Звездный балдж

Другой известный астрофизик Вальтер Бааде писал, что «система Хаббла настолько эффективна, что число исключений неправдоподобно мало». Схема Хаббла очень проста: галактики бывают сферическими, эллиптическими, спиральными и неправильными. Вот только га-Схема, показывающая разнообразие форм галактик, была предложена Эдвином Хабблом. Она имеет вид «камертона»: на «рукоятке» изображены эллиптические галактики, на двух ответвлениях – спиральные галактики. В том месте, где ответвления соединяются с «рукояткой», находится чечевицеобразная галактика, которая обладает некоторыми особенностями эллиптических и спиральных галактик.

Галактики делятся на два больших класса. У одних спирали выходят прямо из ядра, а у других – из перемычки, соединяющей спирали с ядром.

Ученые любят все выражать в процентах, и во многих случаях это бывает оправдано, ведь за цифрами всегда кроется какая-нибудь особенность. Половина галактик имеют спирали, а четверть из них видна на фотографиях в виде светлых пятен эллиптической формы. Бесформенных галактик всего 5%. Пятая часть относится к линзообразным, поскольку это – и не эллиптические, и не спиральные галактики.

Цифры всегда скучны сами по себе, если не участвуют в описании какого-нибудь сюжета, который оказывается иногда весьма занимательным. Действительно, почему галактики отличаются друг от друга? Не становятся ли сферические галактики со временем спиральными, которые затем теряют свой узор и превращаются в неправильные? Красоту схемы Хаббла признали все. Пользоваться ею стали на всех обсерваториях, поскольку, как казалось вначале, она вроде бы описывала простую схему возникновения и жизни галактик.

Вообразите гигантское облако газа, из которого со временем образуется галактика с сотней миллиардов звезд. Гравитация будет сжимать облако, а вращение приведет к сплющиванию. Вот и получается, что если галактика вначале имела сферическую форму, то со временем она становилась все более сжатой. А как же появились спирали? Вспомните катание на карусели – круге, вращающемся вокруг оси, проходящей через его центр. Удержаться на нем становится все труднее по мере увеличения скорости его вращения. Так и вещество галактики – оно будет отрываться от экваториальной плоскости, и удаляясь от оси вращения, закручиваться в виде спиралей.

Такая теория объясняла существование всех типов галактик. По этой схеме наша Галактика и туманность Андромеды, которые являются наиболее массивными из всех видимых в наблюдаемой части Вселенной (Метагалактике), должны быть наиболее старыми. Процесс сжатия ускоряется с увеличением массы протогалактического облака. Но такой вывод вряд ли верен, поскольку почти все галактики имеют один и тот же возраст. Есть и другие аргументы против изложенного допущения. Например, почему у «очень старых» неправильных галактик астрономы обнаружили наибольшее количество газа, иногда до трети от массы самого объекта. Как же так, почему у старого объекта есть еще вещество, из которого могут образовываться звезды?

А может быть, каждая из галактик проходит свой собственный путь развития? И что же тогда со временем может получиться из туманности Андромеды или из нашей собственной Галактики? Но в природе всегда множество схожих объектов развивается определенными схожими путями. Какими же?

Большинство из нас знает астрономические объекты, заключенные внутри весьма ограниченного объема пространства – звезды, планеты и их спутники, кометы, астероиды… Но Абдулла Арипов в стихотворении «Безбрежность» верно отметил:

Доказано, что нет пределов у Вселенной:
Над небом наших звезд —
Миры других небес.
Ни мыслью, ни мечтой,
Пусть самой дерзновенной,
Не в силах мы объять
Величье всех чудес.

О звездной природе галактик узнали после того, как К. Лундмарк наблюдал звезды на окраинах туманности М 33 в созвездии Треугольника. Через пять лет Э. Хаббл сделал то же и для туманности в Андромеде М 31. В настоящее время самый крупный телескоп способен зафиксировать сотни миллиардов галаклактики делятся на два больших класса. У одних спирали выходят прямо из ядра, а у других – из перемычки, соединяющей спирали с ядром.

Ученые любят все выражать в процентах, и во многих случаях это бывает оправдано, ведь за цифрами всегда кроется какая-нибудь особенность. Половина галактик имеют спирали, а четверть из них видна на фотографиях в виде светлых пятен эллиптической формы. Бесформенных галактик всего 5%. Пятая часть относится к линзообразным, поскольку это – и не эллиптические, и не спиральные галактики.

