Каждая из галактик представляет собой остров звезд, собранных вместе силой гравитации. Как и наш Млечный Путь, каждая из них является динамической системой. Если мы мысленно начнем отсчет времени назад, то перед нами предстанет почти такая же проблема, как и при знакомстве со звездами. Каждую галактику мы наблюдаем фактически течение мгновения ее жизни. Это – как своеобразная мозаика, которую теперь нам необходимо собрать. С обособленных кусочков жизни различных галактик и с вами должны получить целостную картину, «биографию» типовой галактики.
Наше понимание эволюции галактик совершенствуется достаточно быстро. Прежде всего мы должны благодарить этим современным телескопам, позволяющие заглянуть назад даже сквозь время. Именно так, потому что чем дальше находится галактика, которую мы наблюдаем, тем глубже мы заглядываем в прошлое. Когда мы фотографируем, например, галактику, удаленная от нас на миллиард световых лет, мы видим ее такой, какой она была миллиард лет назад.
Таким образом, просто фотографируя различные галактики на различных расстояниях от Земли, мы можем собрать настоящий «семейный альбом» фотографий галактик на разных этапах их жизни. Каждая фотография будет изображением какой-то одной галактики, однако, группируя их, мы сможем воспроизвести изменения определенному типу галактик по возрасту. Изображение самых галактик представлять галактики «в детстве», а фотографии близких – «зрелые» галактики.
Исходя из закона Хаббла, в очень отдаленных галактик красное смещение спектра должно быть настолько большим, что даже видимое и ультрафиолетовое излучение, выпущенное этими галактиками, доходит до Земли в виде инфракрасного. Земные телескопы не могут хорошо регистрировать такое излучение из-за того, что мешает земная атмосфера. И возможности орбитального телескопа имени Хаббла в этой сфере тоже ограничены.
Давайте немного пофантазируем и попробуем представить себе жизнеописание типичной галактики. Так как современные телескопы не позволяют направления наблюдать галактики на первых этапах их эволюции, мы должны использовать некоторые теоретические предположения, чтобы смоделировать один из самых интересных этапов – процесс рождения галактики.
Итак, допустим, что водород и гелий заполнили космическое пространство более или менее равномерно, когда Вселенная была еще достаточно молод (скажем, миллион лет после Большого Взрыва). Допустим также, что эта равномерность ни была совершенной и некоторые участки Вселенной все же имели несколько большую плотность, чем другие.
Используя эти предположения, а также законы притяжения, представим себе, как эти участки с большей плотностью превратились в галактики.
Как и другая материя, вещество в этих участках начинала расширяться, как расширялся и вся Вселенная. Однако большая плотность делала это расширение медленнее, за счет чего со временем расширение прекратилось и превратилось на сжатие. Таким образом, около миллиарда лет назад сформировались так называемые про-тогалактични облака.
Со временем в протогалактичний облаке начали формироваться протозвезды образования. Как считают современные ученые, первые звезды образовались в галактиках еще задолго до их полного оформления как зрелых объектов. Процессы звездообразования в активных регионах протогалактик привели к формированию сферических галактик, в которых звезды распределены почти равномерно по всей шара. Впоследствии силы гравитации продолжали действовать на более отдаленные от центра регионы сферической галактики и в конце концов создали дискообразной структуру. В галактическом гало (так называется остаток от прежней сферы молодой галактики) прекратились процессы рождения новых звезд, и их со временем там стало значительно меньше.
Наблюдательные данные говорят в пользу предложенной нами теории образования и эволюции галактик. Так, на большинстве фотографий спиральные галактики имеют звезды разных цветов. В самой спирали, однако, сконцентрировано наибольшее количество белых и голубых звезд, тогда как более красные находятся в галактическом гало – над и под диском.
Действительно, более голубыми смотрятся только очень горячие звезды, не живут долго. Поэтому в диске сконцентрированы молодые звезды, там, как мы с вами увидели, продолжаются процессы звездообразования. В галактическом гало основном находятся звезды, жизнь которых в ближайшее время добежит к концу.
Конечно, прогресс науки делает нас достаточно близкими к пониманию того, как и почему протогалактични облака превратились в галактики. Однако некоторые загадки все же остаются. Например, наблюдательные данные указывают на возможность существования более раннего поколения звезд, например, в нашей Галактике. Однако мы даже у нас практически «дома» не смогли открыть ни одной звезды, которая была бы старше типичную звезду галактического гало.
Кроме выдающихся результатов в исследовании эволюции галактик и возраста Вселенной, Эдвин Хаббл предстоит еще одна пионерская разработка – он создал первую систему классификации галактик по типам. Как характеристику для классификации он предложил взять внешний вид. Однако впоследствии оказалось, что внешний вид имеет несколько больший и более глубокий смысл.
Итак, по своей классификации Хаббл разделил галактики на эллиптические, спиральные и нерегулярные. Эллиптические галактики он обозначил заглавной буквой Е с соответствующей цифрой, что отражает степень «плоскости» галактики. Чем больше цифра, тем более «плоской» нам кажется галактика. Например, галактика Е0 имеет форму окружности, тогда как галактика Е7 – довольно сильно вытянутый эллипс.
Спиральные галактики были обозначены большой буквой 8. Если же галактика имеет что-то вроде «перепонки» между рукавами спирали, то ей присваивают обозначение 8В. Дальше большими буквами идет одна маленькая – а, Ь или с. Эта буква отражает размер ядра и присутствие газопылевого диска. От а до с Размер ядра галактики уменьшается, а плотность газопылевого диска и его размеры возрастают. Например, галактика 8ВС является спиральной галактикой с «перепонкой», что маленькое ядро и большое количество пыли и газа в диске. Нерегулярные галактики в этой классификации получили обозначение ИГГ.
Спиральные галактики имеют вид обычных спиралей (если вид галактики в телескоп или на хорошем фотоснимка вообще можно назвать обычным!). Если же они повернуты к нам как бы «ребром», то выглядят вроде «шляпы». Так, один из самых известных представителей спиральных галактик такого типа – NОС 4594 (соответствующий номеру 4594 по каталогу Оепегаи Саиаиодие) – называется «Сомбреро». Вообще типичный вид спиральной галактики – это беловатый диск с желтоватым ядром и темным газопылевым диском, будто поясом.
Обычно спиральные галактики, как и наш Млечный Путь, – это диски, будто исходят из центрального ядра. Само ядро медленно переходит в галактическое гало, может простираться в пространстве на расстоянии более 100 000 световых лет. Вместе ядро и гало образуют сферический компонент галактики. Так что определенную границу между ядром и гало представить себе очень трудно, астрономы считают звезды, находящиеся на расстоянии 10 000 световых лет, составляющими ядра, а все остальные – входящими в гало. Дисковый компонент пересекает ядро в центре и простирается во Вселенной на расстоянии, могут превышать 50 000 световых лет. Диск содержит, кроме звезд, определенное количество межзвездного вещества – пыли и газа. Среди крупных галактик около 70-80 % принадлежат именно к эллиптическим.
(No Ratings Yet)
Загрузка...