiągane są takie temperatury, w których dąży się w laboratoriach, a mianowicie takie, w których dochodzi do reakcji termojądrowych. Gdy wytwarzane są one w dostatecznej ilości, wówczas wytwarzane przez nie ciśnienie gazu równoważy siłę ściskającą pola magnetycznego, przez co zapobiega się dalszemu wzrostowi temperatury.

Zamiast przebiegać w deuterze, jak to ma miejsce w przypadku laboratoryjnych prób zainicjowania fuzji jądrowej, kosmiczne wyładowania zachodzą w gazie złożonym w 80% z wodoru, z czego druga część to w 10% deuter, 20% hel i ułamkowe procenty innych pierwiastków. Eksperci przypuszczalnie się zgodzą, że w warunkach wielkich kosmicznych wyładowań, do osiągnięcia reakcji jądrowej na wielką skalę potrzebne są temperatury 10⁸ do 10⁹K. W tych wielkich kosmicznych wyładowaniach będą więc obserwowane dla tych temperatur prędkość gazu od 1750 do 5400 km/s, co jest prędkością dźwięku w zjonizowanym wodorze w tych temperaturach. Takie wyładowania galaktyczne zostały przebadane przez Seyferta (18) na Mount Wilson. Przebadał on widmo emitowane przez jasne łaty emisyjne w niektórych mgławicach pozagalaktycznych. W wyładowaniach tych dostrzeżono prędkość oddalania, jak i prędkość nadbiegania, a więc linie emisyjne są raczej rozszerzone niż przesunięte. Prędkości, jakie zanotował Seyfert są z zakresu 1800 do 4250 km/s, co jest dobrą zgodnością z powyższym, "teoretycznym" zakresem prędkości.

Kosmiczne źródła radiowe

Z nowego punktu widzenia ciekawą obserwacją jest otrzymanie przez Baade i Minkowskiego (19) prędkości gazu w dobrze znanym źródle radiowym - NGC 1275, widocznej na Il. 1. Zauważyli oni, że gaz w wyraźnie widocznych ramionach porusza się z prędkością ok 5250 km/s, podczas gdy ten w słabiej zarysowanych łatach w tle porusza się z prędkością 8250 km/s. Zasugerowali więc, że źródło jest miejscem kolizji pomiędzy dwoma mgławicami lub galaktykami, poruszającymi się z tymi dwiema prędkościami. Autor zasugerował (1m), że przynajmniej niektóre z tych poza galaktycznych źródeł radiowych są galaktykami, w których promieniste pole elektryczne załamuje się i neutralizuje w elektrycznym wyładowaniu, co ostatecznie prowadzi do ukształtowania się ramion spiralnych, dla których powstania wciąż nie ma satysfakcjonującej teorii. Z tego punktu widzenia, kanały w NGC 1275 są kanałami wyładowań, a gaz w nich został przyspieszony do prędkości ok 3000 km/s w linii wzroku przez gradient ciśnienia, spowodowany magnetycznym skurczem w galaktycznym wyładowaniu.

Il. 1. Fotografia przedstawiająca źródło radiowe NGC 1275, zrobiona 200-calowym teleskopem w Mount Molnar Obserwatory (ll3600-5000 Å).

Il. 2. Fotografia źródła radiowego NGC 4486 wykonana 200-calowym teleskopem w Mount Molnar Obserwatory (ll3600-5000 Å).

Światło z wyładowań po drugiej stronie galaktyki może być utracone w pyłowej atmosferze mgławicy. Trudność w fotografowaniu tych kanałów wyładowań, nawet po widocznej stronie mgławicy, zilustrowano na Il. 2 i 3. Długość kanału wyładowania w tym źródle radiowym, NGC 4486, wynosi 300 ps, podczas gdy szerokość - około 30 ps. Parsek to około 19 milionów milionów mil.

Szkłowski pokazał (20), że mechanizm wytwarzający fale radiowe może być wyjaśniony promieniowaniem synchrotronowym, emitowanym przez niezwykle szybkie elektrony poruszające się w polu magnetycznym. Aczkolwiek światowi astrofizycy zgromadzeni w U.S.A. (21) nie mają żadnych przesłanek na to, skąd mogłoby się wziąć owo pole magnetyczne lub relatywistyczne elektrony, zatem w stanie obecnym, zatem to "wyjaśnienie" pozostawia wiele do życzenia. Tym życzeniem może być teoria wyładowania elektrycznego, opisującego zjawisko. Prąd płynący w wyładowaniu w oczywisty sposób dostarcza wymaganego pola magnetycznego. Co do prędkich elektronów, prędkość gazu wynosi 1800 do 5400 km/s. Prędkości elektronów będą 40-krotnie większe, bądź będą wynosiły 7,2 × 10⁹ do 2,16 × 10¹¹ cm/s. Teoretyczny zakres prędkości zgadza się więc z teorią Szkłowskiego.

Il. 3. Fotografia centralnych regionów NGC 4486, wykonana 100-calowym teleskopem w Mount Wilson Obserwatory (l < 4000Å).

Na wcześniejszym sympozjum I.A.U. (22) uzyskało rozgłos przewidywanie Szkłowskiego, jakoby promieniowanie z NGC 4486 powinno być spolaryzowane zgodnie z teorią promieniowania synchrotronowego, oraz badania Baade'a potwierdzające to przewidywanie. Aczkolwiek wiele lat temu (1p) autor wskazał, że promieniowanie z tych dużych, pojedynczych wyładowań elektrycznych powinno być spolaryzowane, oraz, że można go szukać na przykład w początkowym stadium nowej. Jako rezultat tego przywidywania, obserwacje tego typu zostały wprowadzone do programu obserwacji obserwatorium na Mount Wilson do następnego jasnego rozbłysku nowej.

Można przyjrzeć się zjawiskom w galaktycznym źródle radiowym, mgławicy Krab, którego promieniowanie, tak optyczne jak i radiowe, jest podobne do tego z NGC 4486. Jako rezultat badań, Woltjer (23) wydedukował, że zmienne kierunki polaryzacji można wytłumaczyć prądami elektrycznymi płynącymi wzdłuż włókien gazowych. Konkluzja, że te włókna są kanałami wyładowań elektrycznych wydaje się nieunikniona. Obserwowane prędkości gazów wynoszące 1000 km/s pozwalaja ustalić ich temperaturę na 3 × 10⁷ K.

Szkłowski ustalił, że jeśli cały metagalaktyczny szum radiowy pochodzi z "dżetów' lub wyładowań elektrycznych, jak w NGC 4486, wówczas obecnie jeden procent wszystkich galaktyk powinien być na tym etapie. Można z tego obliczyć prędkość rozchodzenia się tych wyładowań, ponieważ, zgodnie z teorią wyładowań, skala czasowa zjawiska zdeterminowana jest prędkością. Wiek mgławic wynosi 10⁹ do 10¹⁰ lat, więc jeżeli w każdym czasie jeden procent przechodzi przez ową fazę, musi ona trwać 10⁷ do 10⁸ w każdej mgławicy. Jako, że długość wyładowania jest rzędu 10⁴ do 10⁵ lat świetlnych, prędkość rozchodzenia się będzie wynosiła 10^-3 prędkości światła, czyli tego samego rzędu, co prędkość propagacji wyładowania w atmosferze ziemskiej lub gwiazdowej. Jest to rezultat spodziewany w teorii a priori (1n), jako, że prędkość rozchodzenia się elektrycznego załamania zależy od iloczynu drogi swobodnej gradientu potencjału. Jeden jest bezpośrednio, a drugi odwrotnie proporcjonalny do gęstości gazu, zatem prędkość propagacji powinna być niezależna od gęstości gazu, nawet z zakresu gęstości 10²⁰ do 1, objętego przez rozważane atmosfery.

Obecnie do mgławic galaktycznych wkracza kolejny czynnik, który zmienia naturę procesu rozchodzenia się wyładowania. Niemniej, jak będzie pokazane, nie dotyczy to materialnie powyższego argumentu.

