Жанр: Эзотерика
Тайны пространства и времени
...е Плеяды (на Руси его называли
Стожары) - хорошо видно невооруженным глазом. Оно расположено на
расстоянии около 400 световых лет от Земли и находится в созвездии
Тельца - одном из самых примечательных созвездий нашего зимнего неба. В
древности появление Плеяд над горизонтом перед восходом солнца возвещало
начало года. А их вечерняя видимость определяла начало зимы.
Слово Плеяды происходит от греческого слова "плейас", что значит -
"множество". Кроме видимых 6-9 звезд в это скопление входят еще
несколько сотен звезд. Все они связаны не только силами тяготения, но и
общностью происхождения. Плеяды - молодая группа звезд, ее возраст,
по-видимому, не превосходит нескольких миллионов лет. Именно по этой
причине звезды Плеяд еще не успели разойтись на значительные расстояния
- поперечник этого скопления составляет всего около 20 световых лет.
Образно говоря - это "звезды-младенцы", еще не успевшие вылететь из
"родного гнезда" и продолжающие существовать, "тесно прижавшись" друг к
другу.
Рассеянных скоплений, подобных Плеядам, в нашей Галактике
насчитывается более восьмисот.
Наряду с рассеянными звездными скоплениями в нашей звездной системе
существуют еще около 200-300 шаровых скоплений, содержащих каждое до
нескольких сотен тысяч и даже свыше миллиона звезд. Наибольшее
количество звезд сосредоточено вблизи центральной части таких скоплений,
а по мере удаления от центра их число в единице объема постепенно
уменьшается.
От центра Галактики Солнечную систему отделяют 34 тысячи световых
лет. А расстояние от одной видимой окраины нашего звездного острова до
другой составляет около 100 тысяч световых лет.
Внутреннее положение Солнца и Земли в Галактике затрудняет ее
изучение. Однако, несмотря на это, современная наука располагает
методами, позволяющими составить представление о строении Галактики и
природе происходящих в ней процессов. Один из них - метод сравнения. В
пространстве Вселенной "разбросано" великое множество галактик, в том
числе сходных по своему строению с нашей. И мы можем наблюдать их со
стороны в различных ракурсах и на различных этапах их эволюции.
Если бы нам удалось вылететь за пределы Галактики и взглянуть на нее
со стороны, мы увидели бы гигантский объем, похожий на шар, заполненный
примерно 200 миллиардами звезд. Мы увидели бы также, что звезды
распределены в этом объеме неравномерно. Наибольшее количество звезд
сконцентрировано в плоском диске с шарообразным утолщением в центре -
балджем. Поперечник балджа - около 13 световых лет.
В галактическом диске, приблизительно на половине расстояния между
центральной частью Галактики и ее окраиной, расположено Солнце вместе с
планетами.
Балдж и диск окружены своеобразным звездным "гало", поперечник
которого достигает 120 тысяч световых лет. Таким образом, в Галактике
существует как бы два подмножества - диск и гало, отличающиеся как по
своей геометрии, так и по характеру движения. Кроме того, различные
объекты Галактики относятся еще и к одной из двух подсистем - плоской и
сферической. В частности, самые старые звезды принадлежат к сферической
подсистеме.
Что касается рассеянных звездных скоплений, то самое молодое из них
возникло около 5 миллиардов лет назад. А самые старые объекты - шаровые
звездные скопления, принадлежащие галактическому гало. Самое древнее из
них сформировалось около 12 миллиардов лет назад. Таким образом, шаровые
звездные скопления старше рассеянных в среднем на 5-10 миллиардов лет.
Это означает, что формирование Галактики представляет собой длительный
процесс, сильно растянутый во времени. Во всяком случае образование
диска началось лишь через несколько миллиардов лет после того, как
завершилось формирование сферической подсистемы. Если справедлива
конденсационная теория образования звезд, то столь большой разрыв во
времени можно объяснить тем, что формирование звезд диска началось
только тогда, когда газ, оставшийся после образования звезд сферической
подсистемы, осел к галактической плоскости и его концентрация оказалась
достаточной для звездообразования.
