Рождение и эволюция галактик. Происхождение галактик

> Эволюция галактик

Рождение и эволюция галактик : стадии развития от Большого Взрыва, формирование, слияние, смерть, схема эллиптических и спиральных галактик, фото Хаббла, видео.

Если вам повезет с погодными условиями, то можете с легкостью любоваться всей красотой Млечного Пути. Многие века ученые не отрывали глаз от ночного неба, осознавая, что – лишь крошечная деталь, которыми усеяна Вселенная. С появлением новых технологий стало ясно, что и галактика – это не конец всему, ведь он является одним из миллиардов галактик.

Огромный сдвиг в знаниях произошел с обнаружением относительности и скорости света. Ведь это позволило понять, что мы видим не просто космическую даль, а как бы оглядываемся в прошлое. Когда перед вами возникает объект в миллиарде световых лет, вы видите его таким, каким он был миллиард лет назад. Эта «машина времени» помогла познакомиться с галактической эволюцией .

Все объекты берут свое начало от Большого Взрыва, разрастаясь и меняясь со временем. Этот процесс все еще окутан легкой дымкой таинственности, поэтому манит ученых.

Первая стадия эволюции галактики - формирование

С чего начинается эволюция галактики? Вселенская материя появилась 13.8 миллиардов лет назад в момент Большого Взрыва. В тот временной отрезок она была настолько упакована и сжата, что представляла собою небольшой шар с неисчислимой плотностью и интенсивным теплом – сингулярность. Внезапно запустился процесс расширения, и сингулярность стала увеличивать свои «границы».

Чем больше Вселенная расширялась, тем сильнее остывала. Поэтому у материи появилась возможность распределиться практически равномерно. Дальше гравитация стала притягивать плотные области, накапливая газовые облака и большие скопления, которые и стали древними галактиками (родились первые звезды). Некоторые из них были маленькими и трансформировались в карликовые галактики, другие (покрупнее) – спиральные.

Вторая стадия эволюции галактики - слияние

Проследим дальнейшее развитие галактик. Полноценные галактики объединялись в группы, скопления и . В масштабах родной группы они могли подойти на достаточно близкое расстояние, чтобы запустить процесс слияния. Результат всегда зависит от массы.

В стандартном сценарии маленькие присоединяются к крупным («съедаются»). Не так давно и Млечный Путь «пообедал» несколькими карликовыми галактиками, присоединив их звезды к себе. Интересно наблюдать за столкновением одинаково крупных галактик, которые в конце трансформируются в гигантские эллиптические типы.

Две галактики сплелись в своем "смертельном танце"

В момент галактического столкновения их спиральная структура рушится, поэтому позволяет перейти на новый уровень. Эллиптические считаются крупнейшими в своем виде. Кроме того, при слиянии увеличиваются и центральные сверхмассивные черные дыры.

Правда, здесь стоит отметить, что не во всех случаях все заканчивается появлением эллиптической галактики. Полагают, что некий контакт уже сейчас происходит между нашей галактикой и . Даже больше, оказывается, что Карликовая галактика в Большом Псе уже стала частью Млечного Пути.

Хотя сам процесс слияния воспринимается как нечто серьезное, звезды расположены на больших дистанциях, поэтому катастрофические взрывы и столкновения бывают редко. Но в этом процессе формируются волны ударной гравитации, которые приводят к появлению новых звезд. Это то, чего стоит ожидать через 4 миллиарда лет, когда Млечный Путь и столкнутся.

Третья стадия эволюции галактики - гибель

Эволюция галактики однажды завершится, ведь у всего есть начало и конец. Приходит время, когда в галактике заканчивается пыль и газ. А ведь это главный материал для появления новых звезд. Миллиарды лет активность замедляется, пока все не остановится полностью. Но это еще не смерть, так как галактика способна найти соседа и слиться с ним, чтобы запустить новый процесс.

Полагают, что Млечный Путь истратил большую часть «звездного топлива» и теперь замедляет свою активность. Звезды вроде Солнца живут примерно 10 миллиардов лет. Но карлики способны продержаться до нескольких триллионов. Переживать не стоит, ведь столкновение Млечного Пути с Андромедой продлит существование нашей галактики.

По прогнозам, однажды все галактики в этом участке объединятся в одного эллиптического гиганта. Ученые могут наблюдать подобный результат уже сейчас (например, ). Эти галактики уже исчерпали газовые запасы. В итоге, звезды постепенно будут отдаляться, пока все пространство не достигнет фоновой температуры.

Когда у нашей галактики закончатся соседи, то она присоединится к той же участи. Сама же галактическая эволюция длится больше миллиарда лет и пока до конца еще очень далеко.

Эволюция галактик

Чтобы глубже вникнуть в процесс эволюции галактик, посмотрите интересно видео. Астрофизик Анатолий Засов о различии близких и далеких галактик, трансформации и пределе их возраста:

История изучения планет и звезд измеряется тысячелетиями, Солнца, комет, астероидов и метеоритов — столетиями. А вот галактики, разбросанные по Вселенной скопления звезд, космического газа и пылевых частиц, стали объектом научного исследования лишь в 1920-е годы.

Галактики наблюдали с незапамятных времен. Человек с острым зрением может различить на ночном небосводе светлые пятна, похожие на капли молока. В Х веке персидский астроном Абд-аль-Раман аль-Суфи упомянул в своей «Книге о неподвижных звездах» два подобных пятна, известных теперь как Большое Магелланово облако и галактика М31, она же Андромеда. С появлением телескопов астрономы наблюдали все больше таких объектов, получивших название туманностей. Если английский астроном Эдмунд Галлей в 1716 году перечислил всего шесть туманностей, то каталог, опубликованный в 1784 году астрономом французского военно-морского флота Шарлем Мессье, содержал уже 110 — и среди них четыре десятка настоящих галактик (в том числе и М31). В 1802 году Уильям Гершель опубликовал перечень из 2500 туманностей, а его сын Джон в 1864 году издал каталог, где было более 5000 туманностей.

Наша ближайшая соседка, галактика Андромеда (M31) — один из излюбленных небесных объектов для любительских астрономических наблюдений и фотосъемки.

Природа этих объектов долгое время ускользала от понимания. В середине XVIII века некоторые проницательные умы увидели в них звездные системы, подобные Млечному Пути, однако телескопы в то время не предоставляли возможности проверить эту гипотезу. Столетием позже восторжествовало мнение, что каждая туманность — это газовое облако, подсвеченное изнутри молодой звездой. Позже астрономы убедились, что некоторые туманности, в том числе и Андромеда, содержат множество звезд, однако еще долго не было ясно, расположены они в нашей Галактике или за ее пределами. И лишь в 1923—1924 годах Эдвин Хаббл определил, что расстояние от Земли до Андромеды как минимум троекратно превосходит диаметр Млечного Пути (на самом деле примерно в 20 раз) и что М33, другая туманность из каталога Мессье, удалена от нас на никак не меньшую дистанцию. Эти результаты положили начало новой научной дисциплине — галактической астрономии.

В 1926 году знаменитый американский астроном Эдвин Пауэлл Хаббл предложил (а в 1936 году модернизировал) свою классификацию галактик по их морфологии. Из-за характерной формы эту классификацию называют еще «Камертоном Хаббла». На «ножке» камертона находятся эллиптические галактики, на зубцах вилки — линзовидные галактики без рукавов и спиральные галактики без бара-перемычки и с баром. Галактики, которые не могут быть классифицированы как один из перечисленных классов, называются неправильными, или иррегулярными.

Карлики и гиганты

Вселенная заполнена галактиками разного размера и разных масс. Их количество известно весьма приблизительно. Семь лет назад орбитальный телескоп «Хаббл» за три с половиной месяца обнаружил около 10 000 галактик, сканируя в южном созвездии Печи участок небосвода, в сто раз меньший, нежели площадь лунного диска. Если предположить, что галактики распределяются по небесной сфере с такой же плотностью, получится, что в наблюдаемом космосе их 200 млрд. Однако эта оценка сильно занижена, поскольку телескоп не смог заметить великое множество очень тусклых галактик.

Среди галактик есть и карлики, и гиганты. В авторитетном оксфордском справочнике Companion to Cosmology 2008 года издания написано, что самые мелкие галактики содержат миллионы звезд, а самые крупные — триллионы. Эта информация уже успела устареть. Как рассказал «ПМ» профессор Техасского университета в Остине Джон Корменди, в последние годы было открыто семейство мини-галактик всего лишь с сотнями звезд: «Это так называемые ультракомпактные карлики, линейные размеры которых лежат в пределах 20 парсек. Несмотря на малое количество звезд, масса таких галактик составляет миллионы и десятки миллионов солнечных масс. Скорее всего, в этом в основном повинна темная материя, хотя некоторые ученые полагают, что немалый вклад принадлежит черным дырам и нейтронным звездам. Как бы то ни было, старое определение галактики как крупного автономного звездного скопления больше не работает». На верхней границе галактического спектра находятся сверхгиганты диаметром порядка мегапарсека, у которых численность звездного населения достигает сотни триллионов.

Галактики различаются и морфологией (то есть формой). В целом их подразделяют на три основных класса — дисковидные, эллиптические и неправильные (иррегулярные). Это общая классификация, есть гораздо более детальные.

Галактики распределены в космическом пространстве вовсе не хаотично. Массивные галактики нередко окружены небольшими галактиками-спутниками. И наш Млечный Путь, и соседняя Андромеда имеют не менее 14 сателлитов, и, скорее всего, их гораздо больше. Галактики любят объединяться в пары, тройки и более крупные группы из десятков гравитационно связанных партнеров. Ассоциации побольше, галактические кластеры, содержат сотни и тысячи галактик (первый из таких кластеров открыл еще Мессье). Порой в центре кластера наблюдается особо яркая гигантская галактика, возникшая, как считают, в процессе слияния галактик меньшего калибра. И наконец, есть еще и суперкластеры, в которые входят как галактические кластеры и группы, так и отдельные галактики. Обычно это вытянутые структуры протяженностью до сотни мегапарсек. Их разделяют почти полностью свободные от галактик космические пустоты такого же размера. Суперкластеры уже не организованы в какие-либо структуры более высокого порядка и разбросаны по Космосу случайным образом. По этой причине в масштабах нескольких сотен мегапарсек наша Вселенная однородна и изотропна.

Дисковидная галактика — это звездный блин, вращающийся вокруг оси, проходящей через его геометрический центр. Обычно по обе стороны центральной зоны блина имеется овальное вздутие — балдж (от англ. bulge). Балдж тоже вращается, однако с меньшей угловой скоростью, нежели диск. В плоскости диска нередко наблюдаются спиральные ветви, изобилующие сравнительно молодыми яркими светилами. Однако есть галактические диски и без спиральной структуры, где таких звезд много меньше.

Центральную зону дисковидной галактики может рассекать звездная перемычка — бар. Пространство внутри диска заполнено газопылевой средой — исходным материалом для новых звезд и планетных систем. Галактика имеет два диска: звездный и газовый. Они окружены галактическим гало — сферическим облаком разреженного горячего газа и темной материи, которая и вносит основной вклад в полную массу галактики. Гало вмещает также отдельные старые звезды и шаровые звездные скопления (глобулярные кластеры) возрастом до 13 млрд лет. В центре едва ли не любой дисковидной галактики, как с балджем, так и без балджа, расположена сверхмассивная черная дыра. Самые крупные галактики этого типа содержат по 500 млрд звезд.

