Страница:
Эллиптические галактики во многом сходны со спиральными, но у них имеются лишь сравнительно очень небольшие «рукава». Это происходит потому, что они не имеют крупных запасов межзвёздного газа, который тянулся бы длинными шлейфами за полем тяготения ядра и из которого могли бы рождаться в большом количестве новые звёзды. Считается, что эллиптические галактики являются самыми старыми, поскольку они утратили, по-видимому, бывшие у них ранее «рукава», и светящаяся материя у них имеет красноватый оттенок, что свидетельствует о значительном выгорании ядерного топлива. О старости и слабости мобилизационных процессов, способных поддерживать надлежащий порядок говорят также сравнительно низкие скорости вращения, составляющие не более 100 км в секунду, что по космическим меркам очень мало. В результате невысоких мобилизационных усилий в таких галактиках происходят хаотические перемещения звёзд по сильно вытянутым эллиптическим орбитам.
Галактики «неправильной» формы ещё более хаотичны, что отражается и в их форме, и в происходящем в них движении. Причиной этого хаоса является отсутствие чётко выраженных ядер. Такие галактики имеют, как правило, сравнительно небольшие размеры, незначительную массу и поле тяготения.
Выделенная Хабблом типология галактик, как и всякая, классификация, не охватывает многих существенных особенностей колоссального разнообразия их структур. Ведь только в доступном наблюдению космосе их количество оценивается в сотни миллиардов. Сколько же их остаётся за горизонтом наблюдения, мы не знаем.
Наряду с организацией движения мобилизационная роль ядер галактик заключается в непрерывном истечении водорода, газа, являющегося одним из важнейших строительных материалов «космической инженерии». Атом водорода, состоящий из одного протона в ядре и одного электронного облачка на орбите, может рассматриваться как простейший «кирпичик», из которого выстраиваются более сложные атомы в ядерных реакциях, протекающих в плазменных горнилах звёзд.
Ядра галактик активны по отношению к периферии. Эта активность может выражаться в непрерывном истечении потоков различных веществ, в выбросах колоссальных облаков газа, которые по своей массе превосходят миллионы солнечных масс, в выстреливании газовых сгустков, в нетепловых излучениях из околоядерных пространств. Приблизительно 1 % от общего числа ядер галактик составляют так называемые активные галактические ядра, которые отличаются не просто активностью, а сверхактивностью и представляют собой самые мощные энергетические источники в Метагалактике на данном этапе её эволюции. Они отличаются особо крупными выбросами гигантских газовых облаков и горячей плазмы. Их светимость может в десятки тысяч миллиардов раз превосходить светимость обычных ядер галактик, в том числе и нашей. Они излучают чрезвычайно мощные потоки электромагнитных волн в самом широком диапазоне, включая радиоизлучения, гамма-частицы, инфракрасные и ультрафиолетовые излучения. Существуют и радиогалактики, излучение которых в радиодиапазоне гораздо мощнее, чем в видимом (например – Лебедь А.)
В 1943 г. американский астроном К. Сейферт обнаружил 12 галактик с особо активными ядрами, получивших название галактик Сейферта. В настоящее время их известно около 100. В 1963 г. советский астроном Б. Маркарян идентифицировал около 600 галактик со сверхактивными ядрами и мощным ультрафиолетовым излучением. Они носят имя своего первооткрывателя – галактики Маркаряна.
Открытие в 1963 г. голландским астрофизиком М. Шмидтом квазаров показало, что в Метагалактике существуют источники излучения, похожие на звёзды, которые по энергетическим выбросам сравнимы с самыми активными ядрами галактик. Их так и назвали квазарами, т. е. квази-звёздными источниками излучения, почти-звёздами. В настоящее время идентифицировано астрономами уже более тысячи квазаров. По современным представлениям, квазары являются сверхактивными ядрами далёких от нас галактик или становятся ими в перспективе. В центре квазаров, как и в центрах ядер многих галактик, могут находиться чрезвычайно массивные чёрные дыры.
Во всех случаях ядра галактик являются главными источниками энергии, обеспечивающей разнообразные эволюционные процессы. Ядра составляют первичные образования, вокруг которых группируется масса галактик. В ядрах сосредоточены самые старые звёзды, периферию же населяют звёзды молодого или среднего возраста. Звёзды и другие вещественно-энергетические образования галактик движутся по достаточно сложным траекториям, обусловленным вращением галактик вокруг осей, образованных тяготением ядер, воздействием полей тяготения других звёзд и других форм вещества, участием всех элементов галактической системы в расширении Метагалактики и т. д. При этом в ядрах галактик сосредоточено всего коло 10 % их массы, а то и меньше. По-видимому, притяжение ядер и целостность галактик обеспечивается за счёт огромной массы скрытой от наблюдения материи.
Еще в 1944 г. американский астроном немецкого происхождения В. Бааде предложил модель соотношения и взаимодействия различных частей спиральных галактик. Он ввёл термин «звёздное население», проводя тем самым аналогию между астрономическим исследованием и исследованиями в сфере социологии и демографии. «Звёздному населению» сгущений спиральных галактик, образующих диски, включая сюда и ядра галактик, он присвоил название «диско», а относительно разреженную периферию, окружающую галактики огромной сферической «оболочкой», назвал «гало».
Население диско «проживает» главным образом в рассеянных звёздных системах, тогда как население гало – в шаровых скоплениях звёзд. Гало представляет собой, по существу, пустынную галактическую окраину, где редкие «поселения» перемежаются с колоссальными шаровыми скоплениями, возникающими вследствие стягивания вещества гравитацией и включающие миллионы звёзд.