Подобная точка зрения связана с представлением о том, что не только
звезды, но и сама Галактика сформировалась из газового
водородно-гелиевого облака в результате его гравитационного сжатия под
действием собственного тяготения. Сперва формировались звезды гало, и
этот процесс сопровождался выделением огромного количества энергии. Как
считают некоторые астрономы, энергия эта выделялась в результате
многократных вспышек сверхновых звезд. Однако подобное объяснение отнюдь
не является единственно возможным. Источником энергии могли быть
процессы, происходившие в ядре Галактики, а также другие явления, нам
еще не известные.
Но если энергия действительно выделялась в больших количествах, это
должно было привести к разогреву газа и временному прекращению процесса
звездообразования. Возможно, этим и объясняется столь значительный
разрыв во времени между завершением формирования сферической подсистемы
и началом формирования диска.
Кроме диска и гало у нашей Галактики, по-видимому, есть еще и
своеобразный ореол - галактическая корона. На это указывает целый ряд
фактов, однако природа космических объектов, из которых состоит
Галактика, до сих пор остается невыясненной. Это - одна из наиболее
интригующих проблем современной галактической астрономии.
Галактическое вращение
Из года в год мы видим в небе одни и те же созвездия. Их очертания не
меняются. Создается впечатление, что положение небесных светил в
пространстве с течением времени остается неизменным. Но впечатление это
обманчиво. Звезды движутся и движутся с огромными скоростями. Так, наше
Солнце, обращаясь вокруг центра Галактики, несется со скоростью около
250 км/с. Это более чем в 8 раз превосходит скорость движения Земли по
околосолнечной орбите. Полный оборот вокруг галактического центра Солнце
завершает примерно за 250 миллионов лет (так называемый галактический
год).
Вокруг центра Галактики обращаются и все другие объекты, которые
входят в ее состав. Однако это галактическое вращение не похоже на
обращение планет вокруг Солнца. В то время как в Солнце сосредоточена
подавляющая часть массы Солнечной системы, масса галактического ядра
составляет всего около 5 миллионов солнечных масс. Поэтому любая звезда
или другой объект испытывает притяжение не только со стороны
галактического центра, но и всей массы окружающих звезд. Это не может не
сказываться на характере движения галактических объектов и форме их
орбит.
Наблюдения показывают, что гало вращается со сравнительно небольшой
скоростью. На расстоянии около 30 тысяч световых лет от центра Галактики
(то есть на том расстоянии, где расположено Солнце) эта скорость
составляет около 50 км/с. Что же касается звезд диска, то они движутся
значи тельно быстрее. В районе Солнца у них такая же скорость, как и у
нашего дневного светила - то есть 250 км/с. Однако не следует думать,
что все звезды, принадлежащие к сферической или плоской подсистеме,
движутся как единое целое. У звезд, которые входят в состав гало,
скорости различаются весьма существенно. Это различие достигает 150
км/с. Что же касается звезд диска, то у них оно значительно меньше. Но и
в диске, например, старые звезды, участвуя в галактическом вращении,
движутся на 10-15км/с медленнее, чем молодые.
Причем, чем больше возраст того или иного типа звезд, тем
значительнее различаются скорости (или, как ее называют астрономы,
дисперсия скоростей) представителей этого типа космических объектов. Как
мы знаем из истории происхождения и эволюции Солнечной системы, характер
современных движений космических объектов - это след прошлого в
настоящем. Иными словами, особенности движений, о которых идет речь,
связаны с условиями формирования этих объектов в прошлом. Поэтому
исследование пространственной структуры подсистем нашей Галактики,
характера движений составляющих ее объектов, а также их химического
состава - интересно не только само по себе, но и позволяет восстановить
картину предшествующей эволюции нашего звездного острова, расшифровать
те ее страницы, которые еще не прочитаны.