Populacje gwiazdowe I i II

Kolejne ważne pytanie, z którym istotnie wiąże się teoria wyładowań, dotyczy pochodzenia dwóch gwiazdowych populacji w galaktykach (1q). Mgławice kuliste i eliptyczne w których nie doszło jeszcze do głównego wyładowania galaktycznego (1a), zawierają gwiazdy populacji II. Są to, wg nowej teorii, najstarsze gwiazdy, które formowały się jednocześnie z rotacyjną formą mgławicy, oraz z tworzeniem się ogólnie radialnego pola elektrycznego w gazowej atmosferze mgławicy, która otacza gwiazdy II populacji. Elektryczne załamanie się tego atmosferycznego pola elektrycznego doprowadza do powstania bądź to mgławicy nieregularnej z mgławicy kulistej, lub też mniej lub bardziej zarysowanej mgławicy spiralnej, z bardziej lub mniej eliptycznej. Starsza II populacja gwiazd będzie nieznacznie dotknięta występowaniem wyładowań. Te drugie będą mieć jednak zauważalny efekt na rozłożenie gazu i pyłu w mgławicy. Zgromadzą się one w kanałach wyładowań - ramionach spiralnych - przez efekt skurczu magnetycznego, co zostało de facto obficie potwierdzone różnymi obserwacjami, optycznymi i radiowymi. Tam, w gazie o mocno zwiększonej gęstości, względnie szybko pojawia się druga populacja młodszych, mniejszych gwiazd.

Z tego punktu widzenia, ta druga populacja gwiazd, odpowiadająca populacji I Baade'a, powinna się uformować wzdłuż kanału wyładowania, nakładając się na, lub przechodząc przez, populację II, ukształtowaną podczas wcześniejszej fazy kulistej lub eliptycznej.

Zgodność tej konkluzji z obserwacjami zobaczymy z poniższego opisu (24) (pochyła czcionka autora):

Galaktyka spiralna miesza właściwości galaktyk mgławic eliptycznych i nieregularnych. Spłaszczone spiralne ramiona zasiedlane są przez te same obiekty, które charakteryzują nieregularne układy - pył, gaz i niebieskie super olbrzymy. Spiralna struktura jest zagnieżdżona, oraz obracająca się wewnątrz pozbawionego struktury substratu, który w ogólnych własnościach przypomina galaktykę eliptyczną, w szczególności przez obiekty, które go zasiedlają.

Nowa teoria propagacji kosmicznych wyładowań elektrycznych

Główna idea, poza wymienionymi zastosowaniami, jak wyrażono to w części wprowadzającej, polega na studiowaniu różnych zjawisk - powstawania atmosferycznych pól elektrostatycznych, wyładowań elektrycznych, etc. - w szerokim zakresie skal. Nowa teoria propagacji wyładowania dotyczy wszakże tylko załamania się pola elektrycznego w kosmicznych atmosferach, i nie ma żadnego zastosowania w długich iskrach lub wyładowaniach piorunowych na Ziemi. Dla tego ostatniego teoria załamania się termicznie zjonizowanej kolumny wyładowania łukowego jest kompletna podczas stosowania się do niej lidera krokowego (1g,h). Teoria obecnie zaproponowana jest zaledwie rozwinięciem tej koncepcji, gdy temperatura lidera krokowego osiąga odpowiednie wartości - rzędu 8 milionów stopni.

Autor podkreślił powyżej oraz w przypisie (1n), że tak daleko, jak rozważany jest normalny proces rozładowania napięcia, nie ma powodu, aby spodziewać się zmian prędkości rozładowania wraz z gęstością gazu. Niemniej jednak, w kosmicznych wyładowaniach elektrycznych osiąga się punkt, w którym dochodzi do dramatycznej zmiany całego procesu. W już utworzonym kanale wyładowania tworzy się strumień gazu, płynący wzdłuż osi kanału ku jego postępującemu końcowi. Gdy temperatura kanału rośnie, wraz z nią rośnie prędkość strumienia. Gdy prędkość osiąga około 5 × 10[?] cm/s, czyli gdy temperatura w osi osiąga 8 milionów stopni, wówczas prędkość gazu przekracza tą dla normalnego procesu rozładowywania napięcia w atmosferze wodorowej, która jest prawdopodobnie mniejsza niż 5 × 10⁷ cm/s. Tym samym propagacja wyładowania będzie zależała od dżetu gorących gazów, a jej szybkość od jego temperatury. Stają się wówczas możliwe prędkości do 4000 km/s.

Burze magnetyczne

Ostatnie spostrzeżenie w poprzedniej sekcji może pomóc rozwiązać trudność, z którą musi się skonfrontować nawet teoria wyładowań elektrycznych. Dotyczy ona burz magnetycznych następujących w jakieś 1 do 4 dni po rozbłyskach słonecznych. Chociaż przy powierzchni Słońca nie zaobserwowano prędkości gazów większych niż 600 do 700 km/s, najkrótszy okres, wynoszący 1 dzień, daje średnią prędkość strumienia cząstek wynoszącą 2000 km/s. Sytuacja jest jeszcze bardziej kłopotliwa przez niedawną obserwację Meinel'a (25), wg której podczas zorzy i jednoczesnej burzy magnetycznej, protony przybywające na Ziemię miały prędkości ponad 3 500 km/s, ok 5 razy większą, niż maksymalna prędkość materii obserwowana w wyrzutach na powierzchni Słońca.

Jak zobaczymy z teorii (1a), przedział czasowy reprezentuje czas potrzebny na rozejście się wyładowania elektrycznego przez ogromną atmosferę słoneczną. Nowe rozwinięcie propagacji wyładowania oferuje możliwe rozwiązanie. Wyładowania elektrycznych, co już było wykazane, mogą przyspieszyć cząstki do maksymalnej prędkości cząstek obserwowanych w burzach magnetycznych.

W rzeczy samej, istnienie górnego limitu rzędu 3000 do 4000 km/s względem prędkości w szerokiej gamie wyładowań w kosmicznych atmosferach sugeruje, że odpowiadające temperatury wyładowania, około 400 milionów stopni, są takimi, przy których najważniejszymi stają się procesy nuklearne.

Epilog

Była to próba pokazania wielkie pole do popisu mogą mieć wyładowania elektryczne w gazach, gdy się ponownie oceni wiele zjawisk astrofizycznych z punktu widzenia wyłożonym na poprzednich stronach.

W liście, wspomnianym wcześniej w niniejszej publikacji, Benjamin Franklin zacytował pasaż ze swojego "protokołu" z eksperymentów, w którym wyliczył dwanaście szczegółów, w których elektryczna ciecz jest w zgodzie z piorunem. Kontynuował:

Elektryczny płyn jest przyciągany przez punkty. Nie wiemy, czy taka właściwość jest w piorunie.Ale ponieważ jest zgoda we wszystkich szczegółach, w których możemy je porównać, czy nie jest możliwe, że zgadzają się również w tym? Zróbmy eksperyment.

Ostatnie zdanie jest z pewnością jednym z najbardziej płodnych w historii elektryczności, i przypuszczalnie było znane Marconiemu! Sugerując krok w ciągle rosnącym pierwiastku tego samego zagadnienia - elektryczności w gazach, autor nie może niefortunnie zakończyć tej pracy na temat porównania różnych zagadnień z podobną sugestią. Może tylko zasugerować, że obserwacje z różnych gałęzi astrofizyki, objętych szerszymi zagadnieniami, powinny być przestudiowane z nowego punktu widzenia, oraz ma nadzieję, że zademonstrowane tu pierwsze owoce takiego postępowania są co najmniej obiecujące.