Млечный путь

Солнце обращается вокруг центра вполне рядовой спиральной галактики, в состав которой входят 200−400 миллиардов звезд. Ее диаметр приблизительно равен 28 килопарсекам (чуть больше 90 световых лет). Радиус солнечной внутригалактической орбиты — 8,5 килопарсек (так что наше светило смещено к внешнему краю галактического диска), время полного оборота вокруг центра Галактики - примерно 250 миллионов лет.
Балдж Млечного Пути имеет эллипсовидную форму и наделен баром, который обнаружили совсем недавно. В центре балджа находится компактное ядро, заполненное звездами различного возраста — от нескольких миллионов лет до миллиарда и старше. Внутри ядра за плотными пылевыми облаками скрывается достаточно скромная по галактическим стандартам черная дыра — всего лишь 3,7 миллиона солнечных масс.
Наша Галактика может похвастаться двойным звездным диском. На долю внутреннего диска, который имеет по вертикали не более 500 парсек, приходится 95% звезд дисковой зоны, в том числе все молодые яркие звезды. Его охватывает внешний диск толщиной в полторы тысячи парсек, где обитают звезды постарше. Газовый (точнее, газо-пылевой) диск Млечного Пути имеет в толщину не менее 3,5 килопарсек. Четыре спиральных рукава диска представляют собой области повышенной плотности газо-пылевой среды и содержат большинство самых массивных звезд.
Диаметр гало Млечного Пути не менее, чем вдвое больше диаметра диска. Там обнаружено порядка 150 глобулярных кластеров, причем, скорее всего, еще с полсотни пока не открыты. Возраст старейших кластеров превышает 13 миллиардов лет. Гало заполнено темной материей, имеющей комковатую структуру. До недавнего времени полагали, что гало почти шарообразно, однако, по последним данным, оно может быть значительно приплюснуто. Общая масса Галактики может составлять до 3 триллионов солнечных масс, причем на долю темной материи приходится 90−95%. Масса звезд Млечного Пути оценивается в 90−100 миллиардов масс Солнца.

Эллиптическая галактика, как и следует из ее названия, имеет форму эллипсоида. Она не вращается как целое и потому не обладает осевой симметрией. Ее звезды, которые в основном имеют сравнительно небольшую массу и солидный возраст, обращаются вокруг галактического центра в разных плоскостях и иногда не по отдельности, а сильно вытянутыми цепочками. Новые светила в эллиптических галактиках загораются редко в связи с дефицитом исходного сырья — молекулярного водорода.

Подобно людям, галактики объединяются в группы. Наша Местная группа включает две самые крупные галактики в окрестностях размером порядка 3 мегапарсек — Млечный путь и Андромеду (M31), галактику Треугольника, а также их спутники — Большое и Малое Магеллановы облака, карликовые галактики в Большом Псе, Пегасе, Киле, Секстанте, Фениксе, и еще множество других — всего числом около полусотни. Местная группа в свою очередь является членом местного сверхскопления Девы.

Как самые крупные, так и самые мелкие галактики относятся к эллиптическому типу. Общая доля его представителей в галактическом населении Вселенной всего около 20%. Эти галактики (возможно, за исключением самых мелких и тусклых) также скрывают в своих центральных зонах сверхмассивные черные дыры. Эллиптические галактики имеют и гало, но не столь четкие, как у дисковидных.

Все прочие галактики считаются иррегулярными. Они содержат много пыли и газа и активно порождают молодые звезды. На умеренных расстояниях от Млечного Пути таких галактик немного, всего-то 3%. Однако среди объектов с большим красным смещением, чей свет был испущен не позже, чем через 3 млрд лет после Большого взрыва, их доля резко возрастает. Судя по всему, все звездные системы первого поколения были невелики и обладали неправильными очертаниями, а крупные дисковидные и эллиптические галактики возникли гораздо позже.

Рождение галактик

Галактики появились на свет вскоре после звезд. Считается, что первые светила вспыхнули никак не позднее, чем спустя 150 млн лет после Большого взрыва. В январе 2011 года команда астрономов, обрабатывавших информацию с космического телескопа «Хаббл», сообщила о вероятном наблюдении галактики, чей свет ушел в космос через 480 млн лет после Большого взрыва. В апреле еще одна исследовательская группа обнаружила галактику, которая, по всей вероятности, уже вполне сформировалась, когда юной Вселенной было около 200 млн лет.

Условия для рождения звезд и галактик возникли задолго до его начала. Когда Вселенная прошла возрастную отметку в 400 000 лет, плазма в космическом пространстве заменилась смесью из нейтрального гелия и водорода. Этот газ был еще чересчур горяч, чтобы стянуться в молекулярные облака, дающие начало звездам. Однако он соседствовал с частицами темной материи, изначально распределенными в пространстве не вполне равномерно — где чуть плотнее, где разреженнее. Они не взаимодействовали с барионным газом и потому под действием взаимного притяжения свободно стягивались в зоны повышенной плотности. Согласно модельным вычислениям, уже через сотню миллионов лет после Большого взрыва в космосе образовались облака темной материи величиной с нынешнюю Солнечную систему. Они объединялись в более крупные структуры, невзирая на расширение пространства. Так возникли скопления облаков темной материи, а потом и скопления этих скоплений. Они втягивали в себя космический газ, предоставляя ему возможность сгущаться и коллапсировать. Таким путем появились первые сверхмассивные звезды, которые быстро взрывались сверхновыми и оставляли после себя черные дыры. Эти взрывы обогащали космическое пространство элементами тяжелее гелия, которые способствовали охлаждению коллапсирующих газовых облаков и потому делали возможным появление менее массивных звезд второго поколения. Такие звезды уже могли существовать миллиарды лет и потому были в состоянии формировать (опять-таки с помощью темной материи) гравитационно связанные системы. Так возникли долгоживущие галактики, в том числе и наша.

«Многие детали галактогенеза еще скрыты в тумане, — говорит Джон Корменди. — В частности, это относится к роли черных дыр. Их массы варьируют от десятков тысяч масс Солнца до абсолютного на сегодняшний день рекорда в 6,6 млрд солнечных масс, принадлежащего черной дыре из ядра эллиптической галактики М87, расположенной в 53,5 млн световых лет от Солнца. Дыры в центрах эллиптических галактик, как правило, окружены балджами, составленными из старых звезд. Спиральные галактики могут вовсе не иметь балджей или же обладать их плоскими подобиями, псевдобалджами. Масса черной дыры обычно на три порядка меньше массы балджа — естественно, если оный наличествует. Эта закономерность подтверждается наблюдениями, охватывающими дыры массой от миллиона до миллиарда солнечных масс».

Как полагает профессор Корменди, галактические черные дыры набирают массу двумя путями. Дыра, окруженная полноценным балджем, растет за счет поглощения газа, который приходит к балджу из внешней зоны галактики. Во время слияния галактик интенсивность поступления этого газа резко возрастает, что инициирует вспышки квазаров. В результате балджи и дыры эволюционируют параллельно, что и объясняет корреляцию между их массами (правда, могут работать и другие, еще неизвестные механизмы).

Исследователи из Питтсбургского университета, Калифорнийского университета в Ирвине и Атлантического университета Флориды смоделировали ситуацию столкновения Млечного пути и предшественницы карликовой эллиптической галактики в Стрельце (Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy, SagDEG). Они проанализировали два варианта столкновений — с легкой (3х10 10 масс Солнца) и тяжелой (10 11 масс Солнца) SagDEG. На рисунке показаны результаты 2,7 млрд лет эволюции Млечного пути без взаимодействия с карликовой галактикой и с взаимодействием с легким и тяжелым вариантом SagDEG.

Иное дело безбалджевые галактики и галактики с псевдобалджами. Массы их дыр обычно не превышают 104−106 солнечных масс. По мнению профессора Корменди, они подкармливаются газом за счет случайных процессов, которые происходят недалеко от дыры, а не простираются на целую галактику. Такая дыра растет вне зависимости от эволюции галактики или ее псевдобалджа, чем и обусловлено отсутствие корреляции между их массами.

Растущие галактики

Галактики могут увеличивать и размер, и массу. «В далеком прошлом галактики делали это гораздо эффективней, нежели в недавние космологические эпохи, — объясняет профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Круз Гарт Иллингворт. — Темпы рождения новых звезд оценивают в терминах годового производства единицы массы звездного вещества (в этом качестве выступает масса Солнца) на единицу объема космического пространства (обычно это кубический мегапарсек). Во времена формирования первых галактик этот показатель был весьма невелик, а затем пошел в быстрый рост, продолжавшийся до тех пор, пока Вселенной не исполнилось 2 млрд лет. Еще 3 млрд лет он был относительно постоянным, потом начал снижаться почти пропорционально времени, и снижение это продолжается по сей день. Так что 7−8 млрд лет назад средний темп звездообразования в 10−20 раз превышал современный. Большинство доступных наблюдению галактик уже полностью сформировались в ту далекую эпоху».

На рисунке — результаты эволюции в различные моменты времени — начальная конфигурация (a), через 0,9 (b), 1,8 и 2,65 млрд лет (d). Согласно модельным расчетам, бар и спиральные рукава Млечного Пути могли сформироваться в результате столкновений с SagDEG, которая изначально тянула на 50−100 миллиардов солнечных масс. Дважды она проходила сквозь диск нашей Галактики и теряла часть своей материи (и обычной, и темной), вызывая пертурбации его структуры. Нынешняя масса SagDEG не превышает десятков миллионов солнечных масс, и очередное столкновение, которое ожидают не позже, чем через 100 миллионов лет, скорее всего, станет для нее последним.

В общих чертах эта тенденция понятна. Галактики увеличиваются двумя основными способами. Во‑первых, они получают свежий материал для звездообразования, втягивая из окружающего пространства газ и частицы пыли. В течение нескольких миллиардов лет после Большого взрыва этот механизм исправно работал просто потому, что звездного сырья в космосе хватало всем. Потом, когда запасы истощились, темп звездного рождения упал. Однако галактики нашли возможность увеличивать его за счет столкновения и слияния. Правда, для реализации этого варианта необходимо, чтобы сталкивающиеся галактики располагали приличным запасом межзвездного водорода. Крупным эллиптическим галактикам, где его практически не осталось, слияние не помогает, зато в дисковидных и неправильных оно работает.

Курс на столкновение

Посмотрим, что происходит при слиянии двух примерно одинаковых галактик дискового типа. Их звезды практически никогда не сталкиваются — слишком велики расстояния между ними. Однако газовый диск каждой галактики ощущает приливные силы, обусловленные притяжением соседки. Барионное вещество диска теряет часть углового момента и смещается к центру галактики, где возникают условия для взрывного роста скорости звездообразования. Часть этого вещества поглощается черными дырами, которые тоже набирают массу. В заключительной фазе объединения галактик черные дыры сливаются, а звездные диски обеих галактик теряют былую структуру и рассредоточиваются в пространстве. В итоге из пары спиральных галактик образуется одна эллиптическая. Но это отнюдь не полная картина. Излучение молодых ярких звезд способно выдуть часть водорода за пределы новорожденной галактики. В то же время активная аккреция газа на черную дыру вынуждает последнюю время от времени выстреливать в пространство струи частиц огромной энергии, подогревающие газ по всей галактике и тем препятствующие формированию новых звезд. Галактика постепенно затихает — скорее всего, навсегда.

Галактики неодинакового калибра сталкиваются по‑иному. Крупная галактика способна поглотить карликовую (сразу или в несколько приемов) и при этом сохранить собственную структуру. Этот галактический каннибализм тоже может стимулировать процессы звездообразования. Карликовая галактика полностью разрушается, оставляя после себя цепочки звезд и струи космического газа, которые наблюдаются как в нашей Галактике, так и в соседней Андромеде. Если же одна из сталкивающихся галактик не слишком превосходит другую, возможны даже более интересные эффекты.

В ожидании супертелескопа

Галактическая астрономия дожила почти до девяностолетия. Она начала практически с нуля и достигла очень многого. Однако количество нерешенных проблем очень велико. Так, никто не знает, когда и как сформировались первые галактики и какими путями образуются галактики с дисковой структурой. «Ученые ожидают очень много от инфракрасного орбитального телескопа «Джеймс Уэбб», запуск которого намечен на 2018 год, — говорит Гарт Иллингворт. — К сожалению, пока не ясно, будет ли этот проект завершен — по причине финансовых трудностей. Хочется надеяться, что он состоится».