Например, медленное вращение гало, по-видимому, свидетельствует о
том, что на сравнительно ранней стадии эволюции Галактики, когда
формировались наиболее старые звезды, действовал какой-то механизм,
который предопределил сравнительно невысокие скорости их галактического
вращения. Предполагают, что выделявшаяся при сжатии протогалактического
водородно-гелиевого облака гравитационная энергия преобразовывалась в
кинетическую энергию движения газа и образующихся звезд.
Благодаря росту кинетической энергии, сжатие звездной составляющей
довольно быстро прекратилось. Вот почему те звезды, которые образовались
в начальный период сжатия протогалактического облака, сохранили
сферическое распределение в пространстве, а также тот сравнительно
небольшой запас вращения, которым облако обладало в этот момент.
Что же касается газа, то приобретенная им кинетическая энергия в
результате столкновения газовых облаков перехо дила в тепло и излучалась
в пространство. Вследствие этого газ продолжал сжиматься, и скорость
вращения газовой составляющей в соответствии с законами механики
постепенно возрастала. Развивавшиеся при этом центробежные силы в
какой-то момент уравновесили сжатие в галактической плоскости, и оно
продолжалось лишь вдоль оси вращения. Этот процесс и привел к
образованию плотного плоского газового диска. Возникшие в нем звезды
образовали быстро вращающуюся плоскую подсистему.
В этой подсистеме и по сей день содержится большое количество газа и
пыли. Наличием газово-пылевой материи объясняются хорошо видимые даже
невооруженным глазом темные места в Млечном Пути, как бы свободные от
звезд. В действительности в этих местах расположены плотные диффузные
облака, поглощающие свет более далеких объектов.
Особое внимание в центральной части Галактики привлекает к себе
область, расположенная в промежутке от 16 до 19 световых лет от центра.
В этом "кольце" наблюдается повышенная концентрация газа и молодых
звезд. Некоторые астрономы считают, что именно там и образуются
гигантские молекулярные газовые комплексы и звезды.
Еще одна примечательная область - окружающая центр Галактики "дыра" в
газовом диске, простирающаяся на расстояние до 9 световых лет. Причины
ее возникновения остаются неясными, хотя на этот счет и высказано немало
гипотез. Возможно, что интенсивный процесс звездообразования привел в
этом районе к дефициту газа или газ, располагавшийся в этой области, по
какой-то причине утратил свой "запас вращения" и переместился в центр
Галактики. Но, пожалуй, более правдоподобным выглядит предположение о
том, что какие-то активные процессы, происходившие в ядре Галактики,
отбросили газовые массы в более далекие области. В пользу такой точки
зрения говорит существование газовых облаков, располагающихся в центре
Галактики на расстояниях порядка 5-6 световых лет от галактической
плоскости и удаляющихся от центра нашей звездной системы с весьма
высокими скоростями. Быть может, в будущем эти газовые облака вообще
покинут галактические пределы.
С другой стороны, на периферии Галактики обнаружены гигантские
газовые облака, которые с довольно большими скоростями, достигающими в
отдельных случаях 300 км/с, наоборот, приближаются к галактической
плоскости. Не исключено, что некоторые из них "втянуты" притяжением
нашей Галактики из межгалактического пространства или из соседних
галактик. А может быть, эти облака когда-то были выброшены из
центральной области и теперь возвращаются обратно, так и не преодолев
галактического притяжения.
Как показывают радиоастрономические наблюдения межзвездного водорода
на волне 21 сантиметр, вдоль галактической плоскости тянется
сравнительно тонкий слой атомарного водорода, постепенно утолщающийся к
краям диска. Он состоит из холодных облаков с температурой около 70 К и
в 100 раз менее плотного горячего газа, находящегося в пространстве
галактической плоскости.
