Пределы Метагалактики

Как возникла наша Вселенная?

Вид Земли из космоса

Космонавты с восхищением фотографируют Землю, величественно проплывающую за иллюминатором космического корабля. Это самые захватывающие моменты в космическом полете”, сказал один из космонавтов. Но по сравнению с Солнечной системой наша Земля кажется песчинкой. Внутри Солнца поместился бы миллион таких планет, как Земля, и там все еще осталось бы свободное место! Имеют ли такие факты о Вселенной какое-либо отношение к нашей жизни и к ее смыслу?

Давайте включим” воображение и совершим небольшое космическое путешествие, которое позволит нам увидеть Землю и Солнце такими, как они есть на самом деле. Наше Солнце это только одна звезда из невообразимого множества звезд в спиральном рукаве галактики Млечный Путь эта галактика, в свою очередь, лишь крошечная частичка Вселенной. Невооруженным глазом мы можем разглядеть на небе несколько слабо светящихся пятен, которые на самом деле являются другими галактиками, например, красивая и более крупная Туманность Андромеды. Млечный 20 галактик удерживаются вместе гравитационным полем, образуя скопление галактик, и все эти галактики занимают только маленький участок пространства в гигантском сверхскоплении галактик. Вселенная содержит бесчисленное множество сверхскоплений, и это еще далеко не полная картина Вселенной.

Классификация галактик

По внешнему виду галактики делятся на эллиптические, спиральные, неправильные и пекулярные

Эллиптические галактики ((Е) имеют форму эллипсоидов без резких границ. Яркость плавно увеличивается от периферии к центру, а внутренняя структура, как правило, отсутствует. Звёздообразование, вероятно, началось быстро и интенсивно около 15 млрд. лет назад, а затем резко прекратилось.

Столкновение эллиптических галактик

С помощью моделирования на суперкомпьютере был изучен процесс столкновения обычных галактик и показано, что при этом "рождаются" так называемые эллиптические галактики.

Более двух третей всех галактик во вселенной, в том числе подобные нашему Млечному Пути спиральные галактики, имеют примерно форму диска. Напротив, эллиптические галактики могут иметь различную форму, начиная от эллипсоида и заканчивая сферой. Они обычно больше спиральных галактик и имеют "активное ядро" - центральные области, которые излучают огромное количество энергии.

Ещё недавно многие исследователи полагали, что эллиптические галактики представляют собой реликты начального этапа образования галактики, а дисковые галактики образовались позднее. Однако теперь некоторые астрофизики выдвигают альтернативную идею: они считают, что в начале образовались дисковые галактики, а уже затем в результате их столкновений стали возникать эллиптические. Моделирование на суперкомпьютере, выполненное Барнсом и Херквинстом из Института высших исследований в Пристоне, подтверждают новую гипотезу.

Предпосылкой открытия послужили исследования Барнса, который в течение нескольких лет заданием компьютерной программы, моделирующей воздействие гравитационного поля звёзд и "тёмного вещества" (которое, как считают, составляет до 90% полной массы большинства галактик) на взаимодействие двух и более галактик. Недавно Барнв обнаружил, что если две галактики сближаются на расстояние, меньшее нескольких диаметров галактик (для Млечного Пути эта величина составляет 100 тыс. св. лет), то они захватывают друг друга гравитационным полем и через некоторое время сталкиваются. Примерно через миллиард лет после начала столкновения две галактики могут объеденится в одну эллиптическую галактику.

Хернквист модифицировал модель Бернса, добавив в неё межзвёздный газ, и показал, как можно объяснить появление у эллиптических галактик сверхактивных ядер. Согласно современной теории, единственным механизмом образования активного ядра, светимост которого превышает светимость всей остальной галактики, является аккрекция огромного количества газа через чёрную дыру. Вопрос о том, откуда берётся этот газ. Расчёты Херквинста показали, что при столкновении двух дисковых галлактик огромное количество газа выталкивается в центральную область вновь образуещейся эллиптической галактики. По мнению Херквинста, высокая концентрация газа в указанной области может ускорить образования чёрной дыры и обеспечить впоследствии непревывную аккрецию вещества на неё.

