Рождение и смерть.

Наша Галактика выросла за миллиарды лет из скопления более мелких галактик, сталкивавшихся и сливавшихся друг с другом. Эти молодые галактики долго кружились в «танце смерти», постоянно сближаясь под действием сил гравитации. Этот сценарий работает для всех галактик во Вселенной.

Когда одна галактика приближается к другой на достаточное расстояние, они начинают чувствовать взаимные силы тяготения. Галактика с более массивной Чёрной дырой в центре притягивает и поглощает меньшие галактики, превращая хаотичный танец в настоящий «водоворот». Чёрная дыра — «воронка» в центре этого «водоворота» — ещё больше увеличивается, сожрав Чёрную дыру поглощённой галактики меньшего размера.

Обнаружив, наконец, Центр нашей галактики Млечный Путь и начав отслеживать радиосигналы, посылаемые из него, астрономы увидели признаки надвигающейся катастрофы.

Сразу за центральной дырой Млечного Пути разрастается огромное кольцо газа. Со временем оно накопит энергию, равную энергии 300 миллионов солнц. Когда это кольцо достигнет пика своего развития, оно начнёт выделять второе кольцо, которое будет вращаться ближе к Центру. Внутреннее кольцо сконденсируется в гигантское облако, из которого появятся новые звёзды. Затем облако газа начнёт закручиваться по спирали в объятия Чёрной дыры. Когда это «пиршество» начнётся, выброс энергии будет виден далеко за пределами нашей Галактики. Наша невидимая Чёрная дыра превратится в яростный Квазар с джетами протяжённостью на десятки тысяч световых лет.

Если наша Галактика сможет пережить «пиршество» своей Чёрной дыры, то она вряд ли сможет пережить угрозу, ожидающую её впоследствии: угрозу ГАЛАКТИЧЕСКОГО КАННИБАЛИЗМА. У нас есть соседи, и мы движемся навстречу друг другу.

Конец нашей Галактики надвигается уже сейчас: наш гигантский сосед, Туманность Андромеды, движется в нашем направлении.

Зная измерения галактик, траектории их полёта и законы тяготения, учёные могут предсказать, как будет разворачиваться «битва Титанов».

Сначала Галактики начнут вращаться и переплетаться, разрывая друг друга на части, постепенно теряя свои привычные формы. Звёзды начнут вязнуть и двигаться по пути, только что сформированному новым Центром, и становиться «пищей» этого чудовища. Столкновение отправит в космическое пространство вихрь из звёзд и газа. Некоторые из них полетят к переполненному центру образованной вновь Галактики, порождая ещё более крупные взрывы.

В ходе этой суматохи наша маленькая Солнечная система будет либо запущена в космическую бездну, либо попадёт в гравитационную ловушку Чёрной дыры.

В процессе слияния произойдёт очень крупный взрыв, и все газы устремятся в центр Галактики. Помимо того, что две Чёрные дыры сольются воедино, они также поглотят много газа. Чёрная дыра нашего Млечного Пути спровоцирует выброс такого огромного количества энергии, что весь газ вокруг неё будет унесён сильным космическим ветром. И это будет очень-очень сильная утечка, не сравнимая ни с чем. Это будет катастрофа огромных масштабов. Млечный Путь будет уничтожен.

Наша Чёрная дыра сольётся с Чёрной дырой Туманности Андромеды. Если звёзды галактик могут появляться и исчезать, то сверхтяжёлые Чёрные дыры становятся только ещё больше и массивнее.

Пока наш монстр спокойно отдыхает. Но как долго ждать, когда он снова проснётся?

Млечный путь. Катастрофы не избежать. Смотрите:

Статьи по теме:

