7 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Американские наблюдатели У. Саржент и Л. Сирль обнаружили несколько небольших, но ярких галактик голубого цвета, обладающих уникальными характери­стиками,— они выглядели как гигантские области иони­зованного водорода, изолированные в межгалактиче­ском пространстве. (Поэтому авторы свою первую статью о них так и назвали: «Межгалактические обла­сти Н II».) Как показали радионаблюдения этих галак­тик в линии нейтрального водорода, в них так много межзвездного газа, что он может составлять основную долю массы этих необычных галактик (выходит, что, строго говоря, не всегда правильно называть галактики звездными системами!). К тому же оказалось, что хи­мический состав межзвездного газа в этих галактиках тоже не совсем обычен: в нем, по-видимому, мало хи­мических элементов тяжелее гелия (по сравнению с межзвездным газом в обычных галактиках). Цвет у га­лактик — голубой, говорящий о большом количестве молодых звезд, а по химическому составу — это населе­ние типа II!

Можно сделать несколько предположений относи­тельно природы этих галактик. Во-первых, в них, воз­можно, велика доля звезд с очень большой массой по отношению к числу всех звезд. Поэтому в галактике и наблюдается много горячего газа.

Во-вторых, возможно, мы наблюдаем действительно молодые галактики — с возрастом несколько сотен мил­лионов лет, так что все звезды в них образовались не­давно.

И наконец, в-третьих, они могут быть и старыми га­лактиками, наблюдаемыми во время «вспышек» звез­дообразования (довольно редко происходящих).

Первое предположение не объясняет недостаток тя­желых элементов, происхождение которых по существу­ющей теории связано с массивными звездами.

Второе предположение также сталкивается с боль­шими трудностями. Если считать, что образование га­лактик происходит в природе непрерывно, то придет­ся допустить существование во много раз большего количества постаревших (уже не столь голубых) кар­ликовых систем. Однако это не согласуется с наблюдениями. По оценкам того же Саржента, голубые ком­пактные галактики, напоминающие «изолированные об­ласти Н II», составляют довольно заметную долю (око­ло 10%) от всех галактик низкой светимости. А это су­щественно больше, чем можно было ожидать при не­прерывном образовании карликовых галактик.

Остается третий вариант как наиболее достоверный. При этом можно предположить, что эти звездные си­стемы имеют такой же возраст, как и другие галактики (около 10—20 млрд. лет), но за время своего сущест­вования они в среднем испытали по 5—10 резких «вспы­шек» звездообразования. Те из карликовых галактик, которые мы наблюдаем во время этих «вспышек», вы­глядят так, словно у них только недавно началось об­разование первых звезд.

Итак, наличие большого количества молодых звезд еще не говорит о молодости всей галактики, а указы­вает лишь на интенсивное звездообразование в настоя­щее время.

Одно время считалось, что если неправильные га­лактики более богаты межзвездным газом и яркими звездами, то они, по-видимому, являются молодыми объектами. В действительности это не так. Например, в БМО и ММО найдено не только много молодых звезд, но и старых (населения типа II). Конечно, нельзя счи­тать возраст самых старых звезд во всех галактиках абсолютно одинаковым. Сам процесс формирования первого поколения звезд не может очень быстро про­изойти, и возраст этих звезд для различных галактик вполне может отличаться на сотни миллионов лет. Ин­тересно отметить, что, как показывают исследования, старые шаровые звездные скопления в БМО, по-види­мому, на 1 млрд. лет моложе своих «собратьев» в на­шей Галактике, а шаровые скопления туманности Анд­ромеды примерно на столько же старше. Но 1 млрд. лет — это менее 0,1 части возраста этих галактик, так что возраст их все же можно считать примерно оди­наковым.

Существуют ли вообще молодые галактики, возраст которых значительно меньше, чем у этих звездных си­стем? Как показали американские астрономы Л. Сирль, У. Саржент и В. Багнуоло в 1973 г., наблюдаемый цвет около 150 наиболее ярких галактик совместим с пред­положением об их одинаковом (причем большом) возрасте. Во всяком случае, среди них нет таких галактик, возраст которых отличался бы от 1010 лет более чем втрое (в ту или другую сторону). Различие их цвета как и количества межзвездного газа объясняется не разным возрастом, а неодинаковым темпом звездообра­зования в настоящее время и в прошлом.

Есть еще одна причина, заставляющая искать эпоху образования галактик в далеком прошлом — 10— 20 млрд. лет назад. Это — процесс расширения Все­ленной, который также начался 10—20 млрд. лет назад.