Цифры всегда скучны сами по себе, если не участвуют в описании какого-нибудь сюжета, который оказывается иногда весьма занимательным. Действительно, почему галактики отличаются друг от друга? Не становятся ли сферические галактики со временем спиральными, которые затем теряют свой узор и превращаются в неправильные? Красоту схемы Хаббла признали все. Пользоваться ею стали на всех обсерваториях, поскольку, как казалось вначале, она вроде бы описывала простую схему возникновения и жизни галактик.

Вообразите гигантское облако газа, из которого со временем образуется галактика с сотней миллиардов звезд. Гравитация будет сжимать облако, а вращение приведет к сплющиванию. Вот и получается, что если галактика вначале имела сферическую форму, то со временем она становилась все более сжатой. А как же появились спирали? Вспомните катание на карусели – круге, вращающемся вокруг оси, проходящей через его центр. Удержаться на нем становится все труднее по мере увеличения скорости его вращения. Так и вещество галактики – оно будет отрываться от экваториальной плоскости, и удаляясь от оси вращения, закручиваться в виде спиралей.

Такая теория объясняла существование всех типов галактик…

…Расстояния до галактик невозможно определить методом параллаксов, так как они слишком далеки. Для этого используют наблюдения цефеид, Новых и Сверхновых звезд, шаровых скоплений, облаков ионизированного водорода и др. В 1912 году В. Слайфер открыл красное смещение в спектрах галактик, которое в сравнении с расстоянием до них и позволило Э. Хабблу установить связь между ними.

Вид галактики связан с ее характеристиками: более яркие галактики являются и более массивными. Масса галактики определяется по кривой скоростей, то есть, зависимости скорости вращения от расстояния до центра галактики.

Кривые вращения показывают также, что в галактиках, возможно, есть значительное количество вещества, которое не проявляет себя в излучении – так называемая «скрытая масса».

Массы же галактик могут быть весьма велики – до нескольких сотен миллиардов масс Солнца, причем, наиболее массивными оказываются эллиптические галактики.

Многие галактики входят в скопления. Наша галактика входит в Местную группу, насчитывающую свыше трех десятков галактик, в число которых входит М 31, одна из самых массивных в Метагалактике, а также около двух десятков карликовых галактик и знаменитые Магеллановы облака – Большое и Малое – спутники Галактики. Центр ближайшего сверхскопления галактик находится в созвездии Девы на расстоянии около 65 млн. световых лет. Оно содержит около 200 галактик высокой и средней светимости, в том числе и ярчайшую из них – «Сомбреро». Ученые считают, что наша Местная система галактик входит в это сверхскопление.

Многие галактики являются источниками радиоизлучения. Среди них выделяются галактики умеренной мощности (N-галактики и сейфертовские галактики). Многие галактики активно излучают избыточное количество коротковолнового излучения. Считается, что его источниками являются электроны, движущиеся в магнитных полях галактик.

Наиболее замечательными и наиболее удаленными от нас галактиками являются квазары – источники необычайно высокого излучения, природа которого до сих пор не разгадана. Астрономы уверены, что в центре квазаров расположена сверхмассивная черная дыра, взаимодействие которой с веществом Галактики и является причиной мощного излучения.

Мы еще не раз вернемся к теме изучения галактик, поскольку она действительно неисчерпаема, и вопросов здесь гораздо больше, чем ответов.

Космический танец царства Галактик

Детальное исследование Вселенной показало, в каком фантастическом космическом балете участвует Земля. Сначала она со скоростью 30 км/с увлекает нас за собой в ежегодное путешествие по орбите вокруг Солнца диаметром 17 световых минут (рис. А). Солнечная система совершает «кругосветное путешествие» вокруг центра Млечного Пути со скоростью 230 км/с (рис. В).

Млечный Путь диаметром 100 тысяч световых лет летит со скоростью 90 км/с к своей соседке Андромеде, при этом они являются частью Местной группы, которая простирается на миллионы световых лет (рис. С). В свою очередь, Местная группа галактик движется со скоростью, примерно, 600 км/с, притягиваемая сверхскоплениями в созвездиях Девы, Гидры и Центавра, ближайшее из которых отстоит от нас на расстоянии более 65 млн. световых лет (рис. D). Упомянутые ближайшие сверхскопления находятся в гравитационном взаимодействии с другими галактическими агломерациями.