Но в наблюдениях мы видим и прослеживаем структуры во Вселенной именно через исследование галактик.

Поэтому наблюдательное исследование эволюции Вселенной - это исследование эволюции галактик. Такой «экстремистский» тезис я буду доказывать, обосновывать, иллюстрировать на протяжении всей этой книги.

Исследование эволюции галактик сейчас переживает бурное развитие в связи с развитием техники астрономических наблюдений. Теория пока не поспевает за наблюдательными открытиями, поэтому ключевые концепции приходится пересматривать достаточно часто.

Я расскажу о текущем состоянии дел и немного о перспективных - весьма вероятных будущих изменениях в общепринятых взглядах на эволюцию галактик и, соответственно, на эволюцию всей Вселенной.

Три кита, на которых стоит теория эволюции галактик

Все исследования формирования и эволюции галактик опираются прежде всего на физическую модель. Хотя в перспективе это должна быть единая, самосогласованная модель, но исторически сложилось так, что до сих пор практически независимо рассматривается три класса физических механизмов, формирующих и изменяющих структуру и наблюдаемые характеристики галактик - их размер, блеск, цвет, внутренние движения. Эти три класса механизмов - три кита, на которых покоятся (или, напротив, быстро изменяются) наши представления об эволюции галактик, - следующие:

Динамическая эволюция,
-спектрофотометрическая эволюция,
-химическая эволюция галактик.

В классическом варианте теории динамическая эволюция понималась прежде всего как ранняя стадия эволюции, относящаяся собственно к формированию галактики. Эта традиция объяснялась тем, что большинство галактик вокруг нас выглядят как динамически устойчивые, прорелаксировавшие системы; судя по всему, в них выполняется теорема вириала, 2T + U = const, где T - кинетическая энергия системы, а U - ее потенциальная энергия. Поэтому сначала предполагалось, что бурные динамические процессы, оформившие в основном структуру галактик, относились к первому миллиарду лет их жизни, к эпохе коллапса протогалактического газового облака и основного звездообразования в нем.

А позже динамические эффекты лишь слегка изменяли структурные характеристики: например, из-за увеличения хаотических скоростей старых звезд («динамический нагрев») могли утолщаться диски галактик.

В последние десятилетия общее мнение о важности динамических процессов в структурной эволюции современных галактик стало радикально меняться. Прежде всего, зрелищный феномен взаимодействия галактик, хотя и достаточно редкий в нашу эпоху, все же навел астрономов на мысль, что галактики могут сливаться, а в давние времена, когда плотность вещества в расширяющейся Вселенной была выше, чем сейчас, и частота слияний тоже могла быть выше. Эту идею сейчас подхватили и успешно эксплуатируют космологи; согласно их сценариям, вся эволюция галактик - это череда последовательных слияний. Между тем, конечно, слияния («мержинг», как говорят западные коллеги) - это динамические катастрофы, которые полностью перестраивают галактику и дают начало ее новой жизни.

Кроме катастроф, могут существовать и плавные, монотонные, но тем не менее существенные изменения в структуре галактик под действием разного рода динамических неустойчивостей; такие изменения называют «вековой эволюцией».

В последнее время все более популярной становится идея о том, что даже такие глобальные структуры в галактиках, как бары (центральные перемычки), которые дали Хабблу основание выделить особую ветвь морфологической классификации галактик, SB-ветвь, на самом деле не являются пожизненным атрибутом галактики: в ходе вековой эволюции они могут возникать, потом рассасываться, потом возникать снова. Также вековая эволюция может изменять соотношение размеров балджа и диска в галактике и даже менять ее морфологический тип.

Спектрофотометрическая эволюция галактик - т. е. эволюция их светимости, цвета и спектра - определяется суммарным эффектом эволюции составляющих ее звезд. При наблюдениях мы можем разрешить на отдельные звезды только самые близкие к нам галактики; для подавляющего же большинства галактик доступны измерениям только интегральные потоки - сумма излучений всех звезд, составляющих данную галактику или данную область галактики.

Простейшим аналогом галактик как звездных систем являются звездные скопления, которые состоят из звезд одного возраста и одного химического состава, но разной массы. Галактика же в общем случае состоит из многих поколений звезд, т. е. как бы представляет собой сумму гиперскоплений разных возрастов; в самосогласованной (идеальной) модели и металличность поколений должна быть разной в соответствии с ходом химической эволюции в галактике.

На деле же пока более успешными, в плане сравнения с наблюдениями, являются модели звездных населений галактик с единым химическим составом для всех звезд - химическим составом, вероятно, соответствующим среднему, взвешенному по светимости звезд, обилию элементов в звездах галактики.

Спектрофотометрические модели галактик строятся численным интегрированием (сложением) спектров звезд, которые, в свою очередь, берутся из хорошо разработанной теории эволюции звезд. Определяющими параметрами эволюционных треков звезд на диаграмме Герцшпрунга - Рассела служат масса и металличность звезды, поэтому интегрирование проводится по массам и возрастам звезд, а металличность фиксируется как параметр модели галактики.

При этом, конечно, надо знать или задавать из априорных предположений распределения звезд в галактике по массам и возрастам. В самом простом случае предполагается, что в определенный момент времени образовался некий конгломерат звезд разных масс, но одинаковой металличности, и дальше он спокойно эволюционировал без добавления туда новых звезд.

Такой частный вариант модели еще называют «пассивной эволюцией» и довольно успешно применяют его для описания эволюции эллиптических галактик. Расчеты показывают, что пассивно эволюционирующая система звезд с возрастом тускнеет и краснеет, поскольку наиболее массивные, яркие голубые звезды заканчивают свой жизненный путь раньше, чем менее массивные. К возрасту около 10 млрд лет такая звездная система уже состоит только из звезд, менее массивных, чем Солнце, и ее спектрофотометрическая эволюция сильно замедляется.

Поэтому эллиптические галактики на красных смещениях z = 0 и z = 0,5 выглядят совершенно одинаковыми, хотя более далекие из них - на z = 0,5 - в среднем на 3–5 млрд лет моложе. А вот если в галактике в середине или на любом другом промежуточном этапе ее жизненного пути образовывались новые молодые звезды, то она в этот момент «омолаживалась», т. е. ярчала и голубела, и дальше эволюция должна была пойти уже немного по-другому, в частности - в более резвом темпе.

Если коротко охарактеризовать самые общие впечатления от современных цветов и светимостей близких галактик, то они хорошо описываются моделями, в которых практически все галактики - старые, т. е. первая вспышка звездообразования состоялась более 10 млрд лет назад, а дальше - чем более ранний морфологический тип у галактики, тем меньше было характерное время затухания ее глобального звездообразования. В эллиптических галактиках все должно было закончиться менее, чем за 1 млрд лет, а в Sc-галактиках звездообразование тлеет примерно на постоянном уровне все время ее жизни. В неправильных и карликовых галактиках вообще предполагается «вспышечный», т. е. сильно неравномерный ход глобального звездообразования.

Химическая эволюция галактик - это история происхождения химических элементов. Согласно современным представлениям, только самые легкие элементы - водород и его изотопы, гелий и литий - образовались в Большом взрыве, в первые несколько минут жизни Вселенной.

Все остальные элементы образуются в звездах в процессе их эволюции, в ходе термоядерных реакций.

Различают несколько классов ядерных реакций, характерных для звезд различных масс в разные периоды их жизни:

протон-протонную цепочку, CNO-цикл, горение гелия, горение углерода, s-процессы, г-процессы и т. д.

Мнения теоретиков о вкладе тех или иных реакций в производство каждого конкретного химического элемента еще окончательно не устоялись. Однако те, кто моделирует химическую эволюцию галактик, смело берут «state-of-art», т. е. самые свежие расчеты звездного нуклеосинтеза, а далее интегрируют производство химических элементов по времени и по массам звезд точно так же, как при спектрофотометрическом моделировании интегрировали светимости звезд.

Параметры модели, соответственно, те же самые - начальное распределение звезд по массам и история звездообразования в галактике, плюс теория звездного нуклеосинтеза, которая на данный момент считается заданной.

В астрономии все элементы тяжелее гелия традиционно называют «металлами», в этом мы терминологически расходимся с химиками. Поскольку металлы в звездах синтезируются, но практически не разрушаются, металличность галактики со временем всегда возрастает, но с какой скоростью и по какому закону - это уже зависит от деталей модели.

В области химической эволюции галактик у исследователей есть мощный эталон, которого нет в области спектрофотометрической эволюции, - это наша собственная Галактика. Посмотреть на нее со стороны и измерить светимость мы не можем, а вот измерить химический состав отдельных звезд - можем.

Химический состав звезд Галактики уже давно исследуется в массовом порядке, есть хорошая статистика, но нельзя сказать, что она сильно проясняет ситуацию. Вроде бы самые первые звезды должны образовываться из первичного газа, не прошедшего еще через цепь термоядерных реакций в недрах звезд, а потому имеющего нулевую металличность. Однако в нашей Галактике пока не найдено ни одной звезды с нулевой металличностью.

Куда же делись маломассивные долгоживущие первичные звезды с нулевой металличностью? Или откуда взялся ненулевой уровень начальной металличности в нашей Галактике? Вроде бы металличность газа и соответственно звезд, из него образующихся, должна монотонно возрастать со временем, но в диске Галактики до сих пор не найдено убедительной антикорреляции металличности звезд с их возрастом. Возраст Солнца - не менее 4,5 млрд лет, но современная металличность межзвездной среды очень близка к солнечной. Чем объяснить практически нулевой темп обогащения металлами межзвездной среды галактического диска?

А наблюдательная техника продолжает развиваться. Сейчас уже в звездах измеряют детальный химический состав - не общую металличность, а содержание отдельно железа, кислорода, магния, кальция и т. д. Соответственно, и от современной теории химической эволюции галактик теперь уже требуются сценарии, объясняющие не только общую металличность, но и соотношение содержаний отдельных химических элементов на каждом этапе эволюции и в разных типах галактик. Нельзя сказать, что задачи теории химической эволюции упрощаются со временем - а мы и прежние еще не решили…

Два способа изучать эволюцию, или Что мы знаем про далекие галактики

Чтобы наполнить картину эволюции галактик конкретным содержанием и выстроить последовательность и значимость различных возможных эволюционных этапов и механизмов, необходимы наблюдательные данные. Их можно получать двумя принципиально разными способами.

Во-первых, можно подробно изучать строение и характеристики близких галактик и строить физические модели эволюции, которые на финальной стадии, к моменту нулевого красного смещения, дают именно такие объекты, какие мы видим рядом с собой, полностью похожие по динамике, структуре и характеристикам звездного населения.

А во-вторых, учитывая колоссальную проницающую силу современных больших телескопов, можно заглядывать напрямую на большие красные смещения - там мы видим галактики, какими они были несколько миллиардов лет назад. Ведь скорость света конечна, и с очень далеких расстояний свет может идти от галактики до нас миллиарды лет.

На рисунке представлена связь красного смещения, на котором наблюдается галактика, и времени, прошедшего для нее от рождения Вселенной, т. е. от Большого взрыва до момента испускания галактикой тех квантов, которые мы сейчас принимаем.

Для расчета графика на рис. 1.4 использована самая популярная современная космологическая модель - с темной материей и темной энергией. Именно космологическая модель определяет геометрию Вселенной, шкалу расстояний и, соответственно, время, которое требуется лучу света, чтобы дойти от галактики на красном смещении z до нас, находящихся на z = 0. Из рис. 1.4 видно, что когда мы наблюдаем галактику на красном смещении z = 1, мы ее видим такой, какой она была 8 млрд лет назад. А на красном смещении z = 5, где сейчас идут самые массовые поиски и обзоры галактик, видна Вселенная всего через один миллиард лет после .

С современными наблюдательными средствами мы видим практически всю эволюцию Вселенной на просвет и, двигаясь по z, можем на прямую наблюдать эволюцию полного космического населения галактик.