В настоящую эпоху плотность межгалактического вещества слишком мала, чтобы гравитационные силы смогли заставить чрезвычайно разреженный межгалак­тический газ сжаться до образования новых звездных систем. Образование галактик, по-видимому, происхо­дило на ранних стадиях расширения Вселенной, когда плотность вещества была во много раз выше. Правда, как показывают оценки, рост гравитационной неустой­чивости в расширяющейся Вселенной происходит слиш­ком медленно и поэтому не может привести к образо­ванию галактик из первоначально однородной среды. Требуются некоторые начальные («затравочные») воз­мущения среды (пусть даже очень малые), рост кото­рых привел бы к резко неоднородному распределению вещества во Вселенной и появлению сначала газовых протогалактик, а затем и звездных островов — галактик.

Существует несколько теорий образования галактик, в которых рассматриваются различные типы начальных возмущений и их влияние на расширяющуюся плазму, существовавшую на ранней стадии эволюции Вселен­ной. Наибольшее распространение получили две из них: теория адиабатических возмущений плотности и вихревая теория. И та и другая основаны на теории от­носительности и космологической теории горячей Все­ленной. Общее между ними и то, что согласно каждой из них быстрый рост возмущений привел к образова­нию протогалактик после того, как горячая плазма, су­ществовавшая на самых ранних стадиях расширения Вселенной за короткое время остыла, и стала прозрачна для пронизывающего ее излучения. Это «остывание» произошло, когда средняя плотность вещества во Все­ленной была в 2 млрд. раз больше, чем в настоящее время, — приблизительно такая же, какая наблюдается сейчас в плотных облаках межззездного газа. Однако механизм формирования галактик в теориях адиабати­ческих и вихревых возмущений различен. Согласно пер­вой теории на самой ранней стадии расширения Все­ленной уже существовали колебания плазмы (типа зву­ковых) небольшой амплитуды. Как показали расчеты, эта колебания догалактической плазмы при остывании вещества приводят к обособлению гигантских масс газа (около 1013 солнечных масс), Эти конденсации, как показывают те же расчеты, проделанные группой советских ученых под руководством академика Я. Б. Зельдовича, должны были быть сильно сплюсну­ты, (их называют «блинами»). Затем в них уже воз­никают уплотнения с массами 106—1011 солнечных масс — газовые протогалактики, которые уже. превра­щаются в звездные системы, сжавшись под действием собственной гравитации.

Согласно вихревой теории плазма до остывания на­ходилась в состоянии хаотического вихревого (турбу­лентного) движения. Когда из-за расширения плазма остыла, вихревые движения продолжались: в холодном газе возросла роль гравитации, которая «стянула» вра­щающийся газ в гравитационно-связанные объекты — пратогалактики.

Таким образом, в обеих теориях сделана попытка объяснить происхождение галактик, но исходя из раз­личных предпосылок. Требуется дальнейшая наблюда­тельная проверка выводов этих теорий.

Конечно, развитию наших представлений о рожде­нии галактик помогли бы непосредственные наблюде­ния этого процесса. Среди сравнительно близких к нам галактик нет таких, которые со всей определенностью можно было бы считать молодыми, хотя поиски и ис­следования «подозрительных» объектов должны быть продолжены. Но даже если окажется, что все галакти­ки появились в природе миллиарды лет назад — мы з принципе все равно можем наблюдать их молодыми. Астрономия, наверное, единственная наука, которая по­зволяет увидеть (не воссоздать по крупицам, а действительно увидеть) то, что происходило очень давно. Из-за конечной скорости распространения света очень да­лекие галактики мы наблюдаем такими, какими они были миллиарды лет назад. Однако даже гигантские по светимости галактики с таких фантастических рас­стояний выглядят едва заметными туманными пят­нышками. Молодые же галактики должны находиться еще дальше — где-нибудь на расстоянии 10—20 млрд. св. лет. Но они, как можно ожидать, имеют (вернее, имели) гигантскую светимость, потому что первый мил­лиард лет своей истории звезды, по-видимому, рожда­лись особенно интенсивно — за это время возникла сфе­роидальная составляющая, появились тяжелые элемен­ты… Может быть, большая светимость молодых галак­тик когда-нибудь поможет нам увидеть их с такого расстояния?

Попытки обнаружить молодые галактики «издале­ка» пока были безрезультатными. По-видимому, причи­на этого не только в громадном расстоянии. Большое красное смещение, которое должно быть в их спектрах, дополнительно ослабляет потоки света, идущие от да­леких галактик. Удастся ли увидеть молодые галакти­ки— покажет будущее.