Совокупности сверхскоплений образуют гигантские цепочки, протяженностью в сотни миллионов и миллиарды световых лет. Самое интересное то, что видимая нашим глазом материя (звезды и галактики) играет весьма незначительную роль в этом «Вселенском спектакле». В значительно большей степени эти гигантские пространственные структуры формирует: а) – гравитационное поле невидимой «скрытой массы» или «темной материи», излучение которой не фиксируется нашими приборами, а также б) – антигравитационное воздействие «темной энергии», способствующее расширению Метагалактики.

В глубинах Малого Магеланового облака

Несомненным украшением южного звездного неба нашей планеты является Малое Магелланово облако (ММО) – спутник Млечного Пути. Оно находится от нас на расстоянии 210 000 световых лет в направлении созвездия Тукана. Объектом исследований космического телескопа им. Хаббла стала область звездообразования в ММО, получившая название NGC 346. Эта область, запечатленная на снимке, приведенном на следующей странице, имеет в поперечнике около 200 световых лет. При детальном исследовании ученые обнаружили здесь множество звездных эмбрионов, зарождающихся в коллапсирующих газово-пылевых облаках. В этих зародышах еще не начались ядерные реакции. Наименьшие из них имеют массу, равную половине массы нашего Солнца. Их общее количество равно, примерно, 2500. По оценкам астрономов, общее количество звезд в NGC 346 составляет 70 000. Там обнаружено несколько возрастных групп звезд. Наиболее старые имеют возраст 4500 млрд. лет (ровесники нашего Солнца), а самые молодые образовались всего 5 млн. лет назад, когда человек на Земле осваивал прямохождение.

Галактики, не имеющие выраженной структуры, подобные ММО, считаются строительными блоками, из которых на ранних стадиях развития Вселенной формировались большие галактики. Этот спутник Млечного Пути является «лабораторией» для исследования процессов рождения звезд. ММО образовалось значительно позже нашей Галактики, о чем говорит меньшее содержание тяжелых элементов в его звездах.

Что за Сомбреро есть в созвездии Девы?

Это поразительная по красоте чечевицеобразна галактика.

Солнце является центром Млечного пути?

Оно находится довольно далеко от него на расстоянии двух третей радиуса галактического диска в направлении к краю галактики. «Солнце выходит из своего шатра на горизонте, как жених из брачного чертога». Таким его увидел Кеплер. Другое оно у Вергилия. У каждого свое Солнце. Михаил Шолохов открыл читателям в «Тихом Доне» 40 разных Солнц…

Примечание: С позиций психологии, по замечанию космолога Стивена Хокинга, люди чувствуют себя комфортнее, находясь в центре пространство-времени, а не на его краю. Резонны потому и антропные воззрения в Элладе.

Есть ли на Солнце магнитные полюса?

Да. Каждые 11 лет они меняются местами. Рокировички происходят.

А можно ли перехитрить Солнце?

За Тхвана ответит Автор, стихом Аксакова:

Тот только Солнце любит смело,
В ком чувство жизни вечно ново,
Кто речи хитро не двоит,
Чья мысль ясна, чье прямо слово,
Чей дух свободен и открыт.

Какова будет судьба Солнца?

Оно станет белым карликом.

Это связано с квазарами, так называемыми черными дырами с беспредельным сжатием вещества в них? Какое они могут иметь отношение к человеку и к нашей планете?

Землю и человека любого можно сжать до размера черной дыры.

Как послесловие к вопросу о квазарах добавлю Авторски о последнем заявлении Стивена Хокинга на сей счет. Британский астрофизик заявил, что пугающие космические воронки ведут в параллельную вселенную. Он сказал, что фильм «Интерстеллар» может оказаться правдивым – черные дыры являются загадочным и совершенно неизученным явлением природы. По словам профессора, некоторые черные дыры могут быть чем-то вроде червоточин (они же «кротовые норы»), которые являются своего рода воротами в другую реальность. К тому же, по мнению Хокинга, человек не обязательно умрет, попав внутрь черной воронки. Ученый разработал новую теорию – возврата информации из черной дыры. По новой теории астрофизика, все, что всасывается в черную дыру, находится в ловушке на горизонте событий – сфере, окружающей это, из которой, как

считалось, ничто не может вырваться. Он утверждает, что все, что попало туда, может вновь появиться в нашей Вселенной, или в параллельной, благодаря излучению Хокинга – протонам, которые могут бежать из черной дыры за счет квантовых флуктуаций.