Теория столкновения галактик прожила веселую, по короткую жизнь. Прежде всего астрономов начал мучить вопрос об энергии.
Обычные галактики вроде нашей испускают в форме радиоволн примерно 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (десять тысяч триллионов триллионов) киловатт энергии. Это равно мощности приблизительно тысячи отдельных радиоисточников вроде Кассиопеи А.
Это утешительный факт. Вполне логично объяснить микрорадноволновое излучение обычной галактики тем, что она содержит несколько тысяч остатков Сверхновых. Такая цифра, безусловно, не чрезмерно велика Микрорадиоволновое излучение обычной галактики составляет лишь миллионного долю энергии, излучаемой ею в виде света, и это тоже не вызывает особого недоумения.
Однако даже самая слабая из радиогалактик излучает в пространство в виде микрорадиоволн в 100 раз больше энергии, чем обычная галактика. Микрорадиоволновое излучение Лебедя А в миллион раз мощнее микрорадиовонового излучения обычной галактики. Собственно говоря, Лебедь А излучает в форме микрорадиоволн примерно столько же энергии, сколько и в виде света.
Картина начинала выглядеть загадочно, и чем больше над этим думали, тем труднее было объяснить такую интенсивность микрорадиоволнового излучения. Выяснилось, например, что энергия микрорадиоволнового излучения Лебедя А примерно равна всей энергии движения предположительно сталкивающихся галактик. Казалось невероятным, чтобы энергия столкновения целиком перешла в микрорадиоволиы. Ведь тогда вся масса одной галактики должна была бы стать неподвижной по отношению к другой, а как это могло произойти? Путем столкновения десяти миллиардов звезд? Невозможно! Но даже если бы такое столкновение произошло, каким образом вся его энергия могла преобразоваться в микрорадиоволны? Ведь значительная ее часть могла бы изучаться в других диапазонах спектра.
Кроме того, к концу 50-х годов стала все больше распространяться теория, что микрорадиоволновое излучение различных радиоисточников создается синхротронным излучением электронов высокой энергии, движущихся в сильном магнитном поле. А это означало, что кинетическая энергия столкновения должна переходить не прямо в микрорадиоволиы, а в электроны высокой энергии, которые затем должны быть захвачены магнитным полем. Однако невозможно было предложить правдоподобною механизма такого превращения кинетической энергии в электроны высокой энергии.
Результаты наблюдений также противоречили теории сталкивающихся галактик. Чем больше радиоисточников отождествлялось с отдельными галактиками, тем труднее становилось истолковывать видимые детали этих галактик как признаки столкновения. Да, конечно, микрорадиоволновое излучение некоторых «странных» галактик представлялось необычным, но в их внешнем облике не было ничего странного. Они казались самыми обыкновенными галактиками, ведущими одинокую жизнь и не обнаруживающими признаков какого-либо столкновения, и все же они были мощнейшими источниками микрорадиоволн.
И постепенно начала возникать новая точка зрения. Может быть, это вовсе не столкновение двух галактик, а взрыв одной галактики?

Рис. Источники радиоизлучения в других галактиках.