Первый подход, когда мы изучаем в деталях близкие галактики, хорош тем, что мы видим в галактиках всё и с большой точностью измеряем все характеристики галактик. Ограничения первого подхода тоже ясны: мы можем заложить в модели только ту физику, которую уже знаем, а если в эволюции галактик есть то, чего мы себе пока не представляем, оно будет упущено, и модель получится неверной. Правда, тот факт, что модель неверна, мы рано или поздно обнаружим, когда появятся новые наблюдательные данные, которые в данную модель не укладываются.

Второй подход, на первый взгляд, кажется более прямым: выстраивая наблюдаемые характеристики галактик вдоль красного смещения, мы вроде бы получаем временной ход их эволюции, не опирающийся на априорные модельные предположения. Однако когда работа в этом направлении пошла активно, выяснилось, что и тут все непросто.

Допустим, в каком-то диапазоне спектра - например, в дальнем инфракрасном диапазоне - обнаруживается совершенно новый вид галактик; к примеру, удалось определить их красное смещение, хотя и это не всегда возможно, и это красное смещение оказалось большим: мы видим ранний этап эволюции.

Теперь надо понять: превратятся ли эти необычные галактики во что-то обычное к настоящей эпохе, к z = 0, и во что именно, или же с ходом эволюции исчезнут как класс, и мы не увидим рядом с нами их прямых потомков. Единственный известный пока нам способ сделать это, то есть выстроить наблюдаемые на разных красных смещениях совершенно разные по виду галактики в одну эволюционную цепочку, состоит в том, чтобы привлечь те самые физические модели эволюции, правильность которых еще никто не доказал. И все возвращается на круги своя.

Пока что чем больше наблюдательных данных о далеких галактиках собирается в копилках астрономов, тем менее ясной представляется общая картина. Есть и прямые противоречия: одни данные говорят за один сценарий эволюции, другие - за совершенно иной. Наука об эволюции галактик находится сейчас в том счастливом возрасте, когда фактов уже достаточно, чтобы было над чем поразмыслить, но полную картину еще предстоит построить.

Наиболее яркий пример прямого наблюдательного изучения эволюции галактик путем сопоставления их типичных характеристик на разных красных смещениях служит история исследования глубоких полей «Хаббла» (HDF, Hubble Deep Fields) - то есть площадок неба, снятых космическим телескопом «Хаббл» с очень длинными экспозициями.

Сейчас их уже несколько - Ультраглубокое поле «Хаббла» (2004), Крайне глубокое поле «Хаббла» (2012 г.), а началось все с двух небольших площадок - северной и южной. Северное глубокое поле «Хаббла» (HDF-N) было снято первым и на сегодняшний день исследовано досконально. Вся эта эпопея с глубокими полями «Хаббла» началась в 1994 году, когда после починки космического телескопа «Хаббл» (далее - HST) выяснилось, что теперь он может получать изображения с угловым разрешением 0,1″.

Астрономам захотелось посмотреть с таким разрешением на очень далекие галактики; для этого нужно было получить очень глубокий снимок, т. е. снимок с очень большой экспозицией. В созвездии Большая Медведица была выбрана небольшая, всего 5,3 кв. минуты дуги, и на первый взгляд совершенно пустая площадка, и с прибором WFPC2 (Wide-Field Planetary Camera-2) она экспонировалась в течение 10 суток.

Были получены снимки в четырех широких фотометрических полосах: использовались фильтры F300W, F450W, F555W и F814W, центрированные на длины волн, указанные в их именах (в нанометрах), и грубо соответствующие фотометрической системе Джонсона - Казинса, т. е. фильтрам U, B, V и I. Позднее площадку досняли с прибором NICMOS (Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrograph) в фильтрах F110W (1,1 мкм, J) и F160W (1,6 мкм, H).

Таким образом, для всех объектов площадки были получены не только широкополосные цвета, но и грубое распределение энергии в спектре в диапазоне от 3000 до 16 000 Å. Предельная звездная величина, достигнутая в экспозиции HDF-N, Vlim ≈ 30m. Площадка располагается на высокой галактической широте, поэтому несомненных звезд на ней мало - всего 9; есть еще несколько десятков слабых точечных голубых объектов, которые могут оказаться старыми белыми карликами.

Все остальные объекты площадки, а их около трех тысяч, - это галактики. Самой близкой к нам оказалась красивая эллиптическая галактика чуть выше центра кадра - ее красное смещение z = 0,09. На каком красном смещении располагается самая далекая галактика в HDF-N, пока сказать трудно. Есть один объект, широкополосные цвета которого намекают на z ≈ 12, однако все попытки снять спектр галактики, чтобы найти в нем эмиссионную линию для спектрального подтверждения красного смещения по эффекту Доплера, потерпели неудачу - уж слишком слабый у нее блеск.

Подавляющее большинство галактик, обнаруженных в HDF-N, находятся на красных смещениях меньше 1. Правда, надо иметь в виду: в основном это так называемые фотометрические красные смещения. Снять спектр галактики 25-й звездной величины, используя даже самые крупные наземные телескопы, - дело долгое, дорогое и трудное. Поэтому в поле HDF-N прямо измерили значения z только у 150 галактик из 3000, причем, естественно, у самых ярких.

Для остальных моделировали цвета: распределения энергии в спектрах близких галактик сдвигали в красную сторону, «сворачивали» с кривыми реакции фильтров и смотрели, как меняется видимый цвет в зависимости от z. Совпал при каком-то конкретном красном смещении модельный цвет с наблюдаемым для некоей галактики - вот вам и фотометрическое z.

По всем 150 галактикам, у которых красное смещение измерено спектрально, калибровки фотометрических z, естественно, были проверены; авторы методики уверяют, что точность фотометрических красных смещений, определенная как (zph − zspec) / (1 + zspec), лучше 5%.

Среди того большинства галактик, у которых z < 1, опять же большую часть представляют слабые голубые галактики с нерегулярной морфологией, и относительное количество таких галактик явно растет с z. Однако на z ≤ 1 наблюдаются и яркие представители всех хаббловских морфологических типов. Например спиральная галактика, развернутая плашмя; ее красное смещение z = 1,01. Статистический анализ показывает, что в интервале 1 > z > 0 ни число, ни характерные светимости и размеры эллиптических и спиральных галактик не изменились: все крупные галактики, которых мы видим рядом с нами, уже сформировались к эпохе z ≈ 1, т. е. 8 млрд лет назад.

Однако картина резко меняется на z > 1,5: в HDF-N нет ни одной галактики с большим z, которые имели бы правильную морфологию, а всего их там несколько десятков. Характерное изменение морфологии с z можно проследить, например, на рис. 1.6 (взят из обзора Ferguson et al., 2000): галактики на z > 2, как правило, «множественные», т. е. представляют собой скопления сгустков неправильной формы. Линейные размеры сгустков значительно меньше, чем типичные размеры современных галактик, - их диаметры меньше 1 кпк.

Сторонники иерархической концепции, т. е. гипотезы формирования больших галактик путем слияния мелких фрагментов, обрадовались, решив, что в HDF-N напрямую виден этот процесс на красных смещениях z = 2 ÷ 3.

Однако скептики тут же выдвинули свои возражения. Во-первых, существует космологическое ослабление поверхностной яркости - эффект Толмена, пропорциональный (1 + z)4, - и значит, на больших красных смещениях мы можем не увидеть обычные диски галактик, а будем видеть только самые яркие области звездообразования в них; у современных молодых звездных комплексов как раз подходящие размеры.

Во-вторых, на z > 2 в оптическую область спектра, где наблюдала WFPC2, из-за красного смещения попадает уже далекая ультрафиолетовая область спектра в собственной системе длин волн галактики, а ультрафиолетовая морфология галактики может сильно отличаться от оптической, опять же из-за очагов звездообразования.

Последнее возражение удалось отчасти снять после того, как HDF-N отнаблюдали с прибором NICMOS на 1,1 мкм и 1,6 мкм и посмотрели уже на оптическую (в системе длин волн галактик) морфологию тех же самых далеких объектов; оказалось, что она качественно не отличается от морфологии, наблюдавшейся с WFPC2 . Однако первое возражение пока еще никто не опроверг.

Вообще-то наблюдательные поиски галактик в процессе их формирования начались задолго до запуска космического .

Еще в 1970-х годах усилиями сначала Пиблса и Патриджа, а потом Беатрис Тинсли, которая изобрела метод эволюционного спектрофотометрического моделирования, стал очень популярен такой образ новорожденной эллиптической галактики: «10 миллионов Туманностей Ориона».

Действительно, цвета близких эллиптических галактик очень красные, и они свидетельствуют в пользу того, что все звездообразование в этих галактиках закончилось в первый миллиард лет их жизни. Между тем самые крупные из них содержат до 1012 М☉ звезд. Разделив одно на другое, получаем на заре формирования эллиптической галактики темп звездообразования (SFR, Star Formation Rate) до 1000 М☉ в год! Для сравнения - в современных крупных спиральных галактиках в среднем SFR ≈ 1М☉ в год.

Спектрофотометрические модели предсказывают, что при текущем SFR ≈ 1000 М☉ в год галактика должна быть очень яркой - примерно как квазар, т. е. на 4 звездные величины ярче, чем сегодня, - а также голубой и с мощной эмиссионной линией водорода Lyα в спектре.

Вот таких «зверей» и искали весьма активно на небе в 1970–1980-е годы, сначала с фотографической техникой, а потом уже и с помощью ПЗС-приемников. К 1978 году был закончен первый глубокий подсчет галактик Крона: он считал их в двух фильтрах, голубом и красном, и обнаружил, что в B-лучах слабых галактик 23–24-й звездной величины гораздо больше, чем можно было предсказать, исходя из парадигмы пассивной эволюции, т. е. из предположения, что на любом z галактики такие же и в том же количестве, что и рядом с нами.

Этот результат вдохновил Тинсли: она произвела необходимые модельные расчеты и объявила, что среди «избыточных» слабых голубых галактик Крона должно быть много далеких, на z > 3, эллиптических галактик в момент их основной эпохи звездообразования.

Она не дожила до результатов массовой спектроскопии слабых голубых галактик; всем остальным заинтересованным исследователям эти результаты принесли разочарование: «избыточные» слабые голубые галактики оказались все на z

Рис. 1.7 иллюстрирует технику поиска LBG-галактик, в данном случае на z = 7: в фильтре i (λc = 7500 Å) галактики не видно, а в фильтре J (11 000 Å) и в более красных она видна превосходно - значит, с большой долей вероятности это Ly-break галактика на z ≈ 7.

В основном благодаря усилиям Чарльза Стейделя (Steidel, 1999) сейчас известно уже несколько тысяч таких объектов и подведены первые статистические итоги. Так, по своим свойствам, в том числе и по характерной светимости (а значит, скорее всего, и по массе), LBG-галактики на z = 3, z = 4 и z = 5 идентичны друг другу. Это означает, что процесс формирования звездного населения в этих галактиках был достаточно затяжным. В спектрах половины LBG-галактик вовсе не оказалось Lyα-эмиссии, а в остальных она весьма скромная; да и темпы звездообразования, оцененные по потоку в ультрафиолете (в системе галактики), оказались в среднем весьма умеренными, от 8 до 25 М☉ / год, что согласуется с идеей о большой продолжительности у них эпохи звездообразования. Есть предположение, что LBG-галактики - это будущие балджи современных дисковых галактик ранних типов; впрочем, доказать это трудно. Любопытно, что после того как была оценена средняя плотность на небе пересчитанных на довольно больших площадях LBG-галактик, выяснилось, что в HDF-N количество LBG-галактик в несколько раз меньше среднеожидаемого (Steidel et al., 1996b). То есть в плане средней эволюции галактик на больших z Северное глубокое поле «Хаббла» оказалось совершенно нетипичным, что неудивительно, учитывая его малые размеры. Тогда насколько же репрезентативна статистика морфологических типов галактик, которую астрономы с энтузиазмом изучают по глубоким полям «Хаббла» в течение уже многих лет?!

