Ученые и не очень ученые люди вот уже более 200 лет ставят вопрос о происхождении Солнечной системы. Многие считают, что она возникла из газово-пылевого облака в результате флуктуации плотности в этом облаке, его расслоения и раскручивания. Об этом я уже писал в предыдущих главах, излагал суть этих гипотез, критиковал их и предлагал новую – свою, назвав ее гипотезой сборки из готовых свободных планет Галактики.
Изучению галактик астрофизика обязана А. Робертсу, Г.Д. Кёртису, Э. Хабблу, Х. Шелли и многим другим. Классификацию галактик по морфологическим признакам предложил Эдвин Хаббл в 1926 г., усовершенствовав ее в 1936 г. После его смерти это же проделал А. Сендидж, который в 1961 г. внес существенные новшества в систему Хаббла. Сендидж выделил группу спиральных галактик с рукавами, начинающимися на внешнем краю кольца, и спиральных галактик, у которых спиральные рукава начинаются сразу от ядра. Особое место в классификации занимают спиральные галактики с клочковатой структурой и слабо выраженным ядром. За созвездиями Скульптор и Печь Х. Шелли в 1938 г. открыл карликовые эллиптические галактики с очень низкой яркостью.
Активное изучение Метагалактики и галактик в ней началось благодаря открытию красного смещения в спектрах галактик астрономом Хабблом. Об этом ученом я уже писал раньше в главе "Эволюция галактик и звезд в галактиках ".
А вот о происхождении галактик ученые умы до сих пор почему-то задумываются мало, хотя галактиками заполнена вся Метагалактика, и они тоже (как всякие системы в нашем мире) как-то возникают, развиваются, стареют и умирают. На сегодняшний день накоплен большой фактический материал о строении галактик, их разнообразии и распределении в Метагалактике некими скоплениями. В центре каждой галактики (во всяком случае спиральной) находится мощный центр гравитации – так называемая черная дыра. Я считаю, что на самом деле это никакие не дыры, а сверхплотные тела, которые из своих "объятий" не выпускают даже свет и другие электромагнитые колебания.
Эдвин Пауэлл Хаббл (1889–1953) – великий астрофизик, в честь которого назван орбитальный телескоп.
Телескоп "Хаббл" регистрирует электромагнитное излучение в диапазонах длин волн, для которых земная атмосфера не прозрачна, например, в инфракрасных. К тому же на орбите разрешающая способность его в 7–10 раз больше, чем у любого телескопа, расположенного на Земле . Длина телескопа – 13,3 м, диаметр – 4,3 м, масса – 12,5 т. Телескоп представляет собой рефлектор системы Ричи-Кретьена с диаметром главного зеркала 2,4 м.
Космический телескоп "Хаббл" – это совместный проект NASA и Европейского космического агентства на орбите вокруг Земли. Он входит в число больших обсервтаорий NASA.
За 22 года работы на орбите (с 24 апреля 1990 г.) телескоп «Хаббл» сделал огромное количество фотографий различных объектов в Космосе. Возможности этого уникального прибора позволили исследовать далекие галактики и квазары, процессы рождения и смерти звезд, изучать экзопланеты и древние шаровые скопления. Перед вами фотографии, которые были сделаны этим телескопом в разное время.
На схеме слева светлые кружочки внутри прозрачных пузырей – это не звезды, а галактики в части Метагалактики. В составе каждой из них звезд насчитываются миллиарды. Вот какого громадного Мира мы являемся гражданами! В каждом отдельном пузыре расположены галактики, гравитационно связанные друг с другом. Такую модель вот уже много лет разрабатывают в NASA на основе измерения расстояний между галактиками и направлений их "разбегания" в соответствии с законом Хабла.
О разбегании галактик друг от друга в результате расширения (раздвижения) пространства между ними я тоже писал.
Справа на фото – одна из типичных спиральных, вправо вращающихся галактик нашей Вселенной (Метагалактики). У нее есть яркое ядро, в которое вливаются два рукава газа и пыли. Да, да, именно вливаются, а не выталкиваются. Мелкие белые и розовые кружочки – это звезды нашей Галактики Млечный Путь, расположенные от нас на разном расстоянии, но на фоне этой галактики.