Гравитационное поле галактик препятствует переходу «населения диско» в «население гало», и наоборот. Возникает, таким образом, чёткое подразделение населения галактик на «жителей центра» и «жителей окраин». Затруднения для проникновения «населения гало» в «население диско» связано с тем, что звёзды, входящие в гало, содержат значительно больше тяжёлых и меньше лёгких химических элементов. Чтобы попасть в диско звёздам гало необходимо существенно изменить свой химический состав. По-иному происходит движение газовых облаков в межзвёздной среде. Они свободно переходят из гало в диско и обратно, изменяя при этом лишь свою температуру. Такой обмен веществом позволяет и обновлять «звёздное население», поскольку в гигантских газовых облаках интенсивно протекают процессы звёздообразования. Гало вращается медленнее диско, оно как бы перемешивается ими. При этом около 70 % звёзд образуется в спиральных рукавах и только около 10 % в гало. Шаровые скопления гало населены очень старыми звёздами, возраст которых исчисляется миллиардами лет. Данная модель взаимодействия «звёздного населения» до сих пор сохраняет свои позиции в объяснении эволюционного значения дисков и окраины галактик, порядка движения и образования звёзд, в том числе и в нашей Галактике.
Структура галактик, обеспечивающая упорядочивающее воздействие ядер на периферию и движение периферии, регулируемое гравитационными ядерными воздействиями и истечениями, предполагает экспансию галактической организации во внешнюю среду, захват крупными галактиками меньших по массе галактик, превращение последних в спутники либо даже полное растворение малых галактик в материи галактик-гигантов. Мелкие галактики, обречённые на «съедение» и поглощение крупными, иногда в шутку называют галактиками-миссионерами (поскольку, некоторые дикие племена Африки, в обычаи которых входил каннибализм, иногда пожирали миссионеров из европейских стран, пытавшихся проповедовать среди них христианскую веру).
Современные представления о возникновении и эволюции галактик находятся в тесной связи с представлениями о происхождении и эволюции Метагалактики. Начало формированию галактик было положено в процессе структурирования Метагалактики на основе флуктуаций и сгущений ранее однородного и разреженного вещества. Механизм таких сгущений и уплотнений запустило гравитационное взаимодействие, противостоявшее расширению Метагалактики в целом. Расчёты, проведенные в 50-х годах XX века, показали, что достаточно значительные по массе уплотнения вещества вначале должны отставать от расширения Метагалактики в целом, а затем вообще перестанут расширяться и начнут сжиматься под действием собственной гравитации. Это создаёт предпосылки для формирования протогалактик – предшественниц современных галактических структур. Протогалактики представляли собой холодные сферические газовые облака, находившиеся в процессе сжатия под действием гравитации с участием невидимой материи.
Сжатие запускает процесс звёздообразования, вследствие чего протогалактическое облако постепенно разогревается. В результате в нём повышается внутреннее давление, оно превозмогает силу гравитации и обусловливает расширение облака. В результате происходит фрагментация и структуризация протогалактического облака на основе самоорганизации вещества в различных его частях.
Проходит много времени, и окраинная часть облака отслаивается и срывается с вращающегося облака в окружающую среду, а центральная часть сжимается, образует ядро и запускает вторичный процесс звёздообразования. Затем в процессе вращения облако сжимается в диск и запускается процесс звёздообразования дисковой подсистемы. Таков весьма правдоподобный физический сценарий эволюционного пути образования галактик. Думается, что исходя из основной идеи предлагаемой нами общей теории эволюции, его необходимо серьёзно откорректировать, поскольку он недостаточно учитывает роль ядра в мобилизационно-организационных процессах формирования порядка.
Самоорганизация протогалактического облака как открытой системы порождает процесс самоструктурирования, в результате которого происходит отделение ядра от периферии. Дальнейшая эволюция протогалактики, её превращение в галактику и экспансия в окружающее пространство проходят под воздействием сил и свойств структуры ядра. Взаимодействуя с невидимой материей, ядро создаёт достаточную гравитационную силу для приведения в единообразие движения различных элементов галактики. Мобилизационная схема образования порядка действует в Метагалактике повсеместно, в том числе и в косной материи таких грандиозных систем, как галактики. Она является основой «космической инженерии» – самоконструирования космических систем и запуска внутри них эволюционных механизмов.
Ядро каждой галактики представляет собой наиболее яркую, сильно светящуюся часть, обладающую, соответственно, наиболее мощной энергетикой и гравитационной силой, способной, в соединении с невидимой материей (возможно, в виде массивной чёрной дыры) управлять движением и обусловливать вращение вокруг себя всей многообразной галактической периферии. Ядра спиральных галактик, в том числе и нашей, многослойны. Плоскому диску, похожему на крылья самолёта, противостоит галактическая выпуклость, или балдж. Это почти сферическое образование, включающее миллионы красных, оранжевых и белых звёзд.
Проведенные в начале нынешнего века исследования показали, что при всей своей высокой плотности вещества ядро галактики не является само по себе таким сверхплотным объектом, который мог бы обеспечить гравитационное воздействие на периферию. При наблюдении Туманности Андромеды в центре её ядра было обнаружено сверхплотное образование, получившее название ядрышка. Масса ядрышка Туманности Андромеды составляет 13 млн. солнечных масс. Оно вращается вокруг своей оси, представляя собой плазменный аналог твёрдого тела. Период обращения – около 500 тыс. лет.
В нашей Галактике также имеется ядрышко, выявленное исследованиями в радиодиапазоне. Оно составляет всего 6 парсек в диаметре. Ядрышки галактик представляют собой весьма удивительные феномены «космической инженерии». Они ведут себя вполне независимо от основной материи ядра и значительно превосходят остальную часть ядра и по плотности, и по энергетике, и по своим конструктивным особенностям. Ядрышко как бы управляет действием ядра, а ядро управляет движением периферии.
9.2. Галактика Млечный Путь
9.3. Группы галактик и формы их взаимодействия
Галактики «неправильной» формы ещё более хаотичны, что отражается и в их форме, и в происходящем в них движении. Причиной этого хаоса является отсутствие чётко выраженных ядер. Такие галактики имеют, как правило, сравнительно небольшие размеры, незначительную массу и поле тяготения.