Астрофизик, доктор физико-математических наук, заведующая отделом физики эмиссионных звезд и галактик Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ им. М.В. Ломоносова – Ольга Касьяновна Сильченко.

Если рассматривать замкнутую систему, то общая масса системы и, следовательно, ее общее гравитирующее действие будут зависеть от всей энергии системы, то есть от совокупности энергии вещества и энергии поля тяготения.

А. Эйнштейн

Всякий взрыв непременно сопряжен с той или иной долей хаотичности, и чем мощней взрыв, тем больший хаос он производит. Наиболее мощным взрывом во Вселенной, в котором одновременно участвовало все вселенское вещество, несомненно являлся Большой взрыв. Конечно, с учетом детерминизма теоретически возможно предопределение всех последствий даже такого взрыва. Для этого достаточно знать предшествовавшие ему физические условия как-то вращательный момент Протовселенной, общую массу и распределение плотности входившего в нее эфира. В этом случае имеется формальная возможность просчитать дальнейшее поведение каждого из 10 80 образующихся при рождении вещества протонов. Однако очевидно, что практически решение такой задачи неосуществимо, тем более что заниматься ее решением вообще было некому. А потому приходится с возникшим после Большого взрыва хаосом считаться как с непреложным и не поддающимся точному описанию фактом. С позиций интересующих нас процессов первичный хаос во Вселенной означал всенаправленный выброс вещества из области сингулярности разнокалиберными по своей массе, скорости разлета, кинетической и вращательной энергии сгустками, плотность распределения вещества в которых по мере расширения объема Вселенной последовательно уменьшалась. Параллельно этому происходило и уменьшение скорости их разлета. С “возвращением (гравитационной) сущности на свое место” динамика разлета стала для вещества вообще физически невозможной. Наиболее энергетически выгодным для него оказалось движение по так называемым “геодезическим линиям”, то есть по тем направлениям, где потенциалы гравитационного поля сохраняются практически неизменным, - своеобразным гравитационным монорельсам. Двигаясь по таким траекториям, вещество становится гравитационно-невесомым, а значит, перестает расходовать свою кинетическую энергию. С прекращением разлета вещества Вселенная стабилизирует свои размеры и переходит из стадии расширяющейся в стадию стационарной Вселенной.

В результате такой динамической перестройки характер энергетических процессов во Вселенной претерпел существенные изменения. Если на этапе существования последовательно убывавшая кинетическая энергия вещества преобразовывалась в кинетическую энергию эфира, то с наступлением действительности этот процесс прекратился. Значение каждой из этих составляющих кинетической энергии Вселенной становится практически неизменным. При этом важно иметь в виду, что веществу как первоисточнику кинетической энергии, в значительной мере принадлежала определяющая роль в распределении количеств кинетической энергии по различным областям единого эфирного тела Вселенной, которое (распределение) в силу уже отмеченной нами хаотичности разлета вещества характеризовалось весьма значительными отклонениями от равномерности.

Соответственно этому к моменту наступления действительности в пространстве Вселенной сложилась чрезвычайно сложная динамическая картина. Миллиарды беспорядочно разбросанных по сему занимаемому эфиром объемом облаков разреженной водородно-гелиевой смеси в зависимости от принадлежности к тому или иному скоплению близлежащих облаков участвовали сразу в нескольких вращательных и поступательных движениях. Прежде всего, с той или иной собственной скоростью вращения, обусловленной начальными условиями Большого взрыва, вращалось каждое из облаков в отдельности. Далее, входившие в скопления облака участвовали в общем вращательном движении отдельных скоплений. В свою очередь те скопления, которые входили в состав сверхскоплений, участвовали во вращательном движении этих сверхскоплений. И наконец, все как один элементы единой механической системы Вселенной, будь то отдельные частицы, группы частиц, водородно-гелиевые облака, скопления и сверхскопления облаков, участвовали в общем вращательном движении Вселенной. Таким образом, траектории поступательного движения вещества в объеме единого эфирного тела Вселенной представляли собой весьма замысловатые фигуры. При этом каждая отдельная частица вещества сама по себе располагала собственной кинетической энергией.

Однако, как мы уже отмечали, кинетической энергией, а значит и поступательным движением, в реальной Вселенной располагает не только вещество, но т непрерывный эфир. И вот здесь самое время в систему физических понятий, имеющих важное значение для уяснения сути происходивших в то время событий, ввести понятие гравитационно-значащих объектов. Дело в том, что как показывает современная космическая обстановка, являющаяся непосредственным продолжением и отражением той далекой эпохи, непрерывный эфир Вселенной участвует в совместном, согласованном движении только с теми космическими объектами, масса которых превышает некоторую величину, очередную количественную меру, играющую определяющую роль в работе вселенского гравитационного механизма. Только с такими массивными объектами непрерывный эфир как бы срастается воедино, сопровождая их во всех космических странствиях. Являясь при этом единым телом, общим основанием нашего мира, находящийся в постоянном движении эфир Вселенной увязывает все эти объекты своеобразными гравитационными перемычками в мировую механическую систему, представляющую собой хотя и чрезвычайно сложный, но тем не менее достаточно высокоорганизованный ансамбль. Все остальные объекты, то есть те, которые не располагают достаточной массой, осуществляют свои перемещения в космическом пространстве не совместно с эфиром, а относительно него. К примеру, Солнце, Земля, Луна, другие планеты и массивные спутники планет движутся в пространстве Вселенной совместно с прилегающими к ним слоями эфира различной мощности, а кометы, астероиды, метеориты, легкие спутники планет, ракеты, самолеты и т. д. и т. п. перемещаются относительно эфира, входящего в состав того или иного гравитационно-значащих объектов. Не достигшие гравитационной значимости объекты не располагают собственным гравитационным полем; они лишь вносят то или иной вклад в гравитационное поле того массивного объекта, пространстве которого они в данный момент находится.

Но это все сейчас, а в ту далекую эпоху начала действительности плотных космических объектов еще не было, им еще только предстояло сформироваться из той чрезвычайно разреженной водородно-гелиевой смеси, которая была беспорядочно разбросана по всему пространству Вселенной в виде отдельных облаков, скоплений и сверхскоплений. Приостановив хаотический разлет вещества, принудив его к движению по геодезическим направлениям, возвратившаяся на свое место гравитационная сущность вновь приступила к своей характерной деятельности - самоуплотнению. Только теперь, когда в едином теле эфира оказался не один неподвижный, а великое множество подвижных локальных, региональных и зональных центров тяжести масс, строение гравитационного организма Вселенной приобрело сложную иерархическую структуру, характеризующуюся большой асимметрией и внутрисистемной изменчивостью. Перемещаясь совместно с гравитационно-значащими массами водородно-гелиевой смеси, совершающими свои замысловатые движения, непрерывный эфир превратился в своеобразный бурный космический океан с многочисленными интенсивными глубинными течениями.

Естественно, что в условиях практически полного отсутствия какого-либо порядка в распределении масс и энергии вещества и эфира в пространстве Вселенной никакой речи о едином механизме ее стягивания к общему центру тяжести, как это имело место на этапе Протовселенной, быть не могло. Общий гравитационный механизм некогда одноэлементного эфира был раздроблен на неподдающиеся непосредственному счету количество составных частей. Однако это отнюдь не мешало его врожденной способности к самоуплотнению, а всего лишь придало этой способности широко разветвленный характер. Теперь, когда материя стала двух субстанциальной, высоко динамичной, неоднородной и асимметричной, существо противоборства вещества и эфира стало состоять в следующем. Обладающие кинетической энергией гравитационно-значащие массы вещества оказались внутри сопровождающих их инерциальное движение оболочек эфира, общесистемное единство которых надежно обеспечивалось чрезвычайно разветвленной, простирающейся по всей Вселенной эфирной перемычкой. Каждая из взаимосвязанных таким образом локальных оболочек наряду с приобретенной ею кинетической энергией обладала самостоятельной энергией стягивания, которой противодействовали силы внутреннего давления, возникающие вследствие хаотического теплового движения частиц вещества. в силу того, что для этапа действительности характерен некоторый перевес общей гравитирующей потенциальной энергии эфира над общей антигравитирующей кинетической энергией вещества, локальные оболочки эфира тоже получили некоторый энергетический перевес над внутренним давлением водородно-гелиевых облаков. Так в пространстве Вселенной сформировались многочисленные протогалактические туманности, представлявшие собой гравитационно-значащие массы вещества, полностью погруженные в контролирующие их движение эфирные оболочки.

Под воздействием обладающей перевесом потенциальной энергии эфира входящие в каждую из туманностей вещество начало последовательно сгущаться, что равносильно повышению его плотности. В свою очередь, повышение плотности вещества оказывает на его энергетические способности двоякое действие. С одной стороны, за счет роста количества случайных столкновений частиц вещества его упругость, противодействующая силам внешнего давления со стороны эфира, тоже растет, что ограничивает возможности сжатия протогалактической туманности как единого целого определенным пределом. Однако, с другой стороны, увеличение количества столкновений сопровождается уменьшением общей энергии вещества за счет выхода ее за пределы туманности в виде возникающих в результате соударений частиц квантов излучения – фотонов. К тому же рост числа столкновений вызывает повышение хаотичности в движении вещества, что приводит к образованию новых неоднородностей в плотности его распределения. В силу всех этих причин в протогалактической туманности возникают области возмущения и в действие вступают выявленные английским астрофизиком Д. Джинсом законы кинетической теории газов, согласно которым единая туманность делится на обособленные фрагменты, размеры которых пропорциональны критической джинсовой длине. При этом самый маленький по размерам фрагмент образуется в центре протогалактики, где плотность вещества самая большая, а критическая джинсовая длина соответственно самая маленькая. Так образуется зародыш массивного ядра будущей галактики. Следующий за центром протогалактики слой делится на более крупные фрагменты, за ним идут еще более крупные, и еще. В результате в примерно шаровом объеме протогалактической туманности образуется множество шаровых фрагментов. Каждый из которых обладает собственной гравитационной массой.

В этих новых условиях контролирующий системное единство протогалактики эфир, сохраняя свою способность удерживать туманность от распада, наряду с общей оболочкой, охватывающей протогалактику целиком, создает частные оболочки вокруг каждого обособившегося фрагмента. Поэтому дальнейшее стягивание туманности приобретает комплексный характер: как целостное образование она продолжает сжиматься к центру масс протогалактик и, которым служит наиболее плотный центральный фрагмент Я (ядро); как фрагментарное образование она сжимается в каждом из своих фрагментов. Последние точно потому же принципу, как протогалактическая туманность раздробилась на шаровые фрагменты, делятся на еще более многочисленные и мелкие образования – протозвездные облака. И снова происходит перераспределение усилий эфира. Теперь они уже направлены на 1) удержание единой формы протогалактической туманности, которая за счет общего вращения туманности приобретает эллиптический вид; 2) удержание шаровых форм образовавшихся после дробления туманности фрагментов; 3) уплотнение вещества, оказавшегося в составе обособившихся протозвездных облаков.

Прошло еще какое-то время и гравитационным силам стягивания удалось настолько уплотнить вещество протозвезд, что в них в результате добровольного объединения атомов легчайших элементов в легкие сначала затеплились, а потом на полную мощь разгорелись термоядерные реакции. В космических небесах одна за другой во все нарастающем темпе стали появляться водородно-гелиевые звезды. Так протогалактики повсеместно превратились в эллиптические галактики.

Добровольное объединение атомов легчайших элементов в легкие (термоядерная реакция) сопровождается выделением некоторого количества энергии. Физически ее происхождение вызвано тем, что для удержания получающегося в ходе реакции легкого атома в устойчивом состоянии требуется меньшая энергия связи, чем сумма энергий связи вошедших в его состав легчайших атомов. Избыток энергии связи в виде фотонов и нейтрино испускается в окружающее пространство. С позиций последовательного эволюционного развития материального мира Вселенной данное явление означает рождение очередной (четвертой по счету) энергетической сущности – термоядерной. При этом часть входившего в эфирные оболочки легчайших атомов вещества перерабатывается в излучение, чем и обеспечивается высокая оптическая и прочая энергетическая активность водородно-гелиевых звезд первого поколения.