Возьмем, например, галактику NGC 1068. Это слабая радиогалактика, микрорадиоволновое излучение которой превышает излучение обычной галактики только в 100 раз. Однако это излучение, по-видимому, все целиком поступает из маленького участка в самом ее центре. Столкновение галактик, содержащих облака пыли, должно было бы вызвать излучение в гораздо большем объеме пространства и уж, во всяком случае, не в центре, где нет пыли. С другой стороны, взрыв должен был бы произойти именно в центре, где звезды наиболее скучены и где легко может произойти катастрофа, захватывающая большое число звезд в относительно короткое время. Если это так, то мы, возможно, наблюдаем в NGC 1068 самое начало подобной катастрофы. Излучение микрорадиоволн все еще сосредоточено в начинающем взрываться центре и все еще невелико.
Следующая стадия того же процесса, возможно, представлена галактикой NGC4486, которая более известна как М 87 по своему номеру в каталоге Мессье. В ее центре также имеется мощный источник микрорадиоволн, но, кроме того, источником микрорадиоволнового излучения, хотя и более слабым, является ореол вокруг ее центра — ореол, заполняющий почти весь ее видимый диск. Это выглядит так, словно бешеная ярость центрального взрыва уже распространилась на десятки тысяч световых лет во всех направлениях и М 87 испускает микроволны в 100 раз интенсивнее, чем NGC 1068. Но интереснее всего следующее обстоятельство внимательное изучение М 87 с помощью телескопов показало, что из ее центра вырывается светящаяся струя. Может быть, это вещество, выброшенное силой центрального взрыва в межгалактическое пространство? Свет этой струи, как доказал Бааде, поляризован. Это еще одно свидетельство в пользу теории Шкловского о синхротронном излучении как источнике излучения микрорадиоволн.
Возможно, на еще более поздней стадии главный источник излучения микрорадиоволн полностью покидает галактическое ядро и располагается по обеим его сторонам. Например, у NGC 5128, испускающей микрорадиоволны с той же интенсивностью, что и М 87, есть четыре области микрорадиоволнового излучения. Пара более интенсивных источников излучения находится по обе стороны пылевой полосы, пара более слабых и более протяженных— по обе стороны видимой части галактики. Источник микрорадиоволн разделился, и половины его разошлись к краям ядра галактики, причем какая-то его часть была выброшена в противоположных направлениях далеко за пределы ядра. А может быть, полоса пыли— это вовсе не ребро спиральной галактики, погружающейся в шаровидную, как предполагалось вначале, а результат тех процессов, которые происходили в пораженном катастрофой центре галактики? Может быть, полоса пыли — это гигантское облако распавшегося звездного вещества, которое случайно было выброшено в нашу сторону?
NGC5128 находится относительно недалеко от нас (всего в 15 миллионах световых лет), и мы можем различить в ней некоторые подробности. Если бы она была намного дальше, полоса пыли и все, что ее окружает, уменьшились бы настолько, что различить можно было бы только два пятнышка света, почти соприкасающиеся друг с другом. И их можно было бы принять за две галактики, которые сближаются плоскими сторонами, точно оркестровые тарелки.
Но ведь именно такой парой галактик считался источник радиоизлучения Лебедь А. Так, может быть, там происходит то же, что и в NGC5128, а мы просто хуже видим этот радиоисточник, поскольку расстояние до него не 15 миллионов световых лет, а 700 миллионов? Если это так, то там взрыв достиг уже более поздней стадии, ибо все вещество, испускающее микрорадиоволны, выброшено за пределы ядра галактики в диаметрально противоположные стороны. То же относится и к другим галактикам, в которых радиоисточники находятся по обе стороны от ядра. Тем не менее в этих галактиках все еще сохраняются следы катастрофы, гак как их оптические спектры говорят о невероятно высоких температурах.
А на самой последней стадии, возможно, источники радиоизлучения становятся уже настолько рассеянными и слабыми, что мы не можем их обнаружить, и галактика снова (насколько позволяет судить радиоастрономия) превращается в обычную.
И все же, пока гипотеза сталкивающихся галактик медленно умирала, а гипотеза взрывающихся галактик выходила на первый план, доказательства в пользу этой последней по-прежнему опирались только на выводы относительно природы микрорадиоволнового излучения, сделанные в 50-е годы. Единственным наглядным свидетельством в пользу теории взрыва служила струя в М 87, да и это свидетельство было не совсем убедительным, поскольку струя вырывается только в одном направлении, в го время как подобные явления должны развиваться симметрично в двух противоположных направлениях.
Необходимые наглядные доказательства были получены в начале 60-х годов. В 1961 г. американский астроном Кларенс Роджер Линдс (род. в 1928 г.) пытался уточнить положение слабого радиоисточника 3С231. Участок, охватываемый размытым источником, включал ряд галактик в созвездии Большой Медведицы, самой большой и заметной из которых была М 81. Считалось, что источник этот и находится в М81. Однако, когда Линде уточнил его положение, он оказался не в М81, а в соседней галактике меньших размеров М 82.
Бесспорно, М82 — гораздо более «странная» галактика, чем М81. Полученные ранее фотографии показывали, что она необычайно богата пылью и что внутри нее невозможно различить отдельные звезды, хотя она находится от нас всего в 10 миллионах световых лет. Кроме того, выше и ниже ее можно было заметить слабые при знаки газовых или пылевых волокон.
Как только М82 была признана источником радиоизлучения, к ее оптическим свойствам был проявлен особый интерес. Американский астроном Аллан Рекс Сендейдж (род в 1926 г) сфотографировал ее с помощью 200-дюймовою телескопа, используя специальный красный фильтр, преимущественно пропускающий излучение горячего водорода. Он рассуждал так: если в центре этой галактики происходит какой-то процесс, связанный с выбросом вещества, то вещество это будет в основном водородом, а увидеть его будет легче, если исключить свет других источников
Он оказался прав. Было совершенно ясно видно, что в галактике М 82 происходит гигантский взрыв. На фотографии с трехчасовой выдержкой получились струи водорода длиной до тысячи световых лет, вырывающиеся из ядра галактики. Общая масса выбрасываемого водорода была эквивалентна по меньшей мере массе 5 000 000 средних звезд. Судя по скорости движения этих струй и по расстоянию, которое они уже прошли, взрыв, каким он виден сейчас с Земли, продолжается уже 1 500 000 лет. По-видимому, он еще находится на ранней стадии и не успел перейти в более позднюю, когда появляется двойной источник по обе стороны галактики.
Свет М82 поляризован, и характер его поляризации показывает, что эта галактика обладает сильным магнитным полем. Вновь подтверждается теория синхротронного излучения. (В 1965 г. было обнаружено, что синхротронное излучение приходит и из ореола вокруг М81 возможно, это ответная реакция на поток энергии, приходящий от ее взрывающейся соседки)

Может быть, взрывы галактик — это сравнительно обычное явление, может быть, через эту стадию проходят многие галактики, как многие звезды проходят через стацию Сверхновой? Прошла ли через нее наша собственная Галактика? Взрывалось ли ядро нашей Галактики? Если да, то взрыв этот не мог быть ни очень большим, ни очень недавним, так как по бокам нашей Галактики нет никаких признаков сильных радиоисточников. Однако из центра на окраины Галактики непрерывно течет водород. Что это — процесс, обычный для всех галактик, или последние угасающие отголоски взрыва, случившегося миллиарды лет назад?