Центр Галактики
Наша звездная система представляет собой объект чрезвычайно сложный и
трудный для исследования. К тому же ее изучение современными методами
началось сравнительно недавно. Поэтому нет ничего удивительного в том,
что с Галактикой связано так много загадок и тайн.
Наибольший интерес представляет собой самый центр Галактики - область
с поперечником в несколько десятков световых лет, которая по своим
свойствам существенно отличается от всех других областей нашего
звездного острова. Внутри нее находится "ядро" - сгущение вещества,
радиус которого равен примерно 10парсекам (1 парсек- 3,26светового
года). Ядро окружено газовым диском с массой около 2-1027 масс Солнца и
балджем с массой 4-109 солнечных масс. Вокруг балджа располагается
кольцевая область с низким содержанием газа - уже упоминавшаяся нами
"дыра" в газовом диске. Ядро Галактики находится в районе созвездия
Стрельца (так видится с Земли). Эта часть Млечного Пути отличается
большим количеством пыли, в десятки тысяч раз ослабляющей свет более
далеких объектов. Однако сквозь этот "занавес", словно нарочно опущенный
природой, проникают радио- и инфракрасное излучения. Впервые изображение
ядра в инфракрасных лучах было получено советскими учеными на Крымской
астрофизической обсерватории.
Наибольший интерес представляет собой самый центр Галактики, область
поперечником около 65 световых лет, которая по своим свойствам
существенно отличается от всех других ее областей.
Согласно косвенным данным, подавляющая часть массы этого центрального
"ядрышка" сосредоточена в звездах. Как показывают спектральные
наблюдения, чем ближе расположены газовые облака к галактическому
центру, тем быстрее они движутся. По мнению некоторых исследователей,
это связано с тем, что в самом центре Галактики находится массивная
черная дыра с массой порядка 106масс Солнца (черная дыра - своеобразный
объект, обладающий столь высокой плотностью и столь могучим притяжением,
что из него наружу не могут "вырваться" ни частицы, ни какие бы то ни
было излучения). Однако вряд ли это предположение соответствует
действительности, поскольку активность ядра весьма невелика в сравнении
с той активностью, какой оно должно было бы обладать при наличии черной
дыры. К тому же, если бы это действительно была черная дыра, поток
рентгеновского излучения от ядра был бы гораздо мощнее фактически
наблюдаемого.
В центральной области также был обнаружен, пожалуй, наиболее
любопытный и интригующий объект Галактики - весьма компактный источник
нетеплового радиоизлучения в сантиметровом диапазоне. В самом его центре
расположено еще более яркое "радиопятно", поперечник которого не
превосходит 10 а. е. Иными словами, этот объект мог бы поместиться
внутри Солнечной системы. Его светимость на единицу объема чрезвычайно
велика - она сравнима со светимостью наиболее мощных источников
излучения в нашей Вселенной!
Именно этот загадочный объект некоторые астрономы и пытались связать
с наличием в ядре массивной черной дыры. Однако, как мы уже говорили,
подобная точка зрения встретила серьезные возражения.
Вблизи центра галактики находится также несколько источников
инфракрасного излучения с невысокой температурой, близкой к комнатной.
Но какова их природа и какие физические процессы с ними связаны, тоже
пока неизвестно.
Ядро Галактики ведет себя довольно активно - оно все время
выбрасывает газ в количестве, ежегодно составляю щем 1,5 массы Солнца.
На первый взгляд, это не так много для системы, состоящей из 200
миллиардов звезд. Однако не следует забывать, что Галактика существует
многие миллиарды лет. Есть основания полагать, что современная
активность ее ядра - лишь очень слабые отголоски гораздо более мощных и
бурных процессов, которые происходили в центральной части нашего
звездного острова в отдаленном прошлом, когда Галактика была моложе и
богаче энергией.
Спиральная структура
Характерной особенностью нашей Галактики является наличие в диске
спиральных рукавов или ветвей, существование которых подтверждается
целым рядом независимых астрономических данных. В этих ветвях
концентрируется межзвездный водород, они являются областями наиболее
интенсивного диффузного радио- и гамма-излучения.