Выделенная Хабблом типология галактик, как и всякая, классификация, не охватывает многих существенных особенностей колоссального разнообразия их структур. Ведь только в доступном наблюдению космосе их количество оценивается в сотни миллиардов. Сколько же их остаётся за горизонтом наблюдения, мы не знаем.
Наряду с организацией движения мобилизационная роль ядер галактик заключается в непрерывном истечении водорода, газа, являющегося одним из важнейших строительных материалов «космической инженерии». Атом водорода, состоящий из одного протона в ядре и одного электронного облачка на орбите, может рассматриваться как простейший «кирпичик», из которого выстраиваются более сложные атомы в ядерных реакциях, протекающих в плазменных горнилах звёзд.
Ядра галактик активны по отношению к периферии. Эта активность может выражаться в непрерывном истечении потоков различных веществ, в выбросах колоссальных облаков газа, которые по своей массе превосходят миллионы солнечных масс, в выстреливании газовых сгустков, в нетепловых излучениях из околоядерных пространств. Приблизительно 1 % от общего числа ядер галактик составляют так называемые активные галактические ядра, которые отличаются не просто активностью, а сверхактивностью и представляют собой самые мощные энергетические источники в Метагалактике на данном этапе её эволюции. Они отличаются особо крупными выбросами гигантских газовых облаков и горячей плазмы. Их светимость может в десятки тысяч миллиардов раз превосходить светимость обычных ядер галактик, в том числе и нашей. Они излучают чрезвычайно мощные потоки электромагнитных волн в самом широком диапазоне, включая радиоизлучения, гамма-частицы, инфракрасные и ультрафиолетовые излучения. Существуют и радиогалактики, излучение которых в радиодиапазоне гораздо мощнее, чем в видимом (например – Лебедь А.)
В 1943 г. американский астроном К. Сейферт обнаружил 12 галактик с особо активными ядрами, получивших название галактик Сейферта. В настоящее время их известно около 100. В 1963 г. советский астроном Б. Маркарян идентифицировал около 600 галактик со сверхактивными ядрами и мощным ультрафиолетовым излучением. Они носят имя своего первооткрывателя – галактики Маркаряна.
Открытие в 1963 г. голландским астрофизиком М. Шмидтом квазаров показало, что в Метагалактике существуют источники излучения, похожие на звёзды, которые по энергетическим выбросам сравнимы с самыми активными ядрами галактик. Их так и назвали квазарами, т. е. квази-звёздными источниками излучения, почти-звёздами. В настоящее время идентифицировано астрономами уже более тысячи квазаров. По современным представлениям, квазары являются сверхактивными ядрами далёких от нас галактик или становятся ими в перспективе. В центре квазаров, как и в центрах ядер многих галактик, могут находиться чрезвычайно массивные чёрные дыры.
Во всех случаях ядра галактик являются главными источниками энергии, обеспечивающей разнообразные эволюционные процессы. Ядра составляют первичные образования, вокруг которых группируется масса галактик. В ядрах сосредоточены самые старые звёзды, периферию же населяют звёзды молодого или среднего возраста. Звёзды и другие вещественно-энергетические образования галактик движутся по достаточно сложным траекториям, обусловленным вращением галактик вокруг осей, образованных тяготением ядер, воздействием полей тяготения других звёзд и других форм вещества, участием всех элементов галактической системы в расширении Метагалактики и т. д. При этом в ядрах галактик сосредоточено всего коло 10 % их массы, а то и меньше. По-видимому, притяжение ядер и целостность галактик обеспечивается за счёт огромной массы скрытой от наблюдения материи.
Еще в 1944 г. американский астроном немецкого происхождения В. Бааде предложил модель соотношения и взаимодействия различных частей спиральных галактик. Он ввёл термин «звёздное население», проводя тем самым аналогию между астрономическим исследованием и исследованиями в сфере социологии и демографии. «Звёздному населению» сгущений спиральных галактик, образующих диски, включая сюда и ядра галактик, он присвоил название «диско», а относительно разреженную периферию, окружающую галактики огромной сферической «оболочкой», назвал «гало».
Население диско «проживает» главным образом в рассеянных звёздных системах, тогда как население гало – в шаровых скоплениях звёзд. Гало представляет собой, по существу, пустынную галактическую окраину, где редкие «поселения» перемежаются с колоссальными шаровыми скоплениями, возникающими вследствие стягивания вещества гравитацией и включающие миллионы звёзд.
Гравитационное поле галактик препятствует переходу «населения диско» в «население гало», и наоборот. Возникает, таким образом, чёткое подразделение населения галактик на «жителей центра» и «жителей окраин». Затруднения для проникновения «населения гало» в «население диско» связано с тем, что звёзды, входящие в гало, содержат значительно больше тяжёлых и меньше лёгких химических элементов. Чтобы попасть в диско звёздам гало необходимо существенно изменить свой химический состав. По-иному происходит движение газовых облаков в межзвёздной среде. Они свободно переходят из гало в диско и обратно, изменяя при этом лишь свою температуру. Такой обмен веществом позволяет и обновлять «звёздное население», поскольку в гигантских газовых облаках интенсивно протекают процессы звёздообразования. Гало вращается медленнее диско, оно как бы перемешивается ими. При этом около 70 % звёзд образуется в спиральных рукавах и только около 10 % в гало. Шаровые скопления гало населены очень старыми звёздами, возраст которых исчисляется миллиардами лет. Данная модель взаимодействия «звёздного населения» до сих пор сохраняет свои позиции в объяснении эволюционного значения дисков и окраины галактик, порядка движения и образования звёзд, в том числе и в нашей Галактике.