Еще в начале XX века астрономы считали, что космические объекты мало изменяются с течением времени. Казалось, что и звезды и галактики развиваются настолько медленно, что за обозримые промежутки времени в их физическом состоянии не происходит сколько-нибудь существенных изменений. Правда, были известны физические переменные звезды, отличающиеся, например, частыми изменениями блеска; звезды, бурно выбрасывающие вещество, а также вспышки новых и сверхновых звезд, сопровождающиеся освобождением огромных количеств энергии. Эти явления хотя и привлекали внимание исследователей, но все же представлялись эпизодическими, не имеющими принципиального значения.

Однако уже в 50-е годы XX века распространилось убеждение в том, что явления нестационарности — это закономерные этапы эволюции материи во Вселенной, играющие чрезвычайно важную роль в развитии космических объектов. И действительно, был обнаружен целый ряд явлений во Вселенной, связанных с выделением колоссальных количеств энергии и даже взрывными процессами.

В частности, оказалось, что некоторые галактики являются источниками мощного радиоизлучения.

Одна из таких радиогалактик — радиоисточник Лебедь-А — находится в районе созвездия Лебедя. Это необычайно мощная космическая радиостанция: ее радиоизлучение, принимаемое на Земле, имеет такую же мощность, как радиоизлучение спокойного Солнца, хотя до Солнца всего около 8 световых минут, а до галактики в Лебеде около 700 миллионов световых лет.

Как показывают расчеты, общая энергия релятивистских электронов, порождающих радиоизлучение радиогалактик, может достигать огромной величины. Так, для радиоисточника Лебедь-А эта энергия в десятки раз превооходит энергию притяжения всех звезд, которые входят в эту радиогалактику и в сотни раз больше, чем энергия ее вращения.

Возникает два вопроса: каков физический механизм радиоизлучения радиогалактик и откуда берется энергия, необходимая для поддержания этого радиоизлучения?

В Северном полушарии неба в созвездии Тельца есть небольшая газовая туманность. За свои причудливые очертания, чем-то напоминающие гигантского краба с многочисленными щупальцами, она получила название Крабовидной. Сопоставление фотографий этой туманности, сделанных в различные годы, показало, что газы, входящие в ее состав, разлетаются с колоссальной скоростью — около 1000 км/с. Видимо, это следствие взрыва огромной силы, который произошел примерно 900 лет назад, когда все вещество Крабовидной туманности было сконцентрировано в одном месте. Что же произошло в этом районе неба в начале второго тысячелетия нашей эры?

Ответ мы находим в летописях тех времен. В них рассказывается, что весной 1054 г. в созвездии Тельца вспыхнула звезда. На протяжении 23 суток она сияла так ярко, что была хорошо видна на дневном небе при свете Солнца. Сопоставление этих фактов привело ученых к выводу о том, что Крабовидная туманность представляет собой остаток вспышки сверхновой звезды.

Наблюдения показали, что Крабовидная туманность является чрезвычайно мощным источником радиоизлучения. Вообще любой космический объект, будь то галактика, звезда, планета или туманность, если только его температура выше абсолютного нуля, должен излучать электромагнитные волны в радиодиапазоне — так называемое тепловое радиоизлучение. Удивительное состояло в том, что радиоизлучение Крабовидной туманности было во много раз мощнее того теплового радиоизлучения, которым она должна была бы обладать в соответствии со своей температурой. Вот тогда-то и было сделано одно из самых выдающихся открытий в современной астрофизике, открытие, которое не только объяснило природу радиоизлучения Крабовидной туманности, но и дало ключ к пониманию физической природы очень многих явлений, происходящих во Вселенной. Впрочем, в этом нет ничего удивительного: ведь в каждом отдельном космическом объекте находят свое отражение самые общие закономерности природных процессов.

Усилиями главным образом советских ученых была разработана теория нетеплового электромагнитного излучения космических объектов, порождаемого движением очень быстрых электронов в магнитных полях. По аналогии с некоторыми процессами, происходящими в ускорителях заряженных частиц, такое излучение получило название синхротронного.

В дальнейшем выяснилось, что синхротронное радиоизлучение является характерной особенностью целого ряда космических явлений. В частности, именно такую природу имеет радиоизлучение радиогалактик.

Что же касается источника энергии, то в Крабовидной туманности таким источником была вспышка сверхновой звезды. А в радиогалактиках?

Очень многие факты говорят о том, что источником энергии их радиоизлучения, по-видимому, служат активные физические процессы, протекающие в ядрах этих звездных систем.