Bibliografia

1. C.E.R. Bruce:

   1. Engineer, 17 sierpnia (1956)
   2. Phil. Mag., wol. 46, s. 1123 (1955)
   3. Quart. J. Roy. Met. Soc., wol. 81, s. 265 (1955)
   4. Compl. Rend., wol. 242, s. 2101 (1956)
   5. J.I.E.E., wol, 88, (II), s. 487 (z R. H. Golde)(1941)
   6. Proc. Roy. Soc. A, wol. 183, s. 228 (1944)
   7. "Recent Advances in Atmospheric Electricity", red. L. G. Smith, London, Pergamon Press, 1958, s. 461
   8. Observatory, wol. 75, s. 82 (1954)
   9. Observatory, wol. 77, s. 107 (1957)
   10. Observatory, wol. 77, s. 153 (1957)
   11. Phil. Mag., wol. 3, s. 539-1328 (1958)
   12. J. I. E. E., wol, 6, s. 315 (1959)
   13. Observatory, wol. 69, s. 193 (1949)
   14. E. R. A. Report, Ref. Z/T117, "Evolution of Extra-galactic Nebulae and the Origin of Metagalactic Radio Noise," 1958.
2. Stephen Gray, Phil. Trans. Roy. Soc., wol. 37, s. 18 (1731).

3. P. E. Shaw:

   1. Nature, wol. 118, s. 659 (1926)
   2. Proc. Roy. Soc. A, wol. 122, s. 49 (1928).
4. Roy. Met. Soc., Discussion, 18 maja, 1955.
5. "The Thunderstorm," red. H. R. Byers, Washington, U. S. Dept. of Commerce, 1949, s. 89.
6. J. A. Chalmers, in "Recent Advances in Atmospheric Electricity", pod red. L. G. Smith, London, Pergamon Press, 1958, s. 309.
7. J. Kuettner and R. Lavoie, ibid., s. 391.
8. B. Vonnegut and C. B. Moore, ibid., s. 399.
9. T. E. Allidone, prywatna korespondencja z autorem.

10. P. W. Merrill:

    1. Astrophysical J., wo1. 106, s. 274 (1947)
    2. Ibid., wol., 71, s. 285 (1930)
    3. "Spectra of Long-Period Variable Stars," Chicago, University of Chicago Press, 1940, s. 84
    4. Ibid., s. 105
    5. Astrophysical J., wol. 93, s. 397 (1941)
    6. Ibid., wol. 99, s. 481 (1944).
11. L. H. Aller, Pub. Dom. Astrophysical Obs., wol. 9, s. 353 (1954)
12. Patrz P. L. Bellaschi, Electrical Engr., wol. 56, s. 1256 (1937).
13. H. Maecker, App. Sci. Res. B, wol. 5, s. 231 (1955).
14. L. A. King, Publikacja do Physical Society's Conference on Discharges in Gases, Swansea, Sept. 1958.
15. H. Israel i K. Wurm, Wiss. Arb. Deutsch. Met. Dien., wol. I, s. 48 (1947).
16. A. H. Joy, Astrophysical J., wol. 96, s. 141 (1942).
17. P. Swings i O. Struve, Ibid., wol. 91, s. 546 (1940).
18. C. K. Seyfert, Ibid., wol. 97, s. 28 (1943).
19. W. Baade i R. Minkowski, Ibid., wol. 119, s. 215 (1954).
20. I. S. Shklovsky, Proc. I. A. U., 1956, Publikacja nr 36, Cambridge University Press, 1957, s. 205.
21. Rev. Modern Phys., wol. 30, s. 1042 and 938 (1958). (Patrz również s. 925 gdzie omówiono fiasko obecnych teorii próbujących wyjaśnić oddziaływania pomiedzy pozagalaktycznymi mgławicami, z których niektóre są przynajmniej ilościowo wyjaśnione przez teorię wyładowań.)
22. "Radio Astronomy," Sympozjum nr 4 I. A. U., pod red. H. C. van de Hulst, Cambridge University Press, 1957, s. 207.
23. L. Woltjer, Bull. Astronomical Inst. Netherlands, wol. 14, (483), s. 39 (1958).
24. C. Payne-Gaposchkin, "Variable Stars and Galactic Clusters," London, Athlone Press, 1954.
25. A. B. Meinel, Astrophysical J., wol. 113, s. 50 (1951).

Link do oryginału: http://www.catastrophism.com/texts/bruce/cosmic.htm

Nowe podejscie w astrofizyce i kosmogonii

C. E. R. Bruce

M.A., B.Sc., A.M.I.E.E., F.R.A.S.

@. 1944. Wydrukowano przez Unwin Brothers Limited London and Woking

Pamięci mojej matki

Treść

1. Wprowadzenie
2. Słońce
   
   1. Fotosfera
   2. Warstwa odwracająca
   3. Chromosfera
   4. Fakule
   5. Plamy
   6. Korona
3. Długo okresowe gwiazdy zmienne
4. Nowe
5. Gwiezdna ewolucja
6. Narodziny układów planetarnych
   
   1. Dwie rodziny planet
   2. Asteroidy
   3. Elektryczny potencjał: masy i odległości planet
   4. Pochodzenie rotacji
7. Pochodzenie układów podwójnych i wielokrontych
8. Komety
   
   1. Fizyczna charakterystyka
   2. Dynamiczna charakterystyka
9. Mgławice poza galaktyczne
10. Siły uniwersalne

(1) Wprowadzenie

Brak sukcesów w wyjaśnianiu głównych zjawisk astrofizycznych pozostawia drogę dla pewnych całkowicie nowych podejść do tematu. Celem niniejszej publikacji jest zaprezentowanie takiego podejścia. Bazuje ono na uznaniu faktu, że duże masy grawitacyjne, oprócz bycia miejscami uwalniania energii, są źródłem prędkich cząstek naładowanych, które z czasem formują dużą, naładowaną atmosferę, tak więc masy wykraczające poza pewien rozmiar stają się centrum rozległego, i niemal promienistego pola elektrycznego. Pola te w naturalny sposób rozpoczynają proces przewodzenia, dążący do ich neutralizacji, a to prowadzi do wyładowań elektrycznych, obecnych w danych astrofizycznych, i dodatkowo determinują naturę i kierunek wszechświatowej ewolucji.

Większość tej opisującej główną zasadę czy hipotezę pracy pozostaje zaledwie wstępem, poczynionym z obserwacyjnych faktów astrofizyki, dla których zdaje się to być satysfakcjonujące wyjaśnienie. Jednak dalsze zgłębianie tematu pokazało, że taki proces powstawania elektrycznej atmosfery jest naturalnym rezultatem dedukcji, biorącej pod uwagę naturę jądra gwiazdy, oraz atomowo jądrowego procesu, z którego gwiazda bierze energię. Okazuje się, że w środku gwiazdy musi istnieć pseudo-przepuszczalne jądro, w którym wszystkie atomy są pozbawione elektronów, i w którym absorbcja i emisja promieniowania jest zastąpiona występowaniem reakcji jądrowych. W początkowej fazie kondensacji, pod wpływem akrecji grawitacyjnej, takie jądro będzie praktycznie całą gwiazdą, w której każdy element czy korpuskuła posiadałaby tą samą, niezmiernie dużą temperaturę. Każde jądro atomowe, które spróbowałoby posiadać strukturę atomową, zostałoby wypchnięte, gdyż posiadałoby względnie dużą powierzchnię kolizyjną. W takiej temperaturze zaczynają odgrywać swoją rolę reakcje, rozważane przez Atkinsona i Houtermannsa, przez co uwalniają się cząstki o bardzo wysokiej energii. Przy braku cząstek o strukturze atomowej, mogą być one zdolne do opuszczenia jądra gwiazdy z dużą prędkością. Nawiązując do Milne'a (Nature, 27 maja 1944, s. 658), taki zupełnie zjonizowany stan może istnieć w białych karłach, i będzie później wykazane, że w obecnej teorii białe karły są słabymi gwiazdami, w których większość otaczającej je materii została wyrzucona od jądra przez wyładowanie nowej, wystawiając na widok publiczny głębsze warstwy.