Структура галактик, обеспечивающая упорядочивающее воздействие ядер на периферию и движение периферии, регулируемое гравитационными ядерными воздействиями и истечениями, предполагает экспансию галактической организации во внешнюю среду, захват крупными галактиками меньших по массе галактик, превращение последних в спутники либо даже полное растворение малых галактик в материи галактик-гигантов. Мелкие галактики, обречённые на «съедение» и поглощение крупными, иногда в шутку называют галактиками-миссионерами (поскольку, некоторые дикие племена Африки, в обычаи которых входил каннибализм, иногда пожирали миссионеров из европейских стран, пытавшихся проповедовать среди них христианскую веру).
Современные представления о возникновении и эволюции галактик находятся в тесной связи с представлениями о происхождении и эволюции Метагалактики. Начало формированию галактик было положено в процессе структурирования Метагалактики на основе флуктуаций и сгущений ранее однородного и разреженного вещества. Механизм таких сгущений и уплотнений запустило гравитационное взаимодействие, противостоявшее расширению Метагалактики в целом. Расчёты, проведенные в 50-х годах XX века, показали, что достаточно значительные по массе уплотнения вещества вначале должны отставать от расширения Метагалактики в целом, а затем вообще перестанут расширяться и начнут сжиматься под действием собственной гравитации. Это создаёт предпосылки для формирования протогалактик – предшественниц современных галактических структур. Протогалактики представляли собой холодные сферические газовые облака, находившиеся в процессе сжатия под действием гравитации с участием невидимой материи.
Сжатие запускает процесс звёздообразования, вследствие чего протогалактическое облако постепенно разогревается. В результате в нём повышается внутреннее давление, оно превозмогает силу гравитации и обусловливает расширение облака. В результате происходит фрагментация и структуризация протогалактического облака на основе самоорганизации вещества в различных его частях.
Проходит много времени, и окраинная часть облака отслаивается и срывается с вращающегося облака в окружающую среду, а центральная часть сжимается, образует ядро и запускает вторичный процесс звёздообразования. Затем в процессе вращения облако сжимается в диск и запускается процесс звёздообразования дисковой подсистемы. Таков весьма правдоподобный физический сценарий эволюционного пути образования галактик. Думается, что исходя из основной идеи предлагаемой нами общей теории эволюции, его необходимо серьёзно откорректировать, поскольку он недостаточно учитывает роль ядра в мобилизационно-организационных процессах формирования порядка.
Самоорганизация протогалактического облака как открытой системы порождает процесс самоструктурирования, в результате которого происходит отделение ядра от периферии. Дальнейшая эволюция протогалактики, её превращение в галактику и экспансия в окружающее пространство проходят под воздействием сил и свойств структуры ядра. Взаимодействуя с невидимой материей, ядро создаёт достаточную гравитационную силу для приведения в единообразие движения различных элементов галактики. Мобилизационная схема образования порядка действует в Метагалактике повсеместно, в том числе и в косной материи таких грандиозных систем, как галактики. Она является основой «космической инженерии» – самоконструирования космических систем и запуска внутри них эволюционных механизмов.
Ядро каждой галактики представляет собой наиболее яркую, сильно светящуюся часть, обладающую, соответственно, наиболее мощной энергетикой и гравитационной силой, способной, в соединении с невидимой материей (возможно, в виде массивной чёрной дыры) управлять движением и обусловливать вращение вокруг себя всей многообразной галактической периферии. Ядра спиральных галактик, в том числе и нашей, многослойны. Плоскому диску, похожему на крылья самолёта, противостоит галактическая выпуклость, или балдж. Это почти сферическое образование, включающее миллионы красных, оранжевых и белых звёзд.
Проведенные в начале нынешнего века исследования показали, что при всей своей высокой плотности вещества ядро галактики не является само по себе таким сверхплотным объектом, который мог бы обеспечить гравитационное воздействие на периферию. При наблюдении Туманности Андромеды в центре её ядра было обнаружено сверхплотное образование, получившее название ядрышка. Масса ядрышка Туманности Андромеды составляет 13 млн. солнечных масс. Оно вращается вокруг своей оси, представляя собой плазменный аналог твёрдого тела. Период обращения – около 500 тыс. лет.
В нашей Галактике также имеется ядрышко, выявленное исследованиями в радиодиапазоне. Оно составляет всего 6 парсек в диаметре. Ядрышки галактик представляют собой весьма удивительные феномены «космической инженерии». Они ведут себя вполне независимо от основной материи ядра и значительно превосходят остальную часть ядра и по плотности, и по энергетике, и по своим конструктивным особенностям. Ядрышко как бы управляет действием ядра, а ядро управляет движением периферии.
9.2. Галактика Млечный Путь
Наша Галактика, Млечный Путь – типичная и довольно рядовая спиральная галактика, включающая по разным оценкам от 150 до 200 миллиардов звёзд, множество скоплений звёзд, гигантские газовые облака. Если бы мы могли взглянуть на нашу Галактику сверху, то увидели огромную светящуюся спираль, подобную той, которая с Земли наблюдается в туманности Андромеды. Спираль образуется двумя огромными «рукавами», тянущимися за ядром Галактики. В 2005 году австралийские астрономы обнаружили ещё один, третий «рукав», состоящий почти весь из водорода и тянущийся на расстоянии почти 77 тыс. световых лет и несколько тысяч в ширину.
При рассмотрении же сбоку Галактика представляет собой диск с утолщением, которое образуется расположенным в центре ядром. Ядро в этом ракурсе представляет собой эллипс, а отходящие от него две почти симметричных части диска напоминают крылья взлетающего лайнера. Такую модель Млечного Пути предложил выдающийся астроном XX века Харлоу Шепли. Он же ещё в двадцатые годы XX века впервые установил положение в Галактике Солнечной системы, опираясь на факт, что огромные шаровые скопления звёзд находятся лишь в одной области Млечного Пути, которая и является её центром. Отсюда следовало, что от Земли, где находятся наблюдатели, до центра Галактики очень далеко. Современная астрономия подтвердила выводы Шепли и установила на основе целого ряда расчётов, насколько далеко мы находимся от центра нашей Галактики. Это расстояние оказалось равным 3400 световых лет. Оно настолько огромно, что способно умерить наши амбиции, наше ощущение себя центром Вселенной. Чтобы стать таковым нужно ещё проявить себя в истории Космоса.