Как показывают астрономические наблюдения, в центральных частях большинства известных нам галактик имеются компактные образования, обладающие довольно сильным магнитным полем. Эти образования получили название ядер. Нередко в ядре сосредоточена значительная доля излучения всей галактики. Есть ядро и у нашей Галактики. Как показали радионаблюдения, из него происходит непрерывное истечение водорода. За год выбрасывается масса газа, равная полутора массам Солнца. Немного? Но если учесть, что наша звездная система существует больше 10 миллиардов лет, то нетрудно подсчитать, что за это время из ее ядра было выброшено колоссальное количество вещества. При этом есть веские основания предполагать, что явления, регистрируемые в настоящее время, представляют собой лишь слабые отголоски гораздо более бурных процессов, которые происходили в ядре нашей Галактики, когда она была моложе и богаче энергией. На эту мысль наводят весьма активные явления, которые мы наблюдаем в ядрах некоторых других галактик.

Так, например, в галактике М 82 наблюдается разлет газовых струй во все стороны от ядра со скоростями до 1500 км/с. Видимо, это явление связано со взрывом, который произошел несколько миллионов лет назад в ядре этой звездной системы. Согласно некоторым подсчетам, его энергия была поистине колоссальна — она соответствует энергии взрыва термоядерного заряда с массой, равной массе нескольких десятков тысяч солнц. Правда, в последнее время относительно взрыва в М 82 высказываются определенные сомнения. Однако известен еще целый ряд галактик, в ядрах которых происходят чрезвычайно мощные нестационарные явления.

В 1963 г. на очень больших расстояниях от нашей Галактики были обнаружены поразительные объекты, получившие название квазаров. В сравнении с громадными звездными островами-галактиками, квазары ничтожно малы. Но каждый квазар излучает в сотни раз больше энергии, чем самые гигантские известные нам галактики, состоящие из сотен миллиардов звезд.

Открытие квазаров, как и всякое подобное открытие, оказалось неожиданным — одним из тех удивительных сюрпризов, которые время от времени преподносит и будет нам преподносить бесконечно разнообразная Вселенная. О существовании подобных объектов физики и астрофизики не только не могли предполагать заранее, но если бы до открытия квазаров им описали их свойства, ученые, по мнению известного астрофизика И. Д. Новикова, наверняка заявили бы, что такие объекты в природе вообще не могут существовать.

Тем не менее квазары существуют и их физическая природа требует объяснения. Однако такого общепринятого объяснения пока еще нет. Высказывались различные предположения, часть из них впоследствии отпала, часть продолжает обсуждаться. Но. какие физические процессы могут приводить к выделению столь грандиозных количеств энергии, все еще остается неясно.

В то же время значительные успехи достигнуты в решении другого вопроса: какое место занимают квазары в ряду различных космических объектов? Являются ли они уникальными образованиями, своеобразным исключением из общего правила или закономерным этапом в развитии космических систем?

Подобная постановка вопроса характерна для всего духа современной астрофизики. Если еще сравнительно недавно исследователи Вселенной интересовались главным образом изучением физических свойств, характеризующих современное состояние того или иного космического объекта, то теперь на первый план выдвинулось исследование его истории, его предшествующих состояний, закономерностей его происхождения и развития. Подобный подход явился результатом осознания того факта, что мы живем в расширяющейся нестационарной Вселенной, прошлое которой отличается от ее современного состояния, а современное состояние — от будущего.

В свете этих идей особый интерес приобретает выяснение возможной родственной связи между различными нестационарными объектами. В частности, оказалось, что по своему строению и оптическим свойствам радиогалактики не представляют собой ничего исключительного. Оказывается, для любой„ радиогалактики можно найти похожую на нее «нормальную» галактику, которая отличается только отсутствием радиоизлучения. Это, видимо, и говорит о том, что способность излучения мощных потоков радиоволн возникает лишь на некоторой стадии эволюции галактик того или иного типа. Своеобразное «возрастное» явление, .которое наступает на определенном этапе жизни звездных систем, а затем исчезает...

Подобное предположение тем более правдоподобно, что радиогалактик значительно меньше, чем «нормальных».

Но не являются ли в таком случае квазары, эти сверхмощные «фабрики энергии», тоже некоторой стадией развития космических объектов, быть может, одной из самых ранних? Во всяком случае, анализ электромагнитного излучения квазаров обнаруживает явное сходство между ними и ядрами некоторых типов радиогалактик.

Известный московский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов обратил внимание на одно весьма любопытное обстоятельство. Почти все известные нам квазары (а их зарегистрировано уже свыше полутора тысяч) — одинокие объекты. С другой стороны, близкие к ним по свойствам радиогалактики, как правило, входят в скопления галактик и являются их главными, центральными членами, наиболее яркими и активными.

В связи с этим Б. А. Воронцов-Вельяминов высказал предположение о том, что квазары — не что иное, как «протоскопления» галактик, т. е. объекты, в результате дальнейшей эволюции которых возникали в дальнейшем галактики и скопления галактик.