Proponowaną teorię wspiera, o ile nie potwierdza, szereg innych dowodów. Po pierwsze zostało wykazane przez Waldmeiera i innych, że z korony słonecznej przybywają do nas naładowane jądra atomowe o dużych prędkościach. Musi to z czasem prowadzić do powstania wokół Słońca rozległej, naładowanej dodatnio atmosfery. Okazuje się, że muszą istnieć naładowane cząstki posiadające znacznie większe prędkości, ze względu na wielką rozłegłość atmosfery, i w tym kontekście interesująco jest wspomnieć o odwrotnej relacji, odnalezionej pomiędzy zaburzeniami słonecznymi a względną intensywnością promieni kosmicznych, oraz o fakcie, że Burkland wywnioskował niedawno ze swoich studiów nad warstwą F₂ jonosfery, że pewne obserwowalne efekty można wyjaśnić wkraczaniem w górną atmosferę dodatnich cząstek o dużej prędkości.

Można podkreślić po raz kolejny, że istnienie takiej rozległej, słabej, naładowanej atmosfery, jak głosi teoria, jest dobrze znanym faktem, a w dodatku atmosfery takie odnajdywane są wokół tych rodzajów gwiazd, które wg teorii powinny wkraczać w najbardziej zaawansowane stadium rozwoju, mianowicie wokół gwiazd o najstarszym typie widmowym. Cytując z opisu Russela, Dugana i Stewarta na temat gwiazdy podwójnej^[xi] Aurigae: Na jakiś tydzień przed tym, jak mniejsza gwiazda weszła w zaćmienie, w widmie pojawiły się nowe linie absorbcyjne: H, Ca⁺, Ti⁺, etc., pokazując, że duża gwiazda jest otoczona niezwykle rozległą i rozrzedzoną gazową otoczką, przez którą przechodziło światło gwiazdy B. Podwójna [epsilon] Aurigae jest podobnym przypadkiem, obserwowane zaćmienie jest spowodowane przez przejście towarzyszącej gwiazdy za półprzezroczystą otoczka atmosfery drugiej gwiazdy.

Zatem najbardziej fundamentalne wymogi teorii zostały potwierdzone.

(...)

Większość widocznych wyładowań elektrycznych spowodowanych kosmicznym polem elektrycznym jest czymś, co jest nam znane z laboratoriów, ale na niewyobrażalną skalę. Względnie stabilne zjawiska, otrzymywane są ze względnie stabilnych wyładowań, łuk i żarzenie, na przykład, zaś krótkie i eksplozywne z krótkich wyładowań, typowych dla iskrzenia. Jest to szkielet, na którym opiera się sedno cyklicznego procesu wszechświatowej ewolucji. To ostatnie zawiera grawitacyjną kondensację i powstanie elektrycznie naładowanej atmosfery, po czym ostatecznie następuje katastrofalna neutralizacja. To z kolei jest początkiem kolejnego cyklu, zneutralizowana materia oryginalnej atmosfery kondensuje się, a każda z powstałych mas znowu staje się z czasem środkiem rozległego, radialnego pola elektrycznego. Proces ten w widoczny sposób zachodzi od Wszechświata do mgławic, od mgławic do gwiazd, od gwiazd do planet, oraz czasami również do ich satelitów.

(2) Słońce

(2.1) Fotosfera

"Powierzchnia" Słońca przedstawia przykład względnie stabilnego procesu ciągłej neutralizacji. Nie jest zbieżnością, że fotosfera posiada strukturę, temperaturę oraz widmo łuku elektrycznego, posiada charakterystykę luku, ponieważ jest łukiem elektrycznym, lub też dużą ilością równoległych łuków. Łuki te prowadzą do szybkiego zneutralizowania ładunku zgromadzonego w pobliżu, nie są więc stałymi wyładowaniami, lecz raczej krótkotrwałym iskrzeniem. Łuki ciągle więc pojawiają się i zanikają. Jest to widoczne w formie granulacji słonecznej powierzchni.

(2.2) Warstwa odwracająca

Każde wyładowanie rozchodzi się w górę swoimi końcówkami, będącymi odpowiednikami wyładowania pilotującego (lider) - jest tak w przypadku przerywania lub iskrzenia. Warstwa odwracająca to ten region atmosfery Słońca, przez którą widać końcówki ikrzenia są widoczne. Jako skutek promieniowania z tej warstwy, co obserwuje się jako " błyskawicowe widmo", zawiera ona wzmocnione lub iskrowe linie, w przeciwieństwie do linii łuków w samej fotosferze.

(2.3) Chromosfera

Nagła zmiana w wyładowaniu elektrycznym, w miejscu, gdzie osiągnięte zostaje ciśnienie rzędu jednej setnej atmosfery, rozjaśnia jedną z największych trudności tematu, mianowicie wyjaśnia jasną, wyraźnie zaznaczoną powierzchnię gwiazd. Poniżej tego ciśnienia nie może dłużej istnieć łuk elektryczny, a wyładowanie przechodzi w tryb żarzeniowy o niskim prądzie, a wysokim woltażu, wciąż świecące i zdolne do powodowania szerokiej gamy kolorowych efektów, co skłoniło Sir Normana Lockyera do nazwania tego regionu chromosferą. Laboratoryjne wyładowanie żarzeniowe przestaje być widoczne przy ciśnieniu około 10^-5 atmosfery, co daje górny limit dla ciśnienia na powierzchni chromosfery, wartość dość dobrze zgadzającą się z innymi ustaleniami, podczas gdy wyliczona teoretycznie wartość ciśnienia na powierzchni fotosfery, 10^-2 atmosfery, zgadza się bardzo dobrze z ostatnimi ustaleniami na ten temat. Teoria bardzo podobnie tłumaczy ciekawą strukturę chromosfery, która została trafnie porównana do źdźbeł trawy, lub "jakby niezliczona ilość dżetów nagrzanego gazu wychodziła przez wentyle i przetchliny na całej powierzchni". Każde źdźbło lub dżet reprezentuje oddzielny kanał wyładowaniowy, którego kierunek zmienia się w zależności od pobliskich pól elektromagnetycznych, w ogólności zaś cały opis chromosfery, np ten w The Sun Abetti'ego, jak zobaczymy, okaże się dobrze pasować do prezentowanej teorii.

Il. 1. Wysokość chromosfery obserwowana przez Arcetri i odniesiona do kwadrantu brzegu tarczy słonecznej.

(2.4) Fakule

Istnienie na powierzchni fotosfery granicy przejścia od łuku do żarzenia a także obniżenie ciśnienia wraz z wysokością, działa jak dźwignia sterująca tempem neutralizacji. Na chwilę przelot cząstek tworzących zewnętrzne warstwy atmosfery jest w ten sposób ułatwiony, tempo neutralizacji jest znacznie opóźnione, jako, że w porównaniu do trybu łukowego, wyładowanie żarzeniowe i ciemne cechują się jedynie niewielkim przepływem prądu. Rezultatem tego jest stopniowe gromadzenie się, podczas cyklu słonecznego, kosmicznych naładowanych cząstek i pól elektrycznych ponad powierzchniami fotosfery i chromosfery, dopóki nie staną się one zdolne do wywołania nagłego wyładowania lub fakuli. To, że ogólne ciśnienie atmosfery słonecznej powinno być, zwłaszcza na równiku, wyższe w okresach dużej aktywności, będzie widoczny ze zmian wysokości chromosfery podczas cyklu słonecznego, pokazanych na Il. 1 za The Sun Abetti'ego. Wyładowania te rozchodzą się z prędkością rzędu 10⁷ centymetrów na sekundę, przyspieszając w regionach rozrzedzonego gazu do 10⁸ cm/s, które to wartości zgadzają się z dobrze z tymi obserwowanymi w przypadku ziemskich piorunów. W praktyce wszystkie obserwowane charakterystyki tych rozbłysków można wyjaśnić następująco: nagłość zdarzenia i jego wstrzymanie; zawijanie się o siebie samego lub w słonecznym polu magnetycznym, jak w dobrze znanych fotografiach Petita, zreprodukowanych na Il. 2., w przypadku których trudno o lepszy przykład wyładowania elektrycznego, rozszerzającego się we własnym polu magnetycznym; jednoczesność rozbłysków, drugi jest poddany promieniowaniu ultrafioletowemu pierwszego; ich wpływ na kanały wyładowań żarzeniowych w chromosferze, wszystkie kanały w sąsiedztwie dużej fekuli są zagięte w tym samym kierunku polem magnetycznym dużego wyładowania; fakt, że końcówka a wyładowania jest najjaśniejszym regionem , mimo gwałtownej propagacji w obszary o nawet większym rozrzedzeniu; ilość opadającej materii, która później znajduje się w górnej atmosferze przed rozpoczęciem wyładowania; istnienie wyładowań, które biorą swój początek nawet 120 000 mil nad powierzchnia Słońca, co w naturalny sposób jest nie do wytłumaczenia przez obecne teorie, ale daje się łatwo wytłumaczyć jako biorący początek z chmury ładunków kosmicznych, tak jak normalny piorun bierze swój początek w ładunku chmury burzowej.