На данный момент удовлетворительной теории возникновения и эволюции галактик не существует. Есть несколько конкурирующих гипотез, объясняющих это явление, но каждая имеет свои серьёзные проблемы. Согласно инфляционной гипотезе, после возникновения первых звёзд во Вселенной начался процесс гравитационного объединения их в скопления и далее в галактики. В последнее время эта теория поставлена под сомнение. Современные телескопы способны «заглянуть» так далеко, что видят объекты, существовавшие приблизительно через 400 тыс. лет после Большого взрыва. Обнаружилось, что и на тот момент уже существовали вполне сформировавшиеся галактики. Предполагается, что между возникновением первых звёзд и вышеуказанным периодом развития Вселенной прошло слишком мало времени, и согласно теории Большого взрыва, галактики сформироваться просто не успели бы.

Другая распространенная гипотеза заключается в том, что в вакууме постоянно происходят квантовые флуктуации. Происходили они и в самом начале существования Вселенной, когда шёл процесс инфляционного расширения Вселенной, расширения со сверхсветовой скоростью. Это значит, что расширялись и сами квантовые флуктуации, причем до размеров, возможно, во много-много раз превышающих свой начальный размер. Те из них, которые существовали в момент прекращения инфляции, остались «раздутыми» и таким образом оказались первыми тяготеющими неоднородностями во Вселенной. Получается, что у материи было порядка 400 тыс. лет на гравитационное сжатие вокруг этих неоднородностей и образование газовых туманностей. А далее начался процесс возникновения звёзд и превращения туманностей в галактики.

Астрономы связывают образование звезд с конденсацией в межзвездной среде диффузной разряженной газово-пылевой среды. В 1939 году было установлено, что источником звездной энергии является происходящий в недрах звезд термоядерный синтез. В их недрах четыре протона соединяются через ряд промежуточных этапов в одну альфачастицу (ядро гелия). Ежегодно в Галактике "умирает" по меньшей мере одна звезда, так как у нее иссякает запас ядерного топлива. Значит, для того, чтобы звездное племя не выродилось, необходимо, чтобы столько же звезд образовывалось в нашей Галактике. Для того, чтобы в течении длительного времени Галактика сохраняла неизменным распределение звезд по классам светимости, температуры, в т.ч. по спектральным классам, необходимо, чтобы в ней автоматически поддерживалось динамическое равновесие межу рождающимися и гибнущими звездами. В Галактике время жизни звезды с массой меньше солнечной больше, чем более крупной звезды, так как термоядерные процессы при большем давлении и более высокой температуре идут быстрее. Чем больше масса звезды, тем меньше она существует как звезда – тем меньше она живет.

Современная астрономия располагает большим количеством аргументов в пользу образования звезд путем конденсации облаков газово-пылевой межзвездной среды. Поэтому количество звезд в рукавах галактик больше, чем в межрукавных пространствах, да и свечение звезд в рукавах более яркое, там нередко происходят вспышки сверхновых звезд. Предполагается, что вспышка сверхновой связана с тем, что на ней начинает "гореть" гелий, в результате термоядерного синтеза из ядер гелия образуются ядра углерода. При гелиевой реакции термоядерной энергии выделяется больше, чем при водородной. Такая звезда буквально взрывается, сбрасывая с себя часть атмосферы, состоящую из водорода.

Чтобы пройти самую раннюю стадию эволюции, протозвездам нужно сравнительно немного времени. Если, например, масса протозвезды больше солнечной, нужно всего лишь несколько миллионов лет, а если меньше, то несколько сотен миллионов лет. Так как время эволюции протозвезд сравнительно невелико, эту самую раннюю фазу развития звезд обнаружить очень трудно. На этой первой стадии эволюции протозвезда собирает газообразный водород и пыль из галактических облаков, отчего масса ее увеличивается, водородная атмосфера становится все более мощной, давление в нижнем слое атмосферы протозвезды растет. Наконец, давление атмосферы и ее температура на протозвезде становятся такими, что начинается термоядерная реакция синтеза гелия из водорода. В этот момент протозвезда превращается в звезду. Она перестает сжиматься, хотя и продолжает захватывать водород из галактических облаков. Ее объем и излучение поддерживается термоядерными реакциями, идущими в нижних областях атмосферы.

Время равновесного свечения звезды определяется ее первоначальной массой и поступлением водорода из окружающего пространства. Если поступление водорода на звезду увеличивается, то она разгорается ярче, если поток водорода снижается, то свечение звезды уменьшается вплоть до полного прекращения, при этом звезда затухает. Но если поступление водорода снова увеличивается, то звезда может вспыхнуть вновь, в ее атмосфере снова идет синтез гелия, который накапливается в нижних слоях атмосферы звезды. Если ядер гелия накопится очень много, то давление и температура в нижнем слое гелиевой атмосферы достигнут такой величины, что начнется синтез ядер углерода из ядер гелия. При этом энергии выделится столько, что произойдет взрыв, переход звезды с водородного топлива на гелиевое вызовет вспышку сверхновой. При этом значительное количество водорода быдет выброшено в окружающее пространство. Вокруг гелиевой звезды образуется сферическое облако – пузырь, в центре которого будет излучать энергию яркая гелиевая звезда.

Выгорание водорода происходит, а приток его ослабляется, так как звезда попадает в межрукавное пространство галактики. Рано или поздно при недостаточном поступлении извне водород на звезде почти весь выгорит, вернее, его останется еще много, но давление и температура в зоне термоядерной реакции снизится, и реакция прекратится. В этом случае звезда попросту потухнет. Остывающая атмосфера при этом начнет сжиматься под действием сил гравитации, не уравновешенных выделением тепловой энергии. При сжатии температура оставшегося водорода и гелия будет повышаться, образуется очень плотная горячая область, состоящая из гелия с небольшой примесью более тяжелых элементов. В этой плотной горячей области ядерные реакции происходить не будут, но они будут довольно интенсивно протекать на периферии ядра звезды – в сравнительно тонком слое. Светимость звезды и ее размеры снова начнут расти. Звезда при этом как бы разбухнет и начнет превращаться в красного гиганта.

После того как температура сжимающегося плотного гелиевого ядра звезды красного гиганта достигнет 100–150 млн. градусов Кельвина, там начнет идти новая ядерная реакция: образование ядра углерода из трех ядер гелия. Как только начнется эта реакция, сжатие атмосферы звезды снова прекратится.

При взрыве звезда сбрасывает значительную часть своей атмосферы; этот процесс называется образованием планетарных туманностей. Когда отделится наружная оболочка звезды, обнажаются ее внутренние, очень горячие слои. При этом сброшенная оболочка будет расширятся, все дальше и дальше улетая от звезды. Такие явления обнаружены в Космосе и запечатлены на фотографиях.

Мощное ультрафиолетовое излучение звезды – ядра планетарной туманности будет ионизировать атомы в сброшенной оболочке, возбуждая их свечение. Спектр этого свечения связан с атомарным составом планетарной туманности. Через несколько десятков тысяч лет оболочка вокруг звезды рассеется, и останется только небольшая очень горячая плотная звезда. Постепенно, медленно остывая, она превратится в белого карлика, а тот в конце концов станет чёрным карликом – суперпланетой с очень высокой плотностью. Чёрные карлики – это "мертвые", остывшие тела очень большой плотности, они в миллионы раз плотнее воды. Их размеры могут быть меньше размеров земного шара, хотя массы их сравнимы с солнечной массой. Процесс остывания белых карликов длится многие сотни миллионов лет. Так, по-видимому, умирает большинство звезд.

Таким образом, белые карлики как бы вызревают внутри звезд красных гигантов и появляются на свет после отделения наружных слоев атмосферы гигантских красных звезд. В других случаях сбрасывание наружных слоев может происходить не путем образования планетарных туманностей, а путем постепенного истечения атомов. Так или иначе белые карлики, в которых ядерные реакции синтеза гелия из водорода прекратились, светят за счет реакции синтеза углерода из гелия. Белые карлики постепенно снижают свечение по мере израсходования запасов гелия и переходят в состояние невидимых черных карликов. Дело в том, что в пространстве галактик гелиевые звезды не могут пополнить запас своего ядерного топлива – гелия. Там его просто нет или есть очень и очень мало.

Процесс образования звезд из межзвездной газово-пылевой среды происходил и в нашей Галактике, он происходит непрерывно.

В процессе эволюции звезда возвращает в межзвездное пространство значительную часть своей массы, сначала в виде излучения и звездного ветра из горячей плазмы, а затем в результате образования планетной туманности. Из материи, в том числе из плазмы и газа, выброшенного звездой, в Космосе снова будут образовываться новые молодые звезды, которые в свою очередь будут проходить те же стадии развития и превращаться в черных карликов. Одним словом, через звезды в галактиках осуществляется круговорот материи – вещества и энергии.

К проблеме эволюции галактик ученые начали серьезно подходить в середине 40-х годов ХХ века. Эти годы ознаменовались рядом важных открытий в звездной астрономии. Удалось выяснить, что среди звездных скоплений, рассеянных и шаровых, имеются молодые и старые, и ученые даже смогли оценить их возраст. Нужно было произвести своеобразную перепись населения в галактиках разных типов и сравнить результаты. В каких галактиках (эллиптических или спиральных), в каких классах галактик преобладают более молодые или более старые звезды. Такое исследование дало бы ясное указание на направление эволюции галактик, позволило бы выяснить эволюционный смысл классификации галактик Хаббла.

Но прежде астрономам надо было выяснить численное соотношение между разными типами галактик. Непосредственное изучение фотографий, полученных в обсерватории Маунт Вилсон, позволило Хабблу получить следующие результаты: эллиптических галактик – 23%, спиральных – 59%, спиральных с перемычкой (баром) – 15%, неправильных – 3%. Однако в 1948 г. астроном Ю.И. Ефремов обработал данные каталога галактик Шепли и Эймса и пришел к следующим выводам: эллиптические галактики в среднем на 4 звездные величины слабее спиральных по абсолютной величине. Среди них много галактик карликов. Если учесть это обстоятельство и сделать пересчет количества галактик в единице объема, то окажется, что эллиптических галактик примерно в 100 раз больше чем спиральных.

Большая часть спиральных галактик – это галактики гиганты, большинство эллиптических галактик – галактики карлики. Конечно, среди тех и других существует некий разброс в размерах, имеются эллиптические галактики гиганты и спиральные карлики, но тех и других очень мало.

В 1947 году Х. Шепли обратил внимание на то, что количество ярких сверхгигантов постепенно убывает по мере перехода от неправильных галактик к спиральным, а затем к эллиптическим. Получалось, что молодыми являлись именно неправильные галактики и галактики с сильно разветвленными ветвями. Шепли тогда же высказал мысль, что переход галактик из одного класса в другой происходит необязательно. Возможно, что галактики образовались все такими, какими мы их наблюдаем, а потом лишь медленно эволюционировали в направлении сглаживания и округления их форм. Однонаправленного изменения галактик, вероятно, не происходит.

Х. Шепли обратил внимание еще на одно важное обстоятельство. Двойные галактики – это не результат столкновения и захвата одной галактики другой. Нередко в таких парах сосуществуют спиральные галактики с эллиптическими. Такие галактические пары, по всей вероятности, вместе и возникли. В этом случае допустить, что они прошли существенно разный путь развития, нельзя.

В 1949 году Б.В. Кукаркин обратил внимание на существования не только парных галактик, но и скоплений галактик. Между тем, возраст скопления галактик, судя по данным небесной механики, не может превышать 10–12 млрд. лет. Таким образом, получалось, что в Метагалактике практически одновременно образовались галактики разных форм. Значит, переход каждой галактики за время ее существования из одного типа в другой совсем необязателен.