В пользу подобного предположения говорит, например, активность ядер галактик, весьма сходная с активностью квазаров, хотя и не такая бурная. Особенно бурные процессы протекают в ядрах так называемых сейфертовских галактик. Эти ядра имеют очень малые размеры, сравнимые с размерами квазаров и подобно им обладают чрезвычайно мощным электромагнитным излучением. В них происходят движения газа с огромными скоростями, достигающими нескольких тысяч километров в секунду. У многих сейфертовских галактик наблюдаются выбросы компактных газовых облаков с массами в десятки и сотни солнечных масс. При этом выделяется колоссальная энергия. Так, например, в ядре сейфертовской галактики NGC 1275 (радиоисточник Персей-А) около 5 млн. лет назад (по времени этой галактики) произошел сильнейший взрыв, сопровождавшийся выбросом газовых струй со скоростями до 3000 км/с. Энергия разлета газа здесь на два порядка выше, чем в галактике М 82.

Еще один класс галактик с активными ядрами, обладающими аномально сильным ультрафиолетовым излучением, был обнаружен советским астрономом Б. Е. Маркаряном. Видимо, большая часть этих галактик переживает в настоящее время эпоху, следующую за выбросом, как говорят астрономы, послеэруптивную стадию.

Не исключено, что энергия излучения квазаров и активность ядер галактик порождаются сходными физическими процессами.

Квазары — весьма удаленные объекты. А чем дальше от нас находится тот или иной космический объект, тем в более далеком прошлом мы его наблюдаем. Галактики, в том числе и галактики с активными ядрами, в среднем, расположены ближе, чем квазары. Следовательно, это объекты более позднего поколения — они должны были образоваться позже квазаров. И это немаловажное свидетельство того, что квазары, возможно, являются ядрами галактик.

Что же касается природы физических процессов, обеспечивающих энерговыделение квазаров, то на этот счет имеется одна интересная гипотеза.

В 1963 г. американские астрономы Линде и Сендидж опубликовали результаты исследования галактики NGC 3034. Эта неправильная галактика типа II обладает особенностью - ее цвет не соответствует спект­ру. Спектр у нее А2 - еще более ранний, чем обычно бывает у галактик типа II, а цвет вместо того, чтобы быть белым, или даже голубым, оказался оранжево-крас­новатым.. В подобных случаях, когда цвет звезды или галактики краснее, чем это следует из ее спектра, наибо­лее вероятно, что покраснение вызвано наличием диф­фузной материи. У NGC 3034 контраст между спектром и цветом настолько значителен, что Линде и Сендидж предположили существование в ней очень большого ко­личества газовой и пылевой материи и выполнили спе­циальное исследование. Сендидж получил на 5-метровом телескопе снимки в узкой части спектра около спект­ральной линии, и в желтых лучах, в которых газовые и пылевые массы фотографируются более отчетливо. Исследование снимков показало наличие плотной системы темных ка­налов и светлых волокон диффузной материи, связанных с ядром, свидетельствующих своей формой об энергич­ном движении, простирающихся на расстояние до 3 кпс по обе стороны от ядра в направлении его малой оси.

Спектрограммы показали, что диффузная материя дает эмиссионные линии и, следовательно, какой-то механизм привел газ в возбужденное состояние. Эмиссионные ли­нии обнаруживают расширение. Измерение его показало, что газ движется со скоростью около 1000 км/с прочь от ядра, образуя волокна. Так как волокна обрываются на расстоянии 3 кпс от ядра (газ успел дойти до этого места), то все перечисленные явления позволяют прийти к заключению, что в ядре NGC 3034 около полутора мил­лионов лет назад произошел грандиозный взрыв, вызвав­ший выброс со скоростью около 1000 км/с огромных масс диффузной материи. Энергия, выделившаяся при взрыве, была израсходована, во-первых, на то, чтобы привести в быстрое движение дуффузную материю и, во-вторых, на то, чтобы перевести ее атомы в ионизованное и воз­бужденное состояние. По наблюдаемой интенсивности из­лучения в линии Н а можно оценить плотность выброшен­ной диффузной материи, а следовательно, и ее общую массу, которая оказалась равной 5,6 млн. солнечных масс. Это позволяет при известной скорости оценить об­щую кинетическую энергию движущейся диффузной ма­терии в 2,4 10 48 Дж. NGC 3034 излучает в эмиссионных линиях, в непрерывном спектре оптических лучей и, как показали наблюдения Линдса, в радиоволнах. Если оце­нить общую мощность, всего излучения и предположить, что в течение всех полутора миллионов лет от начала взрыва мощность излучения была постоянной и равной нынешней, то оценка, энергии взрыва, израсходованной на излучение до настоящего момента, равна 9 10 48 Дж.