Звезды самой этой галактики как кружочки или точки неразличимы, но мы видим, как они расцвечивают рукава галактики голубоватым светом. Звезды этой галактики почему-то сконцентрированы именно в газово-пылевых рукавах. Обращаю на это ваше особое внимание.
Вопрос: откуда в галактике такие рукава газа и пыли и почему они закручены в две спирали? Почему спирали закручены слева направо? Скорее всего, ядро галактики, обладающее мощной гравитацией, передвигаясь в Метагалактике длительное время, собрало эти газо-пылевые облака – собрало примерно так, как должен собирать газ и пыль гигантский "космический пыле-газосос". Газ и пыль по рукавам движутся к ядру и поглощаются им. Ядро галактики быстро вращается вокруг своей оси, отчего газ и пыль падают на его полюса, а не на экватор. Однако быстро вращаясь в одном направлении, ядро галактики совершает медленные движения и в перпендикулярном ему направлении, отчего рукава закручиваются в спираль.
Типичная спиральная галактика.
Слева на фото – спиральная галактика, видимая нами с ребра. Это уплощенная структура, у которой длина в 6,5 раза больше ширины. В центральной части эта галактика освещена ярче, чем по краям, но и по краям ярких звезд, освещающих газ, довольно много. Кружочки на фото – это звезды нашей Галактики.
Такая плоская структура могла образоваться при ее быстром вращении вокруг своего центра. Следовательно, спиральные галактики вращаются вокруг своих центров, обладающих мощной гавитацией, способной удерживать вещество вокруг себя.
Фото с сайта: http://www.cosmiclight.com/galleries/galaxies.html
Спиральная галактика NGC 7331.
Если бы наша собственная Галактика Млечный Путь находилась от нас на расстоянии 50 миллионов световых лет, а ее диск был бы слегка наклонен к лучу зрения, она была бы очень похожа на эту большую спиральную галактику. Галактика NGC 7331 интересна, прежде всего, тем, что она очень похожа на Млечный Путь. Светимость центрального балджа NGC 7331, показанного на рисунке синим цветом, в основном определяется излучением старых холодных звезд. Наблюдения космического телескопа им. Спитцера указывают на присутствие черной дыры в центре этой галактики примерно такого же размера, как черная дыра в нашем галактическом ядре. Красным и коричневым цветами показано излучение от молекулярных комплексов, связанных с пылью в областях звездообразования внутри спиральных рукавов NGC 7331. Рукава простираются на 100 тысяч световых лет, что примерно соответствует размеру Млечного Пути. На расстоянии 20 тысяч световых лет от центра NGC 7331 имеется еще одна, желтоватая область звездообразования в форме кольца. Неизвестно, существует ли аналогичная структура внутри нашей Галактики.
У этой галактики (на фото справа) четко выражены рукава, освещенные не столько ядром этой галактики, сколько яркими звездами, расположенными в ее рукавах. Ядро очень яркое и окружено светлым ярким пространством, в котором рукава не просматриваются. Рукава галактики не входят в ее ядро, а входят в светлый диск, окружающий ядро. Галактика закручена влево. Следовательно, и диск, и центральное ядро вращаются влево. Влево вращается и черная дыра, которая находится в центра ядра.
Фото с сайта: http://xn--80akozi0d.xn--90azb2e.xn--p1ai/preview.php?p=111280
На фото справа: Спиральная галактика NGC 300 (http://www.udec.cl/).
Авторы: M. Schirmer, W. Gieren, et al.
Это нормальная спиральная галактика типа Sc без каких-либо особенностей. Она имеет типичные гладкие голубые спиральные рукава, компактное ядро и необходимое количество звезд, звездных скоплений и туманностей. Окружающие ее области были исследованы чрезвычайно подробно. NGC 300 находится от нас на расстоянии в 7 миллионов световых лет, занимает на небе примерно ту же площадь, что и полная Луна, и видна в небольшой телескоп в созвездии Скульптор.