Космогонические концепции А.И. Лебединского и Л.Э. Гуревича

Создавая свою гипотезу, А.И. Лебединский исходил из следующих основных предположений: 1 – галактики образовались из разреженного диффузного вещества, заполнявшего (и заполняющего) Метагалактику; 2 – галактики возникали неодновременно, так что некоторые из них образовывались, когда другие уже существовали; 3 – условия в метагалактическом пространстве в период формирования галактик мало отличались от современных. Массу газа, из которой образовалась галактика, А.И. Лебединский назвал протогалактикой. Он полагал, что до начала сжатия состояние протогалактики было квазистатическим, то есть почти неизменным. Потом какие-то постепенные количественные изменения состояния протогалактики (например, увеличение плотности) привели к тому, что она начала сжиматься. Этому могли способствовать и потери энергии молекул газа при соударении с твердыми пылинками.

Дальше сжатие протогалактики происходит почти по Джинсу: первоначально сферическая туманность вращается и сплющивается, а сжимаясь, начинает вращаться все быстрее, что приводит к ее уплощению, притом ничем не ограниченному. Но протогалактика – это вовсе не эллиптическая туманность, так как в ней нет звезд, и мы не можем ее заметить.

Но вот на некоторой стадии сжатия и уплощения в протогалактике возникают сгущения, сначала большие, в тысячи световых лет диаметром, потом все более и более мелкие. Самые большие дадут потом начало звездным облакам, меньшие – звездным скоплениям, еще меньшие – звездам. Образование звезд происходит путем гравитационной конденсации. Звезды появляются в наиболее уплощенных спиральных галактиках. Спиральные ветви возникают потому, что в сильно уплощенных системах это энергетически выгодно. При малом уплощении – таком, как у эллиптических галактик, – формирование спиралей и звезд невозможно.

Эта теория объяснила многие проблемы – такие, как образование межзвездных магнитных полей и магнитных полей около звезд, процессы ускорения заряженных частиц, образование сложных элементов структуры. Космогоническая концепция А.И. Лебединского и Л.Э. Гуревича явилась важным этапом в развитии космогонии галактик, но и в ней есть слабые стороны. Во-первых, в ней постулировалось существование никем не наблюдавшихся (ни раньше, ни потом) протогалактик. Во-вторых, авторы гипотезы не дали объяснения спиральной структуре галактик, ограничившись замечанием об энергетической выгодности этой структуры. Обсуждение этого вопроса А.И. Лебединский обещал провести во второй части своей работы. Увы, ни он, не Л.Э. Гуревич так и не сделали этого, и вторая часть работы не была опубликована.

Работу над этой проблемой продолжил в 1958 году ленинградский теоретик Т.А. Агекян. Изучив эволюцию вращающихся систем взаимно притягивающихся тел, имеющих форму фигур равновесия, Т.А. Агекян учел возможность их диссипации, то есть покидания системы отдельными звездами.

Теория (гипотеза) Большого взрыва

Все гипотезы, пытающиеся объяснить происхождение галактик, в качестве аксиомы используют теорию Большого Взрыва, в результате которого образовалась Вселенная. Согласно этой теории, вся Вселенная образовалась в результате взрыва: вначале сформировался горячий "газ" из элементарных частиц, который, охлаждаясь при расширении Вселенной, образовывал структуры: атомные ядра, атомы, молекулы; облака этого газа потом сжимались под действием гравитации в галактики и звезды. На то, что из такой гипотезы Большого Взрыва следуют абсурдные выводы о конечности Вселенной, почему-то не обращают особого внимания. Похоже, что эта гипотеза, которую поспешили назвать теорией, просто ослепила умы большинства астрономов и астрофизиков.

Итак, что говорит гипотеза Большого взрыва. Во время эры излучения (согласно этой гипотезе, вначале был свет!) продолжалось стремительное расширение космической материи, состоящей из фотонов, среди которых встречались свободные протоны и электроны, и крайне редко – альфа частицы. Фотонов было в миллиард раз больше, чем протонов и электронов. В период эры излучения протоны и электроны в основном оставались без изменений, уменьшалась только их скорость. С фотонами дело обстояло намного сложнее. Хотя скорость их осталась прежней, в течении эры излучения гамма-фотоны постепенно превращались в фотоны рентгеновские, ультрафиолетовые и фотоны света. Вещество и фотоны к концу этой эры остыли настолько, что к каждому протону мог присоединится один электрон. При этом происходило излучение одного ультрафиолетового фотона или же нескольких фотонов видимого света. Так образовывался атом водорода и так возникла водородная Вселенная. Это была первая система частиц во Вселенной. С возникновением атомов водорода началась звездная эра – эра протонов и электронов.

Далее Вселенная вступила в звездную эру в форме водородного газа с огромным количеством световых и ультрафиолетовых фотонов. Водородный газ расширялся в различных частях Вселенной с разной скоростью. Неодинаковой была и его плотность. Он образовывал огромные сгустки – во много миллионов световых лет. Масса таких космических водородных сгустков была в сотни тысяч, а то и в миллионы раз больше, чем масса нашей теперешней Галактики. Расширение газа внутри сгустков шло медленнее, чем расширение разреженного водорода между самими сгущениями. Позднее из отдельных участков с помощью собственного притяжения образовались сверхгалактики и скопления галактик. Таким образом, крупнейшие структурные единицы Вселенной – сверхгалактики – являются результатом неравномерного распределения водорода, которое происходило на ранних этапах истории Вселенной.

Колоссальные водородные сгущения – это зародыши скоплений галактик: они, согласно гипотезе, медленно вращались. Внутри них образовывались вихри, похожие на водовороты. Диаметр этих космических вихрей достигал примерно ста тысяч световых лет. Так образовались системы – протогалактики, т.е. зародыши галактик. Несмотря на свои невероятные размеры, вихри протогалактик были всего лишь ничтожной частью сверхгалактик и по размеру не превышали одну тысячную долю сверхгалактики. Сила гравитации образовывала из этих вихрей системы звезд, которые мы и называем галактиками.

Под действием силы тяготения вращающийся вихрь сжимался в шар или (от вращения) в несколько сплюснутый эллипсоид. Размеры такого правильного гигантского водородного облака были от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч световых лет. Если энергия сил гравитации, удерживавшей атом в протогалактике, на ее периферии превышала его кинетическую энергию, атом становился составной частью галактики, если нет, то покидал ее. Это условие называется критерием Джинса. С его помощью можно определить, в какой степени масса и величена протогалактики зависит от плотности и температуры водородного газа. Чем холоднее было облако, тем большее количество атомов оставалось в нем.

Протогалактика, которая не вращалась, становилась родоначальницей шаровой галактики. Сплющенные эллиптические галактики рождались из медленно вращающихся протогалактик. Из-за недостаточной центробежной силы в них преобладала сила гравитационная. Протогалактика сжималась, и плотность водорода в ней возрастала. Как только плотность достигала определенного уровня, начинали выделяться и сжиматься сгустки атомов водорода, из которых рождались протозвезды, которые позже эволюционировали в звезды. Рождение всех звезд в шаровой или слегка приплюснутой галактике происходило почти одновременно. Этот процесс продолжается относительно недолго, примерно сто миллионов лет. Это значит, что в эллиптических галактиках все звезды приблизительно одинакового возраста и очень старые. В эллиптических галактиках весь водород был исчерпан сразу же в самом начале звездообразования. На протяжении последующего времени звезды в эллиптических галактиках уже не могли возникать. Таким образом, в эллиптических галактиках количество межзвездного вещества должно быть ничтожно.

Спиральные галактики, согласно гипотезе Большого Взрыва, состоят из старой сферической составляющей (которая похожа на эллиптические галактики) и из более молодой плоской составляющей, в которую входят спиральные рукава. Между этими составляющими существует несколько переходных компонентов разного уровня сплюснутости, разного возраста и скорости вращения. Спиральные галактики вращаются значительно быстрее, чем галактики эллиптические, так как они образовались из быстро вращающихся вихрей в ранней Вселенной. Поэтому в создании спиральных галактик участвовали и гравитационная, и центробежная силы.

На каждый атом межзвездного газа действовали две силы – гравитация, притягивающая его к центру галактики, и центробежная сила, выталкивающая его по направлению от оси вращения. В конечном итоге газ сжимался по направлению к галактической плоскости. В настоящее время межзвездный газ сконцентрирован в галактической плоскости в весьма тонкий слой. Он сосредоточен прежде всего в спиральных рукавах и представляет собой плоскую, или промежуточную составляющую, названную "звездным населением второго типа". На каждом этапе сплющивания межзвездного газа во все более утончающемся диске рождались звезды.

Эта теория-гипотеза, на первый взгляд, выглядит весьма убедительно, особенно когда подкреплена изрядным колическтвом математических формул. Но дьявол, как водится, скрывается не в формулах, а в исходных допущениях, принимаемых в качестве аксиом. А одна из аксиом заключается в бездоказательном признании за факт предположения о том, что газовое облако начнет вращаться само по себе, и при этом еще сжиматься по направлению к центру. Гравитационное взаимодействие атомов водорода между собой так ничтожно, что они могут "слипнуться" в комок только при абсолютном нуле градусов Кельвина – т.е. при полном прекращении теплового движения. Для того, чтобы газ водород начал сжиматься, нужен мощный источник гравитации.

Гипотеза секулярной эволюции галактик

Необходимо пояснить значение термина «секуляризация». В первом приближении, секуляризазия – это отделение (разделение), приобретение независимости. Термин «секуляризация» был впервые использованв 1646 г. Лонгвилем во время переговоров, предшествовавших заключению Вестфальского мира, и означал возможность удовлетворения интересов победителей за счет конфискации монастырских владений. Секуляризация (отнятие) церковного имущества практиковалась европейскими монархами, а в России довольно широко использовалось Петром I и Екатериной II.

В XVII в. началась секуляризация науки от религии, был сформулирован принцип разделенности разума и веры, светского и духовного начал. Независимость светского начала наглядно проявляется не только в политической, научной мысли той эпохи, но и в этике, которую начинают рассматривать как светскую, а не религиозную науку. До сих пор с переменным успехом идет борьба за то, чтобы на деле отделить церковь от государства, а школу от церкви.

Эллиптические галактики, в отличие от спиральных, всегда считались однокомпонентными звездными системами. Все звезды эллиптической галактики вроде бы похожи друг на друга, имеют одинаковый возраст, одинаковую металличность и распределены в трехмерной сфероидальной структуре, которая в проекции на плоскость неба может иметь отношение видимых осей от 1: 1 до 1: 3. Вращается большинство эллиптических галактик медленно (по сравнению с дисковыми галактиками). Звезды в таких галактиках движутся хаотически, как пылинки в воздухе, когда нет ветра. Это доказывает высокая дисперсия их скоростей и направлений движения. Однако в последнее время обнаружились любопытные вещи.

В 1988 г. в некоторых эллиптических галактиках были обнаружены кинематически выделенные ядра, которые вращались значительно быстрее, чем вся галактика. В подавляющем большинстве эллиптических галактик умеренной светимости были зафиксированы «дискообразные» изофоты вокруг центральной части. Д. Бёрстейн по этому поводу сказал: «Внутри абсолютно всех эллиптических галактик есть маленькие диски». Обнаруженные в центрах эллиптических галактик диски выделяются и по их химическому составу – в них больше тяжелых атомов.

В пяти ближайших галактиках обнаружили внутренние полярные кольца из ионизованного газа: здесь в пределах нескольких сотен парсек от центра галактик газ вращается в плоскости, вообще перпендикулярной плоскости вращения звезд. Это совершенно неожиданное открытие.

По всей вероятности, шаровидные галактики – это самые молодые галактики. В них чёрная дыра в центре вращается еще очень медленно и она не увлекла в круговое движение окружающий ее газ и пыль, возможно оттого, что масса этой чёрной дыры недостаточно большая..