Il. 2. Wybuchowy rozbłysk z 15 lipca 1919 (Petit). Od dołu do góry: 3 godz. 8 m., 3 godz. 52 n,.., 4 godz. 7 m., G.M.T.)

(2.5) Plamy

Ważnym rezultatem tych ogromnych wyładowań wydrenowanie prądu w sąsiednich łukowych kanałach fotosferychnych oraz zgaszenie tych łuków. Rezultatem jest plama słoneczna. Jeśli wyładowanie było dostatecznie intensywne, następne plamy mogą się pojawić bez bezpośredniej przyczyny, jak się to dzieje w pobliżu biegunów. Aczkolwiek, jak tego wymaga teoria, plamom zawsze towarzyszą fakule, i w rzeczy samej są one ich następstwem.

Prawie wszystkie charakterystyki plam słonecznych są tłumaczone przez nową teorię: ich częste występowanie w parach wypływa z zagięcia wyładowania, z którym są związane, a ich względna stabilność - z połączenia z głównym kanałem wyładowania. Ruch południkowy dwóch plam jest ledwo innym aspektem rozszerzania się wyładowania w jego własnym polu magnetycznym. Separacja powierzchni Słońca na dwie półsfery - ponieważ skierowane promieniście łuki mogą być traktowane jako posiadające przeciwnie skierowane komponenty w kierunku osi obrotu Słońca, więc efekt elektromagnetyczny spowodowany rotacją będzie odwrotny na każdej półsferze. Niezależność pól magnetycznych plam, oraz kierunek wirów, które czasem je otaczają, oraz niska temperatura plam. Ta ostatnia cecha, niewytłumaczalna na gruncie teorii termicznej, wynika z faktu, że łuk elektryczny jest niestabilny zarówno pod małym, jak i dużym ciśnieniem, szczególnie w atmosferze złożonej głównie z wodoru, co powoduje powstawanie wyładowania żarzeniowego o znacznie niższej temperaturze, co z kolei powoduje też fotosfera formuje wokół wąską warstwę wyższej temperatury.

(2.6) Korona

Tajemniczo otaczająca Słońce korona jest dopiero od niedawna intensywnie poznawana, głównie za sprawą pracy Grotriana i Edlen, którzy pokazali, że jej linie emisyjne wskazują na silnie naładowane atomy żelaza i innych pierwiastków, które, jeśli są wzbudzone termicznie, musiałyby wymagać temperatury rzędu dwóch milionów stopni. Aczkolwiek, obserwacje te można łatwo wytłumaczyć teorią wyładowania, ponieważ przy ciśnieniu 10^-5 atmosfery średnia wolnych trajektorii jest rzędu centymetra, a pole elektryczne potrzebne do uzyskania takiego widma wynosi 400 V/cm, czyli rzędu jak w wyładowaniu żarzeniowym, jakie ma miejsce w chromosferze.

(3) Długookresowe gwiazdy zmienne

Zewnętrzna, naładowana atmosfera wywiera ściskający efekt na jądro, zatem w miarę, jak z wiekiem ciśnienie atmosferyczne rośnie, a próg przejścia wyładowania łukowego w żarzeniowe przesuwa się na zewnątrz, gwiazda stopniowo przekształca się z małej i "gorącej" w dużą i "chłodną". Ogólny gradient ciśnienia atmosferycznego spada, podobnie gwałtowność fakuli, a ta staje się coraz bardziej rozpoznawalna w trakcie cyklu gwiazdowego. Z czasem gwiazda staje się czerwona lub długookresowo zmienna. Jasne linie w jej widmie, jedna z cech, po których można te gwiazdy łatwo rozpoznać, pochodzi z tych rozległych wyładowań. Materia neutralizowana przez wyładowanie opada z powrotem w kierunku fotosfery, powodując powstawanie linii absorbcyjnych przesuniętych ku czerwieni. Na tej podstawie da się wyjaśnić wszystkie cechy tego typu gwiazd.

(4) Nowe

Ponieważ gwiazdowa atmosfera cały czas się powiększa, przychodzi czas, kiedy jedno z tych fakularnych wyładowań wchodzi w krytyczny etap w swoim rozwoju, rozchodząc się w sposób niekontrolowany, i doprowadza do katastroficznego zneutralizowania całej naładowanej atmosfery. Jest to wybuch nowej, będący zaledwie incydentem w życiu gwiazdy, dotykającym tylko jej atmosfery i pozostawiając jądro praktycznie nienaruszone. Stan krytyczny może zostać osiągnięty w taki sposób, że przyciąganie materii atmosferycznej w kanał wyładowania przez ogromne siły elektryczne zaczynają przeważać nad przeciwdziałającym spadkiem ciśnienia, w miarę, jak wyładowanie wychodzi poza atmosferę.

Ponownie główna charakterystyka nowych okazuje się mieć satysfakcjonujące wyjaśnienie w nowej teorii. Początkowe zwiększenie w widmie ciągłym, gdy ciśnienie w kanale wyładowania jest większe niż 10^-2 atmosfery, po którym następuje porównywalnie duża zmiana w jasności w liniach widma, gdy łuk ustępuje miejsca żarzeniu, lub "trybowi chromosferycznemu", z odpowiadającą temu zmianą prędkości rzędu 10⁷ do 10⁸ cm/s lub więcej, a ostatecznie wystąpienie linii odpowiadających wyładowaniu w wysokiej próżni - wszystko to jest zgodne z teorią. Inna dziwna obserwacja, na którą nowa teoria daje odpowiedź, dotyczy szybkiego zwalniania wyrzuconej materii, zbyt szybkiego jak na siły grawitacyjne. Jednak w nowej teorii istnieją siły do tego zdolne, którymi jest zwrotne ciśnienie skompresowanej atmosfery pchanej przez wyładowanie, szczególnie widoczne w relacji pomiędzy prędkością rozchodzenia się wyładowania, a ciśnieniem gazów, żeby wymienić jedno.

(5) Gwiezdna ewolucja

Gwiezdna ewolucja również jest procesem cyklicznym. W miarę, jak wzrasta otaczająca gwiazdę atmosfera oraz siły przyciągania pomiędzy naładowaną atmosferą, a przeciwnie naładowanym jądrem, region przejściowy między trybem łuku a żarzenia cofa się na zewnątrz, co skutkuje zwiększeniem rozmiaru gwiazdy i zmniejszeniem gęstości prądu, a co za tym idzie, temperatury. Gwiazda stopniowo zmienia swój typ widmowy z O na M, do punktu, w którym kończy życie jako czerwona, przechodząc w nową, a następnie pojawia się jako biały karzeł, aby rozpocząć nowy cykl ewolucyjny. Podczas wybuchu część materii okręca się wokół jądra, przez co ciśnienie jest zredukowane, a region przejściowy między łukiem a żarzeniem się zmniejsza. Gwiazda ponownie staje się mała i "gorąca". Jak widać na Il. 3, dowody na taki cykliczny proces są widoczne przynajmniej na tablicach jasności bezwzględnej i typu spektralnego. Średnia wartość na końcu jednego cyklu odpowiada w przybliżeniu tej na początku następnego.

Trzy górne cykle prowadzą do stadium supernowej, podczas gdy ostatnia zmiana, od czerwonej do białego karła, do zwykłej nowej.