Аккреция - падение вещества на космическое тело под действием сил тяготения. Сопровождается выдылением гравитационной энергии. Эффективность выдыления энергии при аккреции на нейтронные звёзды в десятки раз больше, чем в ядерных реакциях.

По мнению Ф. Швейцера из Института Карнеги в Вашингтоне, работа Барнса и Херквинста сняла многочисленные вопросы, связанные с теорией столкновений эллптических галактик. Он полагает, что проведённое моделирование поможет пролить свет на будущее нашей Галактики. В настоящее время, поясняет Швейцер, наш Млечный путь сближается со своим ближайшим соседом - Галактикой Туманность Андромеды, имеющей форму диска, - со скоростью 120км/с. Если это сближение будет продолжаться с такой же скоростью, то через 5 млн. лет две галактики могут столкнуться.

Спиральные галактики

Спиральные галактики (S) - наиболее многочисленны. К ним принадлежит более половины наблюдаемых галактик. Типичными представителями являются наша Галактика и туманность Андромеды. В отличие от эллиптических галактик, в них наблюдается структура в виде характерных спиральных ветвей. Скорость образования в спиральных галактиках, по-видимому, имеет промежуточное значение между значениями для эллиптических и неправильных галактик. Звёздообразование в спиральных галактиках началось не так быстро, как в эллиптических, но продолжается в настоящее время.

Различают три типа спиралей. У одних, подобных нашей Галактике и обозначаемых SA, SB и SC спиральные ветви выходят напосредственно из центрального уплотнения. Это деление определяется отномительнвми размерами ценрального утолщения и степенью закрученности спиральных рукавов.

Для объекта типа SA характерны центральное утолщение и плотнее всего закручены спиральные рукава. В них содержатся также некоторое количество нейтрального водорода и яркие молодые голубые звёзды.

В спиральных рукавах галактик типа SB имеется богатая популяции молодых голубых звёзд. Центральное утолщение, содержащее старые красные звёзды, вырвжено слабее, чем в галактиках типа SA.

Наконец, свечение галактик типа SC обусловлено, в основном, молодыми голубыми звёздамив спиральных рукавах; население центрального утолжщения малочисленно или совсем отсутствует. Тип нашего Млечного Пути лежит между SB и SC.

У других они начинаются у концов продолговатого образования, в центре которого находится овальное уплотнение. Создаётся впечатление, что две спиральные ветви соединены перемычкой. Вот почему такие галактики называются пересечёнными спиралями; они обозначаются SB.

Неправильные галактики

Примером галактики этого типа являются Магеллановы Облака. Хотя в одном из них были обнаружены следы спиральной структуры. Неправильные галактики характеризуются отсутствием центральных уплотнений и симметричной структуры, а также низкой светимостью и относительно высоким содержанием нейтрального водорода. Звёздообразование в неправильных галактиках шло гораздо медленнее и почти с постоянной скоростью, поэтому они сохранили значительное количество первичного газа.

Пекулярные галактики

Так называются галактики, которые обладают теми или иными особенностями, не позволяющие отнести их ни к одному из перечисленных выше классов. Скопления галактик располагаются в пространстве неравномерно. При очень сильном увеличении они выглядят как тонкие ленты и нити, опоясывающие огромные, похожие на пузыри, пустоты. Некоторые скопления такие длинные и широкие, что напоминают Великую китайскую стену. Это удивляет тех, кто полагает, что наша Вселенная возникла сама собой в результате случайного космического взрыва. Один известный писатель делает в журнале "Scientific American" следующее заключение: "Чем больше восхитительных подробностей мы узнаём о Вселенной, тем труднее объяснить с помощью простой теории, как все появилось".

Все виды галактик

Sorry, your browser doesn't suppor Java.