Итак, по сумме энергий, израсходованных на приве­дение диффузной материи в движение и на излучение этой материи, можно дать оценку общей энергии взрыва в ядре NGC 3034. Эта энергия больше 10 49 Дж, т. е. в миллион раз больше, чем энергия, выделяемая при вспыш­ке сверхновой звезды. Еще несколько лет назад вспышки сверхновых считались самыми грандиозными катастрофа­ми во Вселенной. А теперь мы являемся свидетелями катастрофы - взрыва в ядре галактики, масштаб которой еще в миллион раз больше.

Может ли являться взрыв в NGC 3034 уникальным явлением, не имеющим себе подобных во Вселенной? Ко­нечно, нет. Столь значительное событие не может быть результатом случайности. Это, конечно, закономерное яв­ление. Вопрос заключается лишь в том: происходит ли оно со всеми галактиками на некоторой стадии их эво­люции или, может быть, только с галактиками некоторого типа, отвечающими определецным физическим требова­ниям.

То, что явление взрыва в ядре обнаружено пока толь­ко у одной галактики, должно объясняться, во-первых, скоротечностью этого процесса, а во-вторых, недостаточ­ной исследованностью даже ярких галактик. Взрыв прои­зошел полтора миллиона лет назад. За это время газовые массы проникли на расстояние трех килопарсек. Еще через 10 млн. лет они дойдут до мест, удаленных от ядра на 15-18 кпс, т. е. выйдут за границу галактики. Ско­рость газовых масс, потраченная на преодоление силы тяготения системы, уменьшится, плотность газов после распространения uo ї всему объему галактики станет зна­чительно ниже, вся» запасенная энергия излучения успеет израсходоваться. Через 10 млн. лет наблюдатель уже не обнаружит в NGC 3034 признаков взрыва. Если считать, что:

мир галактик существует около 10 млрд. лет,

в каждой из галактик один раз за все время про­исходит взрыв в области ядра,

взрывы. у разных галактик происходят в разное время и равномерно распределены по всему промежутку времени 10 10 лет,

взрыв наблюдается в течение 10 млн. лет,

то только у одной из тысячи галактик в настоящий мо­мент должен наблюдаться взрыв. Неудивительно поэто­му, что столь важное и интересное явление не удалось обнаружить раньше, чем через 40 лет после того как на­чалось систематическое изучение галактик. Возможно, однако, что взрывы ядер галактик повторяются, тогда число наблюдаемых взрывов должно быть больше.

Важная задача - проверить другие галактики. Не про­исходит ли взрыв в ядрах некоторых из них? Недавно Б. А. Воронцов-Вельяминов указал на галактики NGC 5195 и NGC 3077, которые имеют общие черты с NGC 3034. Они тоже принадлежат к типу II и в них примерно по радиусам, идущим от центра, располагаются темные каналы со светлыми волокнами. Необходимо ис­следовать эти две галактики, хотя у них, в отличие от NGC 3034, не наблюдается радиоизлучение. Возможно, что взрывы в ядрах этих галактик произошли раньше, чем в NGC 3034, радиоизлучение ослабело и не обнару­живается в наши дни, а остальные последствия взрыва еще видимы.

Б. Е. Маркарян привел список неправильных галак­тик, сходных но внешнему виду с NGC 3034. Все они, в отличие от обычных неправильных галактик II, обла­дают оранжево-красноватым цветом, хотя спектральные классы у них сравнительно ранние: А и F0-F3. Эти галактики, как правило, содержат много темной материи и их светимости в 5-10 раз больше светимостей обычных галактик типа II. Есть основание считать, что иссле­дование спектров и специальных фотографий галактик, приведенных в списке, позволит обнаружить в некоторых из них гигантские взрывы, исходящие из ядра.

По мнению Бербиджей, взрывающейся галактикой яв­ляется также VV 144, т. е. галактика, стоящая под номером 144 в каталоге Б. А. Воронцова-Вельяминова,

После обнаружения столь выдающегося явления в яд­ре NGC 3034 можно полагать, что эмиссионные линии, наблюдаемые в ядрах очень большого числа галактик, являются реликтами значительных событий, происходив­ших в прошлом. Отсутствие эмиссионных линий в ядрах может свидетельствовать о том, что или галактики испы­тали взрыв ядра так давно, что успели утерять последние признаки, связанные со взрывом, или же что взрыва не было и некоторые из галактик находятся в предвзрывном состоянии.

Но это - пока только предположения. Одно очевид­но - спокойный процесс образования звезд из рассеянно­го газа путем его сжатия не может объяснить катаклиз­мов масштаба взрыва в NGG 3034.