На фото слева: Спиральная галактика «NGC 5584» находится за созвездием Девы. Фото с сайта: http://www.vedamost.info/2012/05/blog-post_24.html
На этом снимке «Хаббла» видны некоторые наиболее яркие звезды этой галактики (они голубоватова цвета), среди которых имеются периодически меняющие свой блеск переменные звезды – цефеиды. Исследуя цефеиды в разных галактиках, астрономы способны измерить скорость расширения Вселенной. Желтые кружочки – это звезды нашей Галактики Млечный путь.
Обратите внимание на сосредоточение ярких звезд этой галактики в ее рукавах, причем чем дальше от центра галактики, тем эти звезды ярче и их больше. Получается, что звезды в галактиках горят ярче в рукавах. Замечу, что газ и пыль облаков по рукавам движутся к центру галактики, а звезды вращаются вокруг центра по круговым или эллиптическим орбитам. При этом они пересекают рукава и межрукавные пространства, ярко разгораясь в рукавах и притухая в межрукавных пространствах. Отчего это может происходить? Дело в том, что звезды, пролетая сквозь облака, своей гравитацией захватывают пыль и газ, которые и "горят" в их атмосферах.
То, что я написал о звездах и газово-пылевых облаках к предыдущей фотографии, отлично подтверждается и на этих двух. Слева мы видим галактику, которая собрала несметное количество газа и пыли. Она хорошо "покушала", отчего вращается весьма быстро и вращается слева направо.
На фото справа – типичная спиральная галактика с ярким ядром, на ее фоне видно множество звезд нашей Галактики Млечный Путь.
Но не все галактики Вселенной имеют звезды. Похоже, что у двух галактик, что видны на двух снимках выше, собственных звезд нет, а видимые кружочки и светлые точки – это звезды нашей Галактики Млечный путь. Структура облаков у галактики справа не выражена, хотя пыли и газа эта черная дыра собрала в Метагалактике немало. Пыль и газ падает на нее, но перед тем, как упасть на сверхплотное тело (черную дыру), молекулы выбрасывают часть своей энергии в виде квантов света. Этот свет и освещает соданные облака.
На фотографии слева у галактики собственных звезд тоже нет, однако газ и пыль в ее облаке уже имеют некую структуру, но не в виде спиральных рукавов, а в виде концентрических кругов. Это может произойти только от того, что черная дыра и ядро галактики, вращаясь, смогли раскрутить газово-пылевое облако. От довольно быстрого вращения произошло расслоение этого облака на множество колец, вращающихся с разной скоростью.
А в этой галактике (фото справа) имеется яркое ядро, окруженное спиральными, туго закрученными слева направо, облаками газа и пыли. Но вот звезд в этих спиралях очень мало. Зато на значительном расстоянии от ядра, по сути, на периферии этой галактики, звезд так много, что они образуют кольцо. Откуда взялись эти звезды? Неужели в результате сгущения фрагментов газово-пылевых облаков, как учит нас современная астрофизика? Что-то я сильно сомневаюсь в этом.
Мое объяснение таково: Черная дыра в центре этой галактики собрала в Метагалактике большое количество газа и пыли. Она активно поглощает газ и пыль, интенсивно вращается, выбросив из себя сгустки сверхплотного вещества с мощной гравитацией. Эти темные тяжелые шары летели с большой скоростью сквозь облака пыли и газа и формировали свои водородные атмосферы. Когда атмосферы вокруг сверхплотных тел были сформированы и стали достаточно мощными, в них начались термоядерные реакции. Так возникли звезды. Но они вышли в конце концов на свои стационарные орбиты и начали круговое вращение вокруг ядра галактики. Так образовалось это кольцо из звезд. Теперь они перехватывают на себя те газ и пыль, которые эта галактика притягивает из Метагалактики и ослабляют потоки, достигающие ядра галактики. Это промежуточная стадия развития галактики. На следующей стадии должны появиться рукава газа и пыли уже за пределами звездного кольца.
А в этой галактике (фото справа) черная дыра поглотила практически весь газ и всю пыль внутри кольца. А кольцо из звезд столь мощное, что практически не пропускает газ и пыль, поступающие из Метагалактики во внутреннюю часть этой симпатичной галактики, похожей на бублик из звезд с черной дырой (сверхплотным телом) посередине.