Il. 3. Gwiazdowa ewolucja i wyładowania nowych. Bazujące na danych z "Typy widma i jasności absolutnej", Smithsonian Physical Tables (1934), tabela nr 797. Szerokość oznacza standardowe odchylenie.

Teoria posiada dalsze poparcie z porównania rozkładu wartości w stadium pre-nowej (teoretyczne), z tymi obserwowanymi podczas maksimum jasności, jak widać na Il. 4. Należy tu zwrócić uwagę na ciekawostkę, że dwie jasne gwiazdy, Algol i Syriusz, które w czasach starożytnych zmieniły kolor zgodnie z teorią z czerwonego na biały, mają dokładnie taką charakterystykę, jak gwiazdy, które przeszły przez stadium odpowiednio drugiego i trzeciego typu nowej. Podczas swojego wybuchu, Syriusz musiał być jasny jak księżyc w pełni.

Absolutne wartości stadium przed nową (teoretyczne).

Absolutne jasności nowej podczas maksimum jasności (obserwacje: Zwicky).
Il. 4. Porównanie teoretycznej dystrybucji gwiazd w stadium przed nową, a gwiazdami w stadium nowej w maksimum jasności. Uwaga: skala pionowa jest jednakowa dla obu diagramów, ale pozycja stanów nowa - pre-nowa pozostaje do ustalenia.

(6) Narodziny układów planetarnych

Materia zneutralizowana w wyładowaniu nowej stopniowo się gromadzi, będąc owijana wokół jądra przez wyładowanie. Pierwszym etapem w formowaniu jest duża chmura pyłu, powodująca czerwienienie światła gwiazd, dokładnie tak, jak obserwuje się to w przypadku gwiazd typu B, które w wielu przypadkach reprezentują typ post-nowej. Końcowym efektem kondensacji jest rodzina planet, asteroid i komet, innymi słowy, narodziny układu planetarnego.

Oprócz występowania wszystkich planet w tej samej płaszczyźnie, nowa teoria ma wiele zalet nad swoimi poprzednikami, włączając w to następujące rzeczy: kondensowanie się materii w ogromne skupiska odbywa się poprzez jej przyciąganie ku środkowi kanału wyładowania; wyjaśniony jest podział planet na dwie zasadnicze grupy, rozdzielone pasem asteroid, co ostatecznie również znalazło miejsce w teorii; wyjaśnione jest posiadanie przez Jowisza dużego momentu obrotowego; wprowadzono też zależność między masami planet a ich odległościami od Słońca, z dobrą zgodnością z obserwacjami.

(6.1) Dwie rodziny planet

Dwie rodziny planet rozdzielone są pozycją oryginalnej fotosfery, istniejącej w stadium przed supernową, gdy Słońce było olbrzymem lub nadolbrzymem, o średnicy większej setki razy od obecnej. Wyładowanie rozchodzi się na zewnątrz i do wewnątrz od fotosfery, lecz w obu przypadkach osiągane są całkiem inne gęstości gazów, nie jest więc dziwne, że występuje zasadnicza równica pomiędzy rozmiarami i gęstością tych dwóch grup planet.

(6.2) Asteroidy

Na wskroś rozległego regionu, przykrytego oryginalną fotosferą, spodziewać się należy, że skondensowana materia będzie w stosunkowo małych ilościach, ilość ta w stosunku do promienia nagle spada przypuszczalnie rzędu 10 do 100 na 1, w porównaniu z rejonem bezpośrednio nad i pod oryginalną fotosferą (...). Co więcej, istnienie fotosferycznych łuków powoduje, że region ten jest praktycznie elektrycznie obojętny, więc gdy w obie strony rośnie potencjał, a wyrównujące go wyładowania pozostawiają po sobie kanały zobojętnionej materii, w samej fotosferze nie ma takiej tendencji, a kondensjacja w niej przebiega in fitu. Ową nieciągłość reprezentuje pas asteroid, występujący w odległości przewidzianej teorią.

(6.3) Potencjały elektryczne, masy i dystanse planet

Przed wybuchem nowej, gwiazda może być traktowana jako duży, sferyczny, naładowany kondensator, którego powłoki mają promień odpowiednio około 2 × 10¹³ i 10¹⁴ centymetrów, a co za tym idzie, znamy ich pojemność. A zatem energii uwalnianej podczas wybuchu nowej można obliczyć jego ładunek. Energia ta wynosi od 10⁴⁷ do 10⁴⁹ ergów, ale z pozycji na diagramie na Il. 3 wynika, że Słońce musiało być supernową trzeciego rodzaju, więc jej energia była mniejsza niż średnia, powiedzmy, że 10⁴⁶ ergów. Początkowy ładunek musiał więc wynosić około 10²⁰ kulombów. Można przeprowadzić niezależne obliczenia z efektu rozdzielenia ładunków, wystarczającego do wyniesienia masy planet na znane odległości od jadra. Daje to wartość 10¹⁹ kulombów, co jest całkiem dobrym przybliżeniem. Taki ładunek na sferze o średnicy 500 średnic Słońca dałby natężenie pola na powierzchni rzędu 10³ do 10⁴ woltów na cm, czyli mniej więcej tego rzędu, którego się spodziewamy, gdyż gradient potencjału wyładowania żarzeniowego wynosi około 5000 V/cm, a jego wartość na zewnątrz chromosfery jest tego samego rzędu.

Można potem zweryfikować, że potencjały są adekwatne do zachowania wyładowania żarzeniowego o wymaganej długości, czyli ok. 10¹⁵, wartości wydedukowanej zarówno z odległości planet od Słońca, jak i długości trwania pojaśnienia w widmie nowej, razem z prędkościami materii z nią związanej. Wymaga to około 10¹⁸ V, podczas gdy powyższe ustalenia co do ładunku dają wartość rzędu 10¹⁸ do 10²¹ V dla całkowitej dostępnej różnicy potencjałów.

(6.4) Pochodzenie gwiazdowej rotacji

Kolejną dużą trudnością, napotykaną przez istniejące teorie, jest wyjaśnienie zjawiska rotacji. Ma ona, wg nowej teorii, swoje początki w wybuchu nowej, i jako rezultat sił elektromagnetycznych pomiędzy dużym prądem głównego wyładowania a równowagą prądy idącego na zewnątrz, który z czasem prowadzi do powstania warunków korzystnych dla takiego wyładowania. Gwiazda jest więc układem rotującym w kierunku pokazanym strzałką na Il. 5.

Il. 5. Pochodzenie gwiezdnej rotacji

(7) Pochodzenie gwiazd podwójnych i układów wielokrotnych

Co za tym idzie, gwiazdy podwójne, jeśli powstają przez rozszczepienie oryginalnego jądra, powinny powstawać, gdy rotacja jest największa, czyli podczas wybuchu nowej. Zatem bliskie pary powinny znajdować się pośród gwiazd po stadium nowej, a ich odległość powinna rosnąć wraz z typem widmowym. Ja bardzo założenie to współgra z obserwacjami, pokazuje Tabela 1.

Wydaje się nie być powodu, dla którego rzesze planet o odpowiednim rozmiarze nie miałyby samoistnie przeistaczać się w gwiazdy, co działoby się w wielu układach wielokrotnych, w których mniejsi członkowie są z reguły w dużym oddaleniu od bardziej masywnych ciał centralnych. Faktem jest, że zarówno Jowisz jak i Saturn były kiedyś pobocznymi gwiazdami, których satelity powstały na skutek pobocznych lub planetarnych wybuchów nowej. W tym kontekście dość ciekawe są wnioski Kothari'ego i Auluck'a, że największe możliwe zimne ciało miałoby rozmiar porównywalny z Jowiszem.

Klasa widmowa	O i B	A	F i G	K i M
Procent par z okresem < 10 dni	71	64	52	16
Procent par z okresem > 100 dni	12	6	18	61

Tabela 1. Okresy gwiazd podwójnych. (Dane otrzymane od Russela, Dugana i Stewarta, Astronomy, wol. 2, 1938, s. 703 - 704)

(8) Komety

Można również przywołać, że zarówno dynamiczne, jak i fizyczne właściwości komet w różnych czasach traktowane były ustalające swoje istnienie w otoczce słonecznej, jak wymaga tego nowa teoria (...).