Согласно В, А. Амбарцумяну ядра - основная актив­ная область в галактиках и место сосредоточения сверх­плотного вещества. Гигантские взрывы перенасыщенного энергией сверхплотного вещества выбрасывают его части из ядра вместе с попутно образующимися звездами и га­зом вдоль спиральных линий, где в результате непрекра­щающегося дробления частей сверхплотного вещества продолжается процесс формирования звезд и выделения диффузной материи.
Приглашаем Вас обсудить данную публикацию на нашем .

История этой неординарной галактики началась в 1774 г., когда немецкий астроном и математик Иоганн Элерт Воде сделал в своем дневнике первую дошедшую до нас запись о ней: "наблюдал пятно удлиненной формы и туманных очертаний". В августе 1779 г. галактику независимо обнаруживает француз Пьер Мешен и сообщает о ней Шарлю Мессье, который вскоре включает ее в свой знаменитый каталог под 82-м номером. Именно под этим номером она и известна сейчас всем астрономам.

М82 оставалась ничем не примечательным объектом вплоть до 1871 г., пока ирландский астроном Вильям Парсонс не взглянул на нее в свой 182-см рефлектор, в то время крупнейший в мире. Галактика сразу привлекла его внимание необычной структурой из темных пылевых полос и пятен, пересекающих ее удлиненное тело.

В 1963 г. американские астрономы Линде и Сендидж решили выяснить, почему оранжевокрасный цвет этой неправильной галактики совершенно не соответствует ее раннему спектру (А2). Обычно, когда цвет звезды или галактики краснее, чем должен быть, исходя из их спектра, подозрение сразу падает на присутствие диффузной материи. Оказалось, что в М82 ее предостаточно - на снимках в линии водорода (Н α) действительно проявились огромные газообразные волокна, простирающиеся с обеих сторон от лимба галактики на 10000 св. лет (еще лучше эти волокна видны на представленной здесь фотографии, которая была получена в феврале этого года с помощью 8.3-м телескопа "Субару"). Дополнительные измерения показали, что газ вылетает из галактики со скоростью около 1000 км/с (!), что заставило астрономов сделать поразительный вывод: М82 "взрывается"!

Что же явилось причиной взрыва? Сендидж выдвинул гипотезу, что активность М82 обязана неизвестным пока процессам, протекающим в ее ядре. Таким образом, от старой идеи Вальтера Бааде и Рудольфа Мин-ковского, предлагавших искать причину активности галактик в их взаимных столкновениях, был сделан шаг в совершенно ином направлении.

Дальнейшие исследования показали, что М82 является рекордсменом среди галактик в инфракрасном диапазоне - явный показатель процесса бурного звездообразования. Но откуда берется необходимая для этого материя? Вначале астрономы предположили, что М82 "вплыла" в гигантское пылевое облако, вещество которого, попадая в центральные области галактики, как раз и питает столь интенсивное рождение звезд. Однако сделанное в 1977 г. открытие заставило астрономов обернуть свои головы на галактику М81, расположенную всего в 37" от М82. Между этими системами был обнаружен настоящий мост, состоящий из нейтрального водорода, а значит, эти галактики были когда-то намного ближе друг к другу, чем сегодня. Выходит, снова назад, к столкновительной гипотезе Бааде и Минковского?

Крупной вехой в этой истории стал 1980 г., когда Джордж Райк показал, что наблюдаемую картину могут полностью объяснить "обычные" звездные процессы -рождение и смерть звезд. Тогда же был введен термин "взрывное звездообразование", описывающий тот уголок космоса, в котором чрезвычайно быстро и эффективно формируются новые звезды на протяжении короткого интервала времени в несколько десятков или сотен миллионов лет.

Следующим важным успехом было получение в 1985 г. подробного изображения галактики, позволившего разрешить ее ядро на крошечные точечные источники. Они, по-видимому, являлись останками сверхновых, которые должны быть естественными спутниками процесса взрывного звездообразования. Ведь в общей массе рождающихся звезд известная доля должна приходиться и на массивные светила, которые довольно быстро заканчивают свою жизнь колоссальным взрывом. Источник энергии был налицо!

С выходом на орбиту рентгеновского телескопа "Чандра" появилась возможность рассмотреть наиболее яркие останки сверхновых и двойных рентгеновских звезд. Некоторые из пятен, видимых на этом снимке, вероятно, являются самыми яркими из известных на сегодня рентгеновских двойных звезд, а диффузное свечение газа вызвано его разогревом до температуры в несколько миллионов градусов - для области столь интенсивного звездообразования это норма.

Итак, оказалось, что разлетающийся из галактики такими причудливыми нитями газ вполне может черпать энергию в процессе бурного звездообразования, сопровождающегося мощными вспышками сверхновых. И хотя сегодня почти все соглашаются, что именно эти вспышки подпитывают активность М82, думается, что в истории изучения этой галактики будет еще очень много неожиданных поворотов.