Согласно современным представлениям, в центре большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры массой в миллиарды масс. Эти черные дыры проявляют чрезвычайную активность, поглощая огромные объемы материи из окружающего пространства и извергая излишки вещества через узкие, яркие джеты, в которых вещество ускоряется до околосветовых скоростей. Взаимодействие между джетами и окружающим пространством играет не последнюю скрипку в формировании галактик.
«ALMA открыла нам удивительную спиральную структуру молекулярного газа вблизи центра галактики NGC 1433. Это объясняет то, как течет вещество, питающее черную дыру. Новые точные наблюдения позволили нам обнаружить выбросы вещества, улетающего от черной дыры. Этот джет находится от нас всего на расстоянии 150 световых лет. Это молекулярные выбросы, которые обнаружены в галактике за пределами нашей», – рассказала Франсуаза Ком. Плотность нейтрального водорода в нашей Галактике порядка 1 частицы на см куб. и более располагаются в области ядра Галактики. К периферии плотность спадает до 0,05 частиц на см куб и такой, по всей видимости, остаётся в межгалактическом пространстве вне туманностей и облаков. (Использована информация с сайта: http://selftrans.narod.ru/v3_1/hubblerus/hubblerus43/hubblerus43.html). В эмиссионных туманностях плотность газа значительно выше, чем в окружающем их пространстве, но и в них концентрация частиц составляет лишь десятки или сотни атомов в кубическом сантиметре. Для сравнения: концентрация частиц воздуха при нормальном атмосферном давлении составляет в среднем 3·10 в 19 степени молекул в см куб, и даже наиболее мощные вакуумные насосы не создадут такой низкой плотности, какая существует в газовых туманностях. Туманность Ориона, например, имеет сравнительно небольшой линейный размер (20–30 световых лет). Но диаметры некоторых туманностей превышают 100 св. лет, и полная масса газа в них может достигать десятков тысяч масс Солнца. (Использована информация с сайта: http://encyclopaedia.biga.ru/enc/science_and_technology/ MEZHZVEZDNAYA_SREDA.html). Радиоастрономические наблюдения позволили обнаружить в межзвездном пространстве довольно сложные молекулы: гидроксил OH; пары воды (H2O) и аммиака (NH), формальдегид (H2CO), окись углерода (CO), метанол (CH3OH), этиловый спирт (CH3CH2OH) и еще десятки других, даже более сложных молекул. Все они найдены в плотных и холодных газопылевых облаках, пыль в которых защищает хрупкие молекулы от разрушающего влияния ультрафиолетового излучения горячих звезд. Вероятно, поверхность холодных пылинок служит как раз тем местом, где образуются сложные молекулы из налипших на пылинку отдельных атомов. Чем плотнее и массивнее облако, тем большее разнообразие молекул в нем обнаруживается. Физическим вакуумом называется пространство, в котором отсутствуют частицы вещества и установилось низшее энергетическое состояние, когда среднее число квантов физических полей равно нулю (http://www.iki.rssi.ru/hend/Dictionary/VACUUM.HTM). Однако в вакууме экспериментально обнаружены рождающиеся и тут же исчезающие виртуальные элементарные частицы, влияющие на протекающие физические процессы. Например, реально зарегистрирована поляризация электромагнитного излучения на этих частицах. В межзвездном пространстве (в Галактике), вне газовых облаков (в межрукавных пространствах) концентрация атомов раз в десять меньше. Внутри газовых облаков она примерно такая же, как в межпланетном пространстве. Таким образом, с учетом космической пыли, космический вакуум – это отнюдь не пустота. Здесь нам придется сделать отступление о космическом вакууме. Оказалось, что вакуума как пустого пространства в Природе не существует. На высоте 50 тысяч километров над поверхностью Земли концентрация молекул равна примерно 4 штукам в 1 см. куб. В околоземном межпланетном пространстве концентрация атомов еще меньше. В основном они являются компонентами солнечного ветра и поэтому ионизированы.