(8.1) Cechy fizyczne

Wzornikowa charakterystyka objawia się jako rezultat przejścia przez słoneczną atmosferę szybko poruszającego się jądra komety. Uderza ona w atmosferyczne atomy z prędkością dochodzącą do 5 × 10⁷ cm/s, co ją jonizuje i czyni widoczną na skutek rekombinacji. Ponieważ atmosfera jest dodatnia, ogon jest relatywnie bardziej rozwinięty niż głowa, co wynika zarówno z większej mobilności i mocy penetrującej elektronów, oraz z faktu, że kierujące się do środka jony dodatnie wkraczają w obszar wyższego ciśnienia.

Co wiąże się z teorią, zmiany widmowe wszystkich komet są mniej lub bardziej zgodne z tym samym schematem, różne pierwiastki pojawiają się w mniej więcej tych samych odległościach od Słońca. Najpierw pojawiają się linie węgla, a następnie linie metali - odwrotnie, niż spodziewać się można w teorii termicznej. Po raz kolejny, wczesne pojawianie się linii węgla i azotu są zgodne z ich późną obecnością w widmie nowej, oraz z występowaniem tych elementów w atmosferze Jowisza. W końcu, nowa teoria dobrze wyjaśnia dobrze ustaloną zależność między kometami a cyklem słonecznym.

(8.2) Cechy dynamiczne

Biorąc pod uwagę cechy dynamiczne, ruchy komet Encke'go i Pons-Winnecke definitywnie wskazują na istnienie sił innych niż grawitacja. Podobne wnioski wyciągnęli Cowell i Crommelin, jako rezultat ich uważnych studiów nad powrotem komety Halley'a w 1910. Związane z tymi obserwacjami trudności dla obecnych teorii niech unaoczni fakt, że nie zostały one wspomniane w sekcji "zmiany orbit" w jednej z ostatnich dyskusji nad fenomenami komet. W obecnej teorii, poza dodaniem tarcia, istnieje możliwość uwzględnienia zwiększonego przyciągania elektrycznego, jako, że jądra kometarne są silnie naładowane w stosunku do otaczającej je atmosfery. Należy szczególnie zaznaczyć, że Backlund odkrył efekt ośrodka dokładni taki, jak przewiduje teoria; jest on największy w peryhelium, oraz "w czasie, gdy Słońce jest najmocniej naznaczone plamami, a jego ogólna aktywność jest najbardziej widoczna. Za wcześnie jest przewidywać, co ten wyraźny rezultat dla nas oznacza. Ale nie jest to jedyna przesłanka na to, że Słońce dysponuje siłami innymi, niż wynikającymi tylko z jego masy." (Hinks)

Wydaje się prawdopodobne, że Światło Zodiakalne, fosforescencja ciemnej strony Wenus oraz chmura Merkurego, obserwowana przez Antoniadi, wszystkie są przykładami "kometarnych" zjawisk.

(9) Mgławica poza galaktyczne

Przesuwając się ze skali gwiezdnej do mgławicowej, okazuje się, że większość z historii gwiazd jest analogiczna do pozagalaktycznych mgławic. Temperatury jądrowe są tam znacznie wyższe, a atmosfery rozleglejsze. Gdzieś wewnątrz mgławicy kulistej istnieje fotosfera i chromosfera, warunki są podobne do tych w fotosferze Słońca, a światło, które otrzymujemy, rozproszone przez ogromne masy atmosfery. Gdy mgławica wchodzi w fazę nowej, formują się ramiona spiralne, a jądro zaczyna się obracać, tak jak w przypadku gwiazdy. Mgławicowe ramiona są niewidoczne w procesie ich tworzenia - niezależnie od wskazówek dawanych jasnymi liniami widmowymi, które pokazują rozchodzenie się wyładowania. Ma to miejsce głównie z otaczającej atmosferze, wiec gdy kondensacja osiągnie odpowiedni poziom, ramiona stają się widoczne, a po długim czasie zupełnie uformowane. Kolejna duża trudność obecnych teorii znika.

Tak jak wiele gwiazd typu B jest poczerwieniona z powodu wczesnego etapu kondensacji materii zobojętnionej przez wyładowanie nowej, nadmiar koloru mgławic, które również wykazują obecność materii absorbującej na odpowiednim stopniu skali mgławicowej, osiąga maksimum na typie S_a, po czym stopniowo spada wraz z typem widmowym, aż osiąga S_c, kondensacja materii w gwiazdy jest zaawansowana, a przesunięcie kolorów praktycznie znika.

Obecne rozważania oferują rozwiązanie trudności z wyjaśnieniem obserwowanych charakterystyk obrotów mgławic. Mgławice nie obracają się jako całość, lecz jądro i materię zewnętrzna napędzają inne procesy, tak jak w przypadku gwiazd, gdzie obroty słońca a rewolucja planetarna pochodzą z innych aspektów oryginalnego wyładowania.

Kolejną interesującą analogią z przypadkiem gwiazdowym jest nie wspominany wcześniej fakt, że istnieje separacja gwiazd na dwa główne typy: olbrzymy i karły, odpowiadające separacji planet na dwie rodziny, otrzymywane ze zobojętnionej materii wewnątrz i na zewnątrz oryginalnej fotosfery. Gwiazdy zewnętrzne powinny być olbrzymami, podczas gdy wewnętrzne - karłami. Zgadza się to z położeniami nowych i supernowych, o których wiemy, że nowe mają tendencję do gromadzenia się w kwadrancie zawierającym centrum galaktyczne. Zwicky pokazał, że supernowe mają miejsce w zewnętrznych częściach mgławic, dokładnie tak, jak przewiduje teoria. Istnieje również odpowiednia obserwowalna separacja w rozmieszczeniu dwóch głównych typów długookresowych gwiazd zmiennych. Tak jak w przypadku gwiazdy, pas asteroid znaczy miejsce istnienia fotosfery sprzed stadium nowej, tak samo powinna istnieć przerwa w naszej galaktyce, pomiędzy regionami występowania olbrzymów i karłów.

(10) Siły Wszechświata

Nowa teoria, obok nowego spojrzenia na zjawiska astrofizyczne, nakreślenia ścieżki ewolucyjnej gwiazd i nawiązania do ewolucji Wszechświata jako takiego, sugeruje nowe spojrzenie na naturę głównych sił. równowaga gwiazdowa Hitherto rozważana jest, za Eddingtonem, jako równowaga pomiędzy promieniowaniem i ciśnieniem gazu a grawitacją. Biorąc pod uwagę mgławice, wszelkie próby podejścia do problemu pozostawiały nas z komentarzem, że zdaje się tam być "siedziba sił całkowicie nam nieznanych". Nowa teoria proponuje, że na każdym poziomie równowaga ta odbywa się głównie pomiędzy przyciąganiem grawitacyjnym,a odpychaniem elektrycznym, które bierze się z sił powodujących początkowo wyrzucanie cząstek tworzących potem atmosferę ciał o dużych masach. Warto tu wspomnieć, że teoria nasuwa tu astrofizyczny framework dla niedawnych spekulacji Diraca, Milne'a i innych. W jednej z niewymiarowych grup zmiennych, w obliczeniach, w których ciągle pojawiają się liczby rzędu 10³⁹ i 10⁷⁹, występuje proporcja pomiędzy siłami elektrycznymi a grawitacyjnymi dla cząstek elementarnych. We Wszechświecie opisanym wyżej, są to siły o najwyższej wadze.

---

Powyższe jest zaledwie krótkim podsumowaniem zastosowań nowej teorii, której rozwijanie zajęło trochę wolnego czasu przez ostatnie trzy lata, odkąd moja uwaga po raz pierwszy skierowała się na ten temat za sprawą Professor S. Chapman's Kelvin Lecture, skierowanych do Institution of Electrical Engineers w maju 1941. Można to traktować jako "radosny czas" badaczy znudzonych wyładowaniami elektrycznymi, oraz jako dotację z inżynierii elektrycznej dla czystej nauki, ale będzie dopłacone tysiąckrotnie przez zwiększenie uwagi nad studiowaniem wyładowań elektrycznych w gazach, do czego, mam nadzieję, teoria ta doprowadzi.