Первоначально высказывалось предположение, что рукава естественным
образом сформировались в процессе вращения нашего звездного острова,
поскольку галактический диск вращается не как единое целое, а
дифференциально. Различные объекты, которые входят в его состав,
движутся с разными угловыми скоростями: начиная с некоторого расстояния,
чем дальше от центра, тем ниже скорость. В принципе подобное вращение
действительно может создавать структуры, близкие к спиральным. Однако,
как показывают расчеты, эти структуры не могут быть долговечными. За
несколько оборотов Галактики они неминуемо должны были бы разрушиться.
Предполагают, что спиральные рукава представляют собой своеобразные
"волны плотности" - возмущения плотности, которые возникают в звездном
населении диска и распространяются в радиальных направлениях, вращаясь в
то же время вокруг центра Галактики как единое целое. Иными словами,
вращение волн плотности происходит с постоянной угловой скоростью,
независимо от расстояния до центра. По неизвестной причине
дифференциальное вращение галактического диска на характер вращения волн
плотности скольконибудь заметного влияния не оказывает.
В волнах плотности число звезд в единице объема по сравнению с
другими районами Галактики возрастает незначи тельно. Но, тем не менее,
суммарная сила их тяготения в этих областях несколько выше. Поэтому
межзвездный газ в поле тяготения спиральной волны сильно разгоняется,
достигая сверхзвуковой скорости. Происходящее при этом сжатие газа может
привести к возникновению ударных волн, охватывающих значительную часть
галактического диска. Не исключено, что такие сжатия и запускают процесс
звездообразования.
Согласно данным ученых, наше Солнце расположено в промежутке между
двумя спиральными рукавами (или на внутренней окраине одного из них). И,
видимо, это обстоятельство сыграло не последнюю роль в появлении и
существовании жизни на Земле. Внутри спиральных рукавов, в районах
интенсивного звездообразования формирование живых структур вряд ли
является возможным...
Есть и еще одно, благоприятное для существования жизни на нашей
планете обстоятельство, также связанное с галактическим расположением
Солнца. Поскольку спиральные рукава вращаются как единое целое, а
угловые скорости звезд по мере удаления от центра Галактики убывают, то
на некотором расстоянии от него эти угловые скорости должны совпадать с
угловой скоростью вращения спиральных ветвей - здесь и звезды и волны
плотности движутся синхронно! Образуется своеобразное "кольцо",
получившее название "коротационного круга" (от английского corotation,
что означает "совместное вращение").
Судя по всему, коротационный круг находится как раз в районе
галактической орбиты Солнца. Если это действительно так, то наше светило
расположено в "особой зоне" Галактики, то есть в "специальных условиях",
где из-за равенства указанных выше угловых скоростей отсутствует ударная
волна. Поэтому не исключено, что расположение Солнца в коротационном
круге также могло сыграть весьма важную, если не решающую роль в
формировании Солнечной системы и в появлении жизни на Земле!
Галактические опасности
Как уже говорилось, физические условия на Земле во многом зависят от
физической обстановки в окружающей космической среде. А поскольку Солнце
перемещается в пространстве Галактики и при этом пересекает области с
различными свойствами, то эта обстановка с течением времени может
изменяться довольно существенным образом. Особенно важное значение,
по-видимому, может играть то обстоятельство, что Солнце не только
обращается вокруг галактического центра, но и совершает периодические
колебательные движения относительно галактической плоскости. Под
действием притяжения массы "диска" Солнце приобретает уско рение,
направленное к галактической плоскости, так сказать, "падает" на диск, а
затем, "проскочив" его, продолжает двигаться в том же направлении по
инерции, удаляясь в противоположную полусферу Галактики. Затем вновь
ускоряется по направлению к диску и т. д.