Весь же диаметр галактического диска составляет 100 тысяч световых лет, а его толщина – 1,5 тысячи световых лет. Наша Галактика является довольно старой, её возраст, около 14 млрд. лет, сравним с возрастом Метагалактики (хотя нынешние расчёты времени существования такой колоссальной системы, как Метагалактика представляются малообоснованными). Галактика вращается вокруг своей оси, проходящей через центр ядра. Это вращение осуществляется двумя способами: дифференциальным и плоскостным (или «твердоцельным»). Это значит, что значительное большинство звёзд оборачиваются вокруг ядра Галактики по орбитам независимо от орбит других звёзд, а скорость их вращения снижается по мере увеличения расстояния от центра. Другая же часть диска обращается в определённой плоскости, подобно граммофонной пластинке на проигрывателе. При этом «выделенное» положение Земли в Галактике заключается лишь в том, что она, как уже отмечалось выше, вращается вокруг ядра Галактики в так называемом коротационном круге – месте, где уравниваются скорости дифференциального и плоскостного вращения. Это – самое спокойное и стабильное место в Галактике как с точки зрения процессов звёздообразования, так и с точки зрения отсутствия катастроф, столкновения звёзд и переходов с орбиты на орбиту. Солнечная система обращается вокруг центра Галактики со скоростью около 250 км в секунду, т. е. в 300 раз быстрее скорости пули, выпущенной из современного ружья. Полный оборот, если все будет хорошо, она сделает за 250 млн. лет. Около 20 оборотов она уже совершила. В галактической спирали Солнечная система находится на приблизительно равном расстоянии от двух окружающих её спиральных рукавов. Здесь нет межзвёздного газа, способного погасить пламя жизни.
Провинциальное спокойствие окрестностей Солнца выражается и в относительной редкости здесь звёзд, их разбросанности на колоссальных расстояниях. Находясь вдали от мобилизационных процессов, обусловливающих порядок в Галактике и в то же время являясь продуктами этого порядка, мы может воспользоваться спокойствием и стабильностью нашего провинциального положения вдали от грандиозных процессов эволюции Галактики для того, чтобы строить свой собственный гуманистический порядок и постепенно осваивать окружающую нас часть Галактики, распространяя свой порядок на всё более отдалённые космические системы.
«Космическая инженерия» Галактики, возникшая на базе «космической инженерии» Метагалактики, дала возможность возникнуть нашему Солнцу, её спутнику – Земле, и всему, что развилось и эволюционирует на ней. Теперь наша очередь создавать мобилизационное ядро для упорядочения и эволюционирования окружающего Космоса по человеческим меркам и на основе человеческой «космической инженерии». Да, мы малы, слабы и несоизмеримы с колоссом Галактики с её сотнями миллиардов звёзд. Но ведь совсем недавно силы человечества были малы, слабы и несоизмеримы по сравнению с огромностью нашей собственной планеты. А сейчас она становится для нас тесной, и мы размышляем о том, на сколько десятилетий хватит накопленных ею ресурсов. Конечно, ресурсы старушки-Земли далеко не так малы, как это представляется многим экологам. К тому же наука способна открыть возможности искусственного создания космических ресурсов на Земле. Но рано или поздно растущее человечество задохнётся на столь крохотной крупице мироздания, какой является наша Земля. Наряду с земными целями человечество имеет и свою космическую миссию, заключающуюся в том, чтобы стать новым мобилизационным ядром эволюции Галактики, пересоздать «космическую инженерию» по меркам, нормам и целям человека. И мы верим, что оно научится зажигать звезды и регулировать движение космических тел, хотя для этого понадобятся промежутки времени, сравнимые с временем существования Галактики.
Необходимо уяснить то, что мы не дети, а пасынки Галактики. Космос за пределами Земли разрушителен для нас. Мобилизационная структура Галактики обусловила порядок, который косвенным образом способствовал зарождению и эволюции жизни на Земле. Но Галактика не приспособлена к нашему существованию. Истечения газов из ядра, которые способствовали зарождению Солнца, или столкновения с любыми космическими телами, могут в любой момент нас уничтожить. И нет никакого доброго Боженьки, который бы нас создал или мог бы нас защитить. Лишь то, что мы возникли в относительно спокойной и неактивной «провинции» галактики посредине между двумя горячими рукавами позволило нам развиваться и позволяет существовать. И только мы сами, усовершенствуя свою собственную земную цивилизацию, можем продлевать своё существование, становясь хозяевами и сотворцами Космоса.
Ядро нашей Галактики, которое задаёт порядок движения в ней, изучено слабо, поскольку оно почти полностью заслонено от наблюдений с Земли мутностью межзвёздной среды, поглощающей лучи видимого света. Это вполне естественно, если учесть, что чем ближе к ядру, тем больше в плоскости наблюдения оказывается разнообразных выбросов газов и космической пыли. На помощь приходят средства всеволновой астрономии, которые позволяют наблюдать ядро Галактики в самых различных спектрах электромагнитных колебаний, что даёт возможность в какой-то мере скомпенсировать неясность изображений. Благодаря наблюдениям в радио– и инфракрасном диапазоне был определён размер ядра, который составил всего лишь от 2 до 4 килопарсек, т. е. от 6520 до 13040 световых лет. Это совсем немного, если учесть, что ядро управляет движением диска диаметром 100000 световых лет и распространяет своё влияние в сфере диаметром 300000 световых лет. Но это и неудивительно, поскольку плотность звёзд в ядре составляет около 100 миллионов звёзд на кубический парсек, в то время как в окрестностях Солнца эта плотность характеризуется крайней разреженностью: всего одна звезда на 10 кубических парсек. Конечно, цивилизация земного типа никогда бы не возникла в центре Галактики: при такой плотности звёзд температура окружающей их среды исключила бы возможность формирования планет, входящих в Солнечную систему. Поэтому можно сказать, что именно нецентральное положение в Галактике Солнечной системы создало условия для возникновения жизни и человечества.