Межзвёздные газ и пыль сильно концентрируются к плоскости галактик, образуя диск, толщина которого составляет в среднем несколько сотен парсек, возрастая к периферии иногда до нескольких килопарсек. Концентрация газа в дисках в среднем около 1 или нескольких атомов в 1 см куб; вне диска и на его краях плотность газа значительно меньше. В спиральных галактиках большая часть газа и пыли сосредоточена в спиральных рукавах (ветвях): плотность газа между рукавами галактики в 3–10 раз меньше, чем в рукавах. В рукавах около 80–90% газа сосредоточено в межзвёздных облаках, которые часто объединяются, образуя газопылевые комплексы, располагающиеся главным образом на внутренней (вогнутой) стороне спиральных рукавов. Параметры межзвёздных облаков крайне разнообразны.
В нашей Галактике диаметры межзвёздных облаков обычно составляют 5–40 парсек, концентрация атомов в них от 2 до 100 в 1 см куб, температура 20–100 градусов Кельвина. Облака занимают около 10% объёма диска Галактики. Газ и пыль вместе со звёздами движутся в диске галактик движутся со средними скоростями порядка 100–200 км/сек. Отдельные облака межзвёздного газа имеют собственные (пекулярные) скорости, величина которых в среднем равна 10 км/сек, достигая иногда 50–100 км/сек. В галактической короне наблюдается газ, падающий на плоскость галактики со скоростями в десятки и сотни (до 200) км/сек.; происхождение этого газа не выяснено.
Эта информация требуется для понимания того, откуда черные дыры собирают пыль и газ в Метагалактике и формируют газово-пылевые облака в виде спиралей. Источник мы нашли: в очень небольшой концентрации, но атомы и пыль в Метагалактике присутствуют. Когда произносится слово ``галактика'', у большинства из нас в воображении возникают хрестоматийные изображения Туманности Андромеды (М 31), галактики Водоворот (М 51) или других столь же эффектных и красивых внегалактических объектов. Все эти объекты в оптическом диапазоне являются плоскими системами – составляющие их звезды и межзвездная среда вращаются почти в одной плоскости. ГПК, в отличие от обычной галактики, демонстрирует вращение относительно двух осей: ее центральная часть крутится относительно своей малой оси, а в почти перпендикулярной плоскости вращается протяженная структура, называемая полярным кольцом В любой науке есть закономерности, факты, объекты, которые выпадают из общей, сложившейся на данный момент, картины этой области знания. Впоследствии иногда оказывается, что такие стоящие особняком явления были первыми указаниями на предстоящую смену взглядов, на появление новых парадигм и подходов. Яркими примерами являются всем известные ``облачка'' на горизонте физики конца XIX века, из которых затем выросли основные представления физики XX века. В астрономии таких ``облачков'' всегда было много. Например, в 1933 году Фриц Цвикки отметил сильное различие оценок массы скопления Волосы Вероники, найденных по дисперсии скоростей составляющих его галактик и по сумме их индивидуальных масс. Через десятилетия выяснилось, что это было первым свидетельством существования в галактиках и в их системах "скрытой'', не излучающей в оптическом диапазоне массы. В 1943 году Карл Сейферт описал группу необычных спиральных галактик, в ядрах которых наблюдаются широкие эмиссионные линии. Спустя много лет эти объекты оказались очень важным кирпичиком в современных представлениях об активности ядер галактик. К числу таких странных, озадачивающих и очень красивых объектов, позднейшее исследование которых привело ко многим интересным открытиям, можно отнести и так называемые галактики с полярными кольцами. Далеко не из всех дискообразных плоских неспиральных галактик образуются галактики с барами. По всей вероятности, это зависит от скорости роста черной дыры в ядре галактики, от каких-то факторов, нарушающих гравитационно-кинетическое равновесие массивной черной дыры. В результате черная дыра отстреливает от себя две дочерних, которые однако не покидают галактику, а образуют в ней так называемяй бар – газово-пылевую перемычку, продолжая тесно взаимодействовать с материнской черной дырой. В качестве заключения хотелось бы предложить все-таки изменить устоявшееся название "черная дыра". Все мои рассуждения здесь еще раз подтверждают, что этот объект имеет определенную плотность, размер, структуру, спин и другие характеристики. Изучать этот объект следует именно как тело, а не как "дыру" в некий потусторонний мир. "Дыра" не может формировать галактику и раскручивать ее, настала пора переименовать этот объект! Предлагаю другое название – абсолютно черное сверхплотное тело (АЧСПТ).