Периодически пересекая галактическую плоскость, Солнце проходит через
массивные облака пыли и газа, которые сосредоточены в этом районе.
Гравитационное воздействие таких облаков может вызывать возмущения
объектов "кометного облака", окружающего Солнечную систему, и "массовые
"высыпания" ледяных глыб (кометных ядер), порождающие бомбардировку
Земли "кометными ливнями".
Заметное воздействие на состояние земной среды могут оказывать и сами
газопылевые комплексы, если они обладают достаточно высокой плотностью.
По мнению специалистов, попадание Земли внутрь таких комплексов может
приводить к существенным похолоданиям и даже к глобальным леденениям.
Определенное влияние на окружающую среду, в частности на химический
состав земной атмосферы, способны также оказывать органические
соединения, которые входят в состав молекулярных облаков. Однако
возможные экологические последствия подобного явления изучены еще
недостаточно.
Правда, в последнее время появились сообщения о том, что Солнце
пересекает плоскость Галактики не через каждые 26-28 миллионов лет, как
считалось раньше, а через каждые 30-36 миллионов лет. Если это
действительно так, то прохождения Солнца через галактическую плоскость с
кризисными эпохами в состоянии земной биосферы, сопровождавшимися
массовыми вымираниями отдельных видов живых организмов, не вполне
совпадают.
Хотя космические процессы традиционно представляются нам весьма
протяженными во времени, но, возможно, это привычное представление не
отражает всего великого многообразия подобных процессов и их
всевозможных сочетаний. Не исключено, что природой нам отпущен не столь
уж большой срок для того, чтобы познать все тонкости галактическо-земных
связей и научиться прогнозировать возможные неблагоприятные земные
последствия тех или иных галактических ситуаций. И не только
прогнозировать, но и в максимальной степени их нейтрализовать!
В мире галактик
В сравнении с Солнечной системой Галактика огромна. Однако и она
представляет собой лишь небольшую часть Вселенной. В доступной
современным средствам астрономических исследований области пространства
(ее радиус достигает 14 миллиардов световых лет) "разбросаны" миллиарды
звездных островов. Их совокупность называется Метагалактикой.
Когда ученым нужно изучить множество каких-либо объектрв, то первым
шагом в этом направлении является создание их классификации, то есть
выделение групп однотипных объектов, обладающих существенными сходными
признаками, и установление между такими группами причинной или
генетической связи. Научная классификация имеет колоссальное
эвристическое значение, так как она отражает те объективные законы,
которые управляют изучаемой областью явлений. Хорошо известно, какую
огромную роль в развитии естествознания сыграли такие классификационные
системы, как периодическая система химических элементов Менделеева или
классификация Линнея множества животных и растений.
Классификацию галактик одним из первых начал создавать известный
американский астроном Э. Хаббл. В ее основу он положил морфологические
особенности звездных островов Вселенной, а именно - их форму и строение.
Ближайшими к нам галактиками являются так называемые Магеллановы
Облака - Большое и Малое, которые удалены от Солнца на расстояние
порядка 180 тысяч световых лет. Они являются спутниками нашей Галактики
и, обращаясь вокруг нее, делают один полный оборот за миллиард лет.
Если наша Галактика является классическим представителем спиральных
звездных систем, то Магеллановы Облака относятся по классификации Хаббла
к типу неправильных галактик, которые имеют несимметричную форму.
Неправильные галактики составляют примерно около 5% от числа всех
существующих.
Помимо спиральных и неправильных звездных систем в мире звездных
островов существуют также галактики третьего типа - эллиптические,
имеющие сферическую, или эллиптическую, форму. Это наиболее простые по
своему строению и по характеру движения составляющих их объектов
галактики. Яркость этих звездных систем по мере удаления от центра
постепенно убывает, а их периферийные области плавно сливаются с
окружающим фоном.
Что же касается спиральных галактик, то они являются наиболее
распространенным
...Закладка в соц.сетях