Кроме плотности звёзд, гравитационное воздействие ядра Галактики на её звёздное население осуществляется, по-видимому, с помощью скрытой материи. Это в какой-то мере подтверждается наличием в центре Галактики мощного радиоисточника Стрелец А, что даёт основания подозревать существование в нём чёрной дыры с очень большим полем тяготения.
Поскольку наблюдать нашу Галактику вдоль плоскости диска очень сложно вследствие расположенных в этой плоскости в межзвёздном пространстве колоссальных газопылевых облаков, о строении нашей Галактики судят по другим Галактикам, обращённым к нам своей спиральной формой, а не диском. Основную информацию о структуре нашей Галактики и характере её ядра даёт наблюдение наиболее близкой к нам спиральной галактики М31 – Туманности Андромеды. Эта галактика является не только сестрой-близнецом нашей, но и сближается с ней огромной скоростью, вследствие чего через несколько миллиардов лет вполне вероятно их столкновение.
Как происходит фронтальное столкновение двух спиральных галактик, мы можем судить по снимкам такого столкновения, происходящего в созвездии Рыб. Это столкновение началось около 300 млн. лет назад и продолжается сейчас. Галактики входят друг в друга, их звёзды перемешиваются, некоторые, вероятно, сталкиваются, давление межзвёздного газа нарастает, запуская процессы образования новых звёзд и шаровых скоплений. То же самое может произойти при слиянии Млечного Пути с Туманностью Андромеды, вследствие чего может возникнуть новая, ещё более крупная эллиптическая галактика. Но неизвестно, будет ли такое столкновение фронтальным, или же Млечный Путь своим диском прошьёт спираль Туманности Андромеды, и две галактики соединятся крест-накрест, вызвав страшный хаос в своём звёздном населении. Но у человечества есть ещё по меньше мере два миллиарда лет, чтобы создать способы уберечься от этой и других возможных космических катастроф.
Несмотря на свой преклонный возраст (14 млрд. лет, если не больше), наша Галактика продолжает «заглатывать» малые галактики, увеличивая за счёт них свою массу и используя их энергию для поддержания энергетического баланса. В течение своей истории, начиная с самого молодого возраста, Галактика Млечный Путь была окружена очень большим количеством малых галактик, но она вначале превратила их в свои спутники, воздействовав своим мощным полем тяготения, а затем и вовсе вобрала их в себя, поглощая их материю и энергию, перестраивая их порядок в свой порядок.
Спутниками нашей Галактики сейчас являются Магеллановы Облака. Большое Магелланово Облако, диск которого составляет около 40 тысяч световых лет, находится от нас на расстоянии около 170 тысяч световых лет. Несмотря на внушительные размеры, эта галактика в 15 раз меньше нашей по массе и может быть «проглочена», «переварена» и «усвоена» Млечным Путём. Малое Магелланово Облако удалено от нас на 210 тысяч световых лет и тоже вследствие своей малости будет «проглочено» гигантом.
При рассмотрении же сбоку Галактика представляет собой диск с утолщением, которое образуется расположенным в центре ядром. Ядро в этом ракурсе представляет собой эллипс, а отходящие от него две почти симметричных части диска напоминают крылья взлетающего лайнера. Такую модель Млечного Пути предложил выдающийся астроном XX века Харлоу Шепли. Он же ещё в двадцатые годы XX века впервые установил положение в Галактике Солнечной системы, опираясь на факт, что огромные шаровые скопления звёзд находятся лишь в одной области Млечного Пути, которая и является её центром. Отсюда следовало, что от Земли, где находятся наблюдатели, до центра Галактики очень далеко. Современная астрономия подтвердила выводы Шепли и установила на основе целого ряда расчётов, насколько далеко мы находимся от центра нашей Галактики. Это расстояние оказалось равным 3400 световых лет. Оно настолько огромно, что способно умерить наши амбиции, наше ощущение себя центром Вселенной. Чтобы стать таковым нужно ещё проявить себя в истории Космоса.
Весь же диаметр галактического диска составляет 100 тысяч световых лет, а его толщина – 1,5 тысячи световых лет. Наша Галактика является довольно старой, её возраст, около 14 млрд. лет, сравним с возрастом Метагалактики (хотя нынешние расчёты времени существования такой колоссальной системы, как Метагалактика представляются малообоснованными). Галактика вращается вокруг своей оси, проходящей через центр ядра. Это вращение осуществляется двумя способами: дифференциальным и плоскостным (или «твердоцельным»). Это значит, что значительное большинство звёзд оборачиваются вокруг ядра Галактики по орбитам независимо от орбит других звёзд, а скорость их вращения снижается по мере увеличения расстояния от центра. Другая же часть диска обращается в определённой плоскости, подобно граммофонной пластинке на проигрывателе. При этом «выделенное» положение Земли в Галактике заключается лишь в том, что она, как уже отмечалось выше, вращается вокруг ядра Галактики в так называемом коротационном круге – месте, где уравниваются скорости дифференциального и плоскостного вращения. Это – самое спокойное и стабильное место в Галактике как с точки зрения процессов звёздообразования, так и с точки зрения отсутствия катастроф, столкновения звёзд и переходов с орбиты на орбиту. Солнечная система обращается вокруг центра Галактики со скоростью около 250 км в секунду, т. е. в 300 раз быстрее скорости пули, выпущенной из современного ружья. Полный оборот, если все будет хорошо, она сделает за 250 млн. лет. Около 20 оборотов она уже совершила. В галактической спирали Солнечная система находится на приблизительно равном расстоянии от двух окружающих её спиральных рукавов. Здесь нет межзвёздного газа, способного погасить пламя жизни.