Pełniejsze omówienie tych i innych zastosowań teorii do wyjaśnienia zjawisk astrofizycznych i geofizycznych będzie jeszcze dostarczone.

Link do oryginału: http://www.catastrophism.com/texts/bruce/astro.htm

Charles Bruce

Teoria Wyładowania Elektrycznego

Charles Bruce (1902 - 1979)

Powierzchnia gwiazd może być wyjaśniona jako wyładowania w formie piorunów, jakie obserwujemy też w atmosferze Ziemi.

W 1944 Charles Bruce napisał o wielu astronomicznych zjawiskach w swojej wydanej prywatnie monografii, Nowe podejście do astrofizyki i kosmogonii, pracy, która wielu z was może się wydać znajoma. Odnotował on, że wiele zjawisk widzianych nad powierzchnią gwiazd można wyjaśnić poprzez analogię, w znacznie większej skali, do wyładowań atmosferycznych na Ziemi. Używając elektryczności do opisania procesów zachodzących nad powierzchnią gwiazdy, Bruce był w stanie wyjaśnić wiele ciekawych rzeczy, trapiących astronomów, dotyczących bardzo jasnych gwiazd, lub gwiazd zmiennych, których jasność waha się w przeciągu lat, tygodni, a w pewnych przypadkach nawet godzin. Tam, gdzie konwencjonalnie myślący astronomowie borykali się z modelem gwiazdy, która musi pęknąć jak balon i skupić się ponownie, przez co jej powierzchnia musi przemieścić się na bardzo duże odległości, często w krótkim czasie, Bruce widział ten proces jako propagowanie kosmicznych piorunów przez gwiazdową atmosferę. Miał znacznie prostszą odpowiedź. Nie wymagała ona wewnętrznego przegrupowania całej gwiazdy: to, co było widoczne, było efektem atmosferycznym.

Rozszerzając swój pomysł na istnienie kosmicznej skali piorunów, Bruce zanotował, że eksplozje nowych - popularnie postrzegane jako eksplozje gwiazd - również mogą być wyjaśnione w modelu kosmicznej atmosfery. Patrząc konwencjonalnie, eksplozja nowej może oznaczać śmierć gwiazdy, dla Bruce'a to wyładowanie wielkiej skali, lecz bez katastrofalnych następstw dla gwiazdy. Teorie Bruce'a, pomimo zgodności z obserwacjami, nie zostały w ogóle wzięte pod uwagę przez astronomów, ponieważ wprowadził do języka niewłaściwe słowo: elektryczność. W sferze kosmicznej nie ma na nie miejsca, głównie ze względu na to, że Izaak Newton, wasz znamienity rodak, przekonał naukowców, że sama grawitacja jest jedyną siłą rządzącą kosmicznym ruchem. Aż dotąd, używamy grawitacji do wszystkiego, co kosmiczne. W skrócie, piśmiennictwo astronomiczne Bruce'a nie zostało wzięte poważnie za jego życia, co jest wielką szkodą, ponieważ dla tych, którzy są zdolni pojąć jego analizę, formuje ono podstawy astronomii na następne półwiecze.

Bruce postrzegał procesy elektryfikacji kosmosu raczej jako coś zachodzącego nad gwiazdą, niż jak coś fundamentalnego dla samej gwiazdy: przypuszczam, że nie nie miał powodu kwestionować przekonania, że gwiazda jest odpowiednikiem bomby wodorowej, aczkolwiek w czasie, gdy to pisał, żadnej jeszcze nie zbudowano. Niemniej jednak w 1944 istniało mniemanie, że źródłem energii gwiazdy jest jakiś proces jądrowy głęboko w jej wnętrzu. Potrzebny był jakiś długotrwały proces, gdyż wymagania geologiczne zabraniały Słońcu istnieć krótko. Słońce miało promieniować w sposób stały przez setki milionów lat, jeśli nie miliardy, aby pozwolić Ziemi otrzymać jej obecny wygląd po długiej metamorfozie, od jej pierwotnej powierzchni. Ewolucja biologiczna potrzebowała równie długiego czasu, aby pozwolić żywym organizmom powstać się ze związków chemicznych, a następnie pozwolić im się rozwinąć z postaci ameby w pierwotnym oceanie (...). A zatem to geologowie i biologowie powiedzieli astronomom, że Słońce musi być odpowiednio stare. Było to w porządku, gdyż grawitacja do bardzo słaba siła, która potrzebuje czasu na działanie. Wszystko zdawało się do siebie pasować. Słońce musiało być starożytne, a jego energia musiała być stała. Nie mogło być ono wyczerpywalnym źródłem, jak zasoby ropy na Morzu Północnym, które dziś są, a jutro ich nie ma. Musi trwać "na zawsze" i być niezaburzalne.

Jaki by nie był powód, Bruce nie kwestionował poglądu, że gwiazdy napędzane są termonuklearnie. Skupiał się na procesach zachodzących nad powierzchnią wielu z nich. Rozpatrywał jedynie część obserwacyjną astronomii: to, co się dzieje wewnątrz gwiazd jest dla nas fantazją, gdyż nikt z nas tego nie zobaczył. Widzimy jedynie promieniowanie, jakie dochodzi do nas z powierzchni, oraz zjawiska w atmosferze, przewodzącej to promieniowanie.

Bruce opisywał dokładnie to, co się działo, w pojęciu zjawiska. Jest to z pewnością oznaka dobrego podejścia naukowego - patrz, a potem wyjaśniaj. Obawiam się, że dzisiaj zbyt wielu astronomów omija szczegóły aktualnych obserwacji; wychodząc z uogólnionych streszczeń obserwacji i teorii z góry osądzonych za prawdziwe, dokonują obliczeń i mówią o rezultatach tak, jakby na prawdę myśleli, że to zaobserwowali. Ja ciągle wierzę w wyższość bezpośrednich obserwacji, i z tego względu jestem czymś na kształt dinozaura wśród moich akademickich kolegów. Nikt nawet nie zwrócił uwagi na pracę Bruce'a, gdy ten przewidywał istnienie obiektów pół-gwiazdowych (kwazarów), które zdominowały astronomię w latach 1960-1970. Bardzo zgrabnie opisał zjawiska towarzyszące galaktycznej skali wyładowaniom elektrycznym, które, jego zdaniem powodowały obserwację kwazara. Gdy zbudowano i wysłano w przestrzeń pojazdy kosmiczne, zaobserwowały one wszystko, o czym on mówił. Jednak jeszcze wtedy nikt nie zwrócił na niego uwagi. To szkoda, że człowiek ten umarł, nie doczekawszy się docenienia jego świetnego wkładu w astronomię. Dołączył do grona podobnych wizjonerów, których spotkał ten sam los.

Termo-elektryczne Słońce Charlesa Bruce'a

(1) - źródło energii jądrowej, (2) - fotosferyczne wyładowanie łukowe, (3) - warstwa wyładowań iskrowych, (4) - żarzeniowe wyładowanie chromosferyczne, (5) - korona - granica żarzenia chromosferycznego, (6) - atmosfera zwiększa swoją elektryfikację wraz z czasem, (7) - przepływ promieniowania i gazu atmosferycznego, (8) - bryzgi chromosferyczne jako analogia granuli fotosferycznych.

Z artykułu: "Elektryczne gwiazdy w bezgrawitacyjnym, elektrycznym kosmosie", Earl Milton, z SIS Reviev Vol 5. No. 1 (1980/81), na podstawie przemówienia dr Miltona na spotkaniu "Aspekty Katastrofizmu" w kwietniu 1980. Oryginalny transkrypt sporządzony został przez Birgit Liesching i Christoph'a Marx'a.

Specjalne podziękowania dla Erica Crew za pomoc przy tym tekście.

Link do oryginału: http://www.catastrophism.com/texts/bruce/index.htm