Провинциальное спокойствие окрестностей Солнца выражается и в относительной редкости здесь звёзд, их разбросанности на колоссальных расстояниях. Находясь вдали от мобилизационных процессов, обусловливающих порядок в Галактике и в то же время являясь продуктами этого порядка, мы может воспользоваться спокойствием и стабильностью нашего провинциального положения вдали от грандиозных процессов эволюции Галактики для того, чтобы строить свой собственный гуманистический порядок и постепенно осваивать окружающую нас часть Галактики, распространяя свой порядок на всё более отдалённые космические системы.
«Космическая инженерия» Галактики, возникшая на базе «космической инженерии» Метагалактики, дала возможность возникнуть нашему Солнцу, её спутнику – Земле, и всему, что развилось и эволюционирует на ней. Теперь наша очередь создавать мобилизационное ядро для упорядочения и эволюционирования окружающего Космоса по человеческим меркам и на основе человеческой «космической инженерии». Да, мы малы, слабы и несоизмеримы с колоссом Галактики с её сотнями миллиардов звёзд. Но ведь совсем недавно силы человечества были малы, слабы и несоизмеримы по сравнению с огромностью нашей собственной планеты. А сейчас она становится для нас тесной, и мы размышляем о том, на сколько десятилетий хватит накопленных ею ресурсов. Конечно, ресурсы старушки-Земли далеко не так малы, как это представляется многим экологам. К тому же наука способна открыть возможности искусственного создания космических ресурсов на Земле. Но рано или поздно растущее человечество задохнётся на столь крохотной крупице мироздания, какой является наша Земля. Наряду с земными целями человечество имеет и свою космическую миссию, заключающуюся в том, чтобы стать новым мобилизационным ядром эволюции Галактики, пересоздать «космическую инженерию» по меркам, нормам и целям человека. И мы верим, что оно научится зажигать звезды и регулировать движение космических тел, хотя для этого понадобятся промежутки времени, сравнимые с временем существования Галактики.
Необходимо уяснить то, что мы не дети, а пасынки Галактики. Космос за пределами Земли разрушителен для нас. Мобилизационная структура Галактики обусловила порядок, который косвенным образом способствовал зарождению и эволюции жизни на Земле. Но Галактика не приспособлена к нашему существованию. Истечения газов из ядра, которые способствовали зарождению Солнца, или столкновения с любыми космическими телами, могут в любой момент нас уничтожить. И нет никакого доброго Боженьки, который бы нас создал или мог бы нас защитить. Лишь то, что мы возникли в относительно спокойной и неактивной «провинции» галактики посредине между двумя горячими рукавами позволило нам развиваться и позволяет существовать. И только мы сами, усовершенствуя свою собственную земную цивилизацию, можем продлевать своё существование, становясь хозяевами и сотворцами Космоса.
Ядро нашей Галактики, которое задаёт порядок движения в ней, изучено слабо, поскольку оно почти полностью заслонено от наблюдений с Земли мутностью межзвёздной среды, поглощающей лучи видимого света. Это вполне естественно, если учесть, что чем ближе к ядру, тем больше в плоскости наблюдения оказывается разнообразных выбросов газов и космической пыли. На помощь приходят средства всеволновой астрономии, которые позволяют наблюдать ядро Галактики в самых различных спектрах электромагнитных колебаний, что даёт возможность в какой-то мере скомпенсировать неясность изображений. Благодаря наблюдениям в радио– и инфракрасном диапазоне был определён размер ядра, который составил всего лишь от 2 до 4 килопарсек, т. е. от 6520 до 13040 световых лет. Это совсем немного, если учесть, что ядро управляет движением диска диаметром 100000 световых лет и распространяет своё влияние в сфере диаметром 300000 световых лет. Но это и неудивительно, поскольку плотность звёзд в ядре составляет около 100 миллионов звёзд на кубический парсек, в то время как в окрестностях Солнца эта плотность характеризуется крайней разреженностью: всего одна звезда на 10 кубических парсек. Конечно, цивилизация земного типа никогда бы не возникла в центре Галактики: при такой плотности звёзд температура окружающей их среды исключила бы возможность формирования планет, входящих в Солнечную систему. Поэтому можно сказать, что именно нецентральное положение в Галактике Солнечной системы создало условия для возникновения жизни и человечества.
Кроме плотности звёзд, гравитационное воздействие ядра Галактики на её звёздное население осуществляется, по-видимому, с помощью скрытой материи. Это в какой-то мере подтверждается наличием в центре Галактики мощного радиоисточника Стрелец А, что даёт основания подозревать существование в нём чёрной дыры с очень большим полем тяготения.
Поскольку наблюдать нашу Галактику вдоль плоскости диска очень сложно вследствие расположенных в этой плоскости в межзвёздном пространстве колоссальных газопылевых облаков, о строении нашей Галактики судят по другим Галактикам, обращённым к нам своей спиральной формой, а не диском. Основную информацию о структуре нашей Галактики и характере её ядра даёт наблюдение наиболее близкой к нам спиральной галактики М31 – Туманности Андромеды. Эта галактика является не только сестрой-близнецом нашей, но и сближается с ней огромной скоростью, вследствие чего через несколько миллиардов лет вполне вероятно их столкновение.
Как происходит фронтальное столкновение двух спиральных галактик, мы можем судить по снимкам такого столкновения, происходящего в созвездии Рыб. Это столкновение началось около 300 млн. лет назад и продолжается сейчас. Галактики входят друг в друга, их звёзды перемешиваются, некоторые, вероятно, сталкиваются, давление межзвёздного газа нарастает, запуская процессы образования новых звёзд и шаровых скоплений. То же самое может произойти при слиянии Млечного Пути с Туманностью Андромеды, вследствие чего может возникнуть новая, ещё более крупная эллиптическая галактика. Но неизвестно, будет ли такое столкновение фронтальным, или же Млечный Путь своим диском прошьёт спираль Туманности Андромеды, и две галактики соединятся крест-накрест, вызвав страшный хаос в своём звёздном населении. Но у человечества есть ещё по меньше мере два миллиарда лет, чтобы создать способы уберечься от этой и других возможных космических катастроф.
Несмотря на свой преклонный возраст (14 млрд. лет, если не больше), наша Галактика продолжает «заглатывать» малые галактики, увеличивая за счёт них свою массу и используя их энергию для поддержания энергетического баланса. В течение своей истории, начиная с самого молодого возраста, Галактика Млечный Путь была окружена очень большим количеством малых галактик, но она вначале превратила их в свои спутники, воздействовав своим мощным полем тяготения, а затем и вовсе вобрала их в себя, поглощая их материю и энергию, перестраивая их порядок в свой порядок.
Спутниками нашей Галактики сейчас являются Магеллановы Облака. Большое Магелланово Облако, диск которого составляет около 40 тысяч световых лет, находится от нас на расстоянии около 170 тысяч световых лет. Несмотря на внушительные размеры, эта галактика в 15 раз меньше нашей по массе и может быть «проглочена», «переварена» и «усвоена» Млечным Путём. Малое Магелланово Облако удалено от нас на 210 тысяч световых лет и тоже вследствие своей малости будет «проглочено» гигантом.
9.3. Группы галактик и формы их взаимодействия
Рассматривая такие грандиозные космические образования, как галактики, необходимо отметить, что и они являются всего лишь малыми частицами в сравнении с ещё более крупными структурными компонентами нашей Вселенной. Огромное большинство галактик входит в состав гораздо более крупных относительно устойчивых форм космической материи – различных галактических групп, скоплений и сверхскоплений.
Наша Галактика входит в так называемую Местную группу галактик, членами которой наряду с ней являются Туманность Андромеды (М 31), спиралеобразная галактика М 33, видимая в созвездии Треугольника и еще 36 галактик. Галактика М 33 находится достаточно близко к Туманности Андромеды и около 2,5 млн. световых лет от Млечного Пути, что делает её наблюдение достаточно сложным. Туманность Андромеды по объёму значительно больше Млечного Пути, радиус её диска составляет около 300 тысяч световых лет. Однако в последнее время появились данные о том, что по массе она уступает Млечному Пути, данные, впрочем, довольно спорные. Остальные 36 галактик, входящих в состав Местной группы, имеют очень небольшие размеры и массы. Они представляют собой либо малые эллиптические, либо неправильные формы. Обнаружение галактик – членов Местной группы продолжается, а общее число известных нам галактик, входящих в неё, приближается к сорока. Напомним, что число «40» во многих языках мира, в том числе и в русском, является символом компактного множества.
Так, в 1994 г. была обнаружена очень близко к нам карликовая галактика, названная соответственно своим размерам Карликовая в Стрельце. Если бы она не была окутана громадными газопылевыми облаками, то светила бы ярче, чем оба Магеллановых Облака, поскольку находится на вдвое меньшем расстоянии к Солнцу. Но газопылевая завеса оказалось настолько плотной, что Карликовая не только не наблюдается невооружённым глазом, но и долгое время не могла быть обнаружена самыми современными телескопами. Карликовая в Стрельце уже находится внутри нашей Галактики и постепенно «поедается» ею, давая ещё одно основания исследователям говорить о «галактическом каннибализме». Её ожидает полное поглощение, перекомпоновка и включение в структуру нашей Галактики приблизительно через миллиард лет. Следующие на очереди – Магеллановы Облака, которые сейчас являются спутниками Галактики, но будут поглощены ею через несколько миллиардов лет. Так что число членов Местной группы не только растёт, но и убывает в связи с поглощением их крупными галактиками.
Наша Галактика входит в так называемую Местную группу галактик, членами которой наряду с ней являются Туманность Андромеды (М 31), спиралеобразная галактика М 33, видимая в созвездии Треугольника и еще 36 галактик. Галактика М 33 находится достаточно близко к Туманности Андромеды и около 2,5 млн. световых лет от Млечного Пути, что делает её наблюдение достаточно сложным. Туманность Андромеды по объёму значительно больше Млечного Пути, радиус её диска составляет около 300 тысяч световых лет. Однако в последнее время появились данные о том, что по массе она уступает Млечному Пути, данные, впрочем, довольно спорные. Остальные 36 галактик, входящих в состав Местной группы, имеют очень небольшие размеры и массы. Они представляют собой либо малые эллиптические, либо неправильные формы. Обнаружение галактик – членов Местной группы продолжается, а общее число известных нам галактик, входящих в неё, приближается к сорока. Напомним, что число «40» во многих языках мира, в том числе и в русском, является символом компактного множества.
Так, в 1994 г. была обнаружена очень близко к нам карликовая галактика, названная соответственно своим размерам Карликовая в Стрельце. Если бы она не была окутана громадными газопылевыми облаками, то светила бы ярче, чем оба Магеллановых Облака, поскольку находится на вдвое меньшем расстоянии к Солнцу. Но газопылевая завеса оказалось настолько плотной, что Карликовая не только не наблюдается невооружённым глазом, но и долгое время не могла быть обнаружена самыми современными телескопами. Карликовая в Стрельце уже находится внутри нашей Галактики и постепенно «поедается» ею, давая ещё одно основания исследователям говорить о «галактическом каннибализме». Её ожидает полное поглощение, перекомпоновка и включение в структуру нашей Галактики приблизительно через миллиард лет. Следующие на очереди – Магеллановы Облака, которые сейчас являются спутниками Галактики, но будут поглощены ею через несколько миллиардов лет. Так что число членов Местной группы не только растёт, но и убывает в связи с поглощением их крупными галактиками.