По мере того как центральное тяжелое ядро (черная дыра) в шаровидной галактике вбирает в себя пыль и водород, оно (она) начинает вращаться все быстрее и быстрее, увлекая в это вращение и все шарообразное облако, отчего облако начинает сплющиваться. При достижении критической массы чёрная дыра начинает выбрасывать фрагментарии – сгустки сверхплотного вещества, которые по инерции улетают от центра галактики и задерживаются на орбите вокруг него. При этом фрагментарии, обладая высокой гравитацией, собирают на себя часть газа и пыли из галактических рукавов. Некоторые из фрагментариев при этом становятся чёрными дырами, так как их масса и плотность очень велики. Другие становятся звездами, третьи – планетами и спутниками планет.

Представления о путях образования и эволюции галактик кардинально изменились за последние 20 лет. Астрономы и астрофизики поняли, что скорее всего, галактики «образуются», то есть формируются и меняют структуру на протяжении всей своей жизни. Прежде они считали, что галактики сначала образуются, а потом эволюционируют. Почему же так изменилась парадигма?

Пока астрономы не спеша наблюдали и изучали галактики, космологи из теоретических соображений пришли к выводу, что всю гравитацию и, следовательно, динамическую эволюцию Вселенной определяет небарионная холодная темная материя, которая начинает «кучковаться» под действием гравитационной неустойчивости, то есть распадаться на маленькие сгустки, которые потом сливаются в большие, затем в очень большие и так далее... А барионная фракция (газ, в основном водород), масса которой всего 10%, обязана следовать за темной материей и тоже фрагментировать и сливаться, сливаться, сливаться... Звезды же образуются «попутно», в процессе слияний структур. Таким образом, из недр космологических умозаключений вышла иерархическая концепция формирования галактик.

Ранние работы космологов утверждали, что первыми родились маленькие спиральные галактики, а гигантские эллиптические появились последними – не более 5 млрд. лет назад, в результате слияния малых спиральных галактик. В первый миллиард лет жизни Вселенной, образовавшейся в результате Большого Взрыва, могли образовываться галактики с массой не более 10 в 8-й степени М¤, в первые 6 млрд. лет жизни Вселенной образовались галактики с массой не более 10 в 10-й степени М¤, а все более массивные образовались еще раньше. Но наблюдатели с помощью новых гигантских телескопов нашли довольно много массивных галактик, с массой звездного вещества больше 10 в 11-й степени М¤, образовавшихся много раньше 6 млрд. лет назад. Оказалось, что население гигантских эллиптических галактик, как в скоплениях, так и в разреженных окрестностях, сформировалось ~ 8 млрд. лет назад. После этого космологи стали менее категоричными, но иерархическая концепция формирования галактик по-прежнему продолжает господствовать.

Галактика продолжает эволюционировать постоянно и под действием неустойчивостей, как порождаемых извне, гравитационным взаимодействием с соседями, так и под действием внутренних 4 факторов, присущих даже совершенно изолированным галактикам. Такая «спокойная» эволюция галактик на протяжении всей их жизни получила название секулярной. Хотя она и спокойная, но тоже может приводить к весьма существенным изменениям структуры.

Рассмотрим подробно основные механизмы структурной эволюции галактик: внутренние – гравитационные неустойчивости тонких холодных дисков (как звездных, так и газовых); внешние – приливные взаимодействия (по своей природе тоже гравитационные), большие и малые слияния.

В моделях Д. Фридли и В. Бенца (1993, 1995) имеется любопытная особенность: газ может достигнуть центра галактики только если он изначально вращался так же, как и звезды. А если газ вращается в другую сторону, то в процессе стекания к центру галактики он выходит из плоскости диска и образует устойчивое наклонное кольцо.

При близком взаимодействии галактик в них возникают приливные структуры – «мосты», «хвосты», протяженные спиральные рукава, «вытягиваемые» гравитацией возмущающего объекта из диска галактики, вовлеченной во взаимодействие. Выяснилось также, что внешнее гравитационное воздействие преобразует не только внешние части галактик: во внутренних областях диска возникает бар. Но в конце концов весь газ упадет в центр галактики, и при этом последует мощная вспышка звездообразования.

Если газовое протогалактическое облако эволюционирует в одиночестве, то из него может образоваться только дисковая галактика, так как в этом случае галактике некуда девать лишний момент вращения газа. Это было одной из самых серьезных проблем для классических теорий формирования галактик путем «монолитного коллапса», которые развивались в 1970-е годы.

При малых слияниях на большую дисковую галактику падает маленькая галактика – спутник с массой, например, 10% от массы большой галактики. Расчеты показывают, что при падении, даже под углом к плоскости основного диска, спутник, после нескольких ударов о него, теряет вертикальную составляющую момента движения, оседает в плоскость большого диска и начинает «спиралить» к его центру. В течение примерно 1 млрд. лет он достигает центра хозяйской галактики, потеряв в пути меньшую часть своего собственного вещества. А что же галактика-спутник приносит в центр? Большую часть своих звезд и газа, если изначально он у нее был. Если же изначально в малой галактике газа не было, все равно в результате столкновения она сильно возмутила газовый диск большой галактики, отчего усилилась турбулентность, и, следовательно, увеличилась вязкость в глобальном газовом диске. Возрастание вязкости означает интенсивное перераспределение момента вращения и снова стремительные радиальные течения газа к центру. Малые слияния тоже должны приводить к концентрации газа в ядре галактики и к последующей вспышке звездообразования.

Механизмы секулярной эволюции галактик приводят к концентрации газа в их центрах и, как следствие, к вероятной вспышке звездообразования в этих центрах. Образовавшиеся вновь в центре галактики звезды, скорее всего, распределятся в компактном околоядерным звездном диске. И если мы хотим найти в близких к нам галактиках последствия их секулярной эволюции, разумнее всего поискать в центрах этих галактик компактные звездные диски, отличающиеся от окружения (балджа, например) более молодым возрастом и большим содержанием металлов, поскольку образовались они позже из хорошо проэволюционировавшего вещества. Но первые впечатляющие открытия околоядерных звездных дисков были сделаны в эллиптических галактиках там, где их найти никто не ожидал.

Численное моделирование показывает, что за время порядка миллиарда лет большая часть газа эволюционирующего изолированного галактического диска скапливается в его центре, в пределах радиуса около 1 кпк, при этом в центре возникают большие плотности, и в них происходит бурное звездообразование.

Ядра в галактиках выделяются и химически – по увеличенному содержанию тяжелых атомов (Сильченко О.К., Афанасьев В.Л., Власюк В.В. Астрономический журнал, 1992, т. 69, с. 1121). В 7 из 12 изученных этими авторами галактик были обнаружены химически выделенные ядра. Среди этих галактик с химически выделенными ядрами была одна эллиптическая, три линзовидных и три спиральных галактики. Позже этим же авторам удалось обнаружить несколько десятков галактик с химически выделенными ядрами. Разница в средних возрастах ядер в галактиках в плотном и в разреженном окружении может быть объяснена тем, что в плотном окружении ядерная вспышка звездообразования протекала более эффективно и закончилась в более короткие сроки, чем в ядрах изолированных галактик.

Все механизмы секулярной эволюции галактик приводят к «стеканию» газа в центр галактики. А вот однозначно ли из этого следует вспышка звездообразования в центре галактики? Д. Фридли и В. Бенц (1993) отвечают: нет, только если газ изначально вращался в ту же сторону, что и звезды. А если газ «контрвращался», то есть вращался навстречу звездам, то он в процессе стекания к центру выходит из плоскости галактики и стабилизируется во вращающемся, сильно наклоненном околоядерном кольце, не добираясь до самого центра галактики.

Все динамические процессы перестройки галактик приводят к концентрации газа в их центре. Исследуя центральные области близких галактик, даже с помощью относительно скромных наблюдательных средств, которые пока еще доступны российским астрономам, можно восстановить полную эволюционную историю видимой материи во Вселенной и сказать, правы ли космологи, соорудившие такую красивую, но пока не вполне подтвержденную схему, как иерархическая концепция формирования галактик.

Гипотеза В.А. Амбарцумяна

В.А. Амбарцумян и его ученики показали, что звездообразование в галактиках продолжается и в наше время. Поэтому спиральные и неправильные галактики могут изобиловать молодыми звездами не потому, что эти галактики сами молоды, а потому, что в них имеются условия для звездообразования, тогда как в эллиптических галактиках они отсутствуют.

Б.В. Кукаркин заметил, что ни в одной эллиптической галактике, даже наиболее сжатой, не обнаружено сконцентрированного в экваториальной плоскости межзвездного диффузного вещества. Обнаруженные в них диффузные включения концентрируются к центру этих галактик. Наоборот, все спиральные галактики богаты сконцентрированным в экваториальной плоскости межзвездным диффузным веществом, которое особенно четко заметно, когда галактика видна с ребра.

Спиральные галактики бывают разные: большие и поменьше, а бывают и совсем маленькие (по космическим масштабам). Одни из них относительно нас, наблюдателей, закручены вправо, другие – влево. В галактиках есть ядра, рукава и межрукавные пространства. Состоят галактики из массивных космических тел – звезд, планет и чёрных дыр, а также облаков газа и пыли.

За созвездием Центавра в 12 миллионах световых лет от нас находится линзообразная галактика Центавр А (NGC 5128). После Магеллановых облаков, галактики Андромеда и галактики Треугольника это самая яркая из видимых нами галактик. Если бы мы могли воспринимать радиоизлучение, то эта галактика была бы видна нам в виде двух огромных образований – джетов, исходящих из ее центра.

Центральная область галактики Центавр A окружена смесью молодых голубых звездных скоплений, гигантских облаков газа и внушительных темных пылевых прожилок. Эти фотографии получены в натуральном цвете в ренгентовских лучах и радио диапазоне на космическом телескопе Хаббл. Инфракрасные изображения с Хаббловского телескопа позволили увидеть в центре этой галактики диски вещества, которое, двигаясь вдоль спиральных траекторий, падает на черную дыру. Центавр A, по-видимому, является продуктом столкновения двух галактик, вещество которых интенсивно "заглатывается" чёрной дырой. Падая на эту дыру, прежде чем "исчезнуть" в ней, вещество излучает огромные джеты квантов рентгеновского излучения. Астрономы считают, что именно такие центральные черные дыры служат источниками жесткого излучения. Мощный джет, выбрасываемый из активного ядра галактики вверх и чуть налево, растянулся примерно на 13 тысяч световых лет. Более короткий выброс выходит из ядра в противоположном направлении. Вероятно, активная галактика Центавр A возникла в результате слияния со спиральной менее активной галактикой около 100 миллионов лет назад.

Заключение

В залючение следует подвести итог всего выше изложенного в виде некоего обобщающего вывода, выражающего суть моей гипотезы о структуре и динамике галактик. В начале постулируем, что Вселенная вечна и бесконечна, что вещество ее может находиться не только в привычном для нас виде светящегося или светлого вещества, состоящего из квантов, элементарных частиц, атомов, молекул, облаков газа и пыли, астероидов, планет и звезд, но и в сверхплотном состоянии, которое не очень удачно назвали чёрными дырами. Чёрные дыры – это не точки в пространстве, куда исчезает материя, это – темные, несветящиеся и не отражающие падающий на них свет тела сферической формы. Эти тела должны очень быстро вращаться, и чем они массивнее, тем быстрее вращаются, сплющиваясь на полюсах. Сила тяжести на поверхности этих черных "волчков" такова, что упавшее на них вещество теряет свою структуру и сжимается до плотности ядра атома, а может быть, даже больше. По всей вероятности, кинетическая и тепловая энергия упавшего на такое тело вещества превращается в энергию вращения этого сверхплотного тела, называемого черной дырой.

Когда энергия вращения достигает некоего предела, гравитация чёрной дыры уже не в состоянии удержать вещество, и оно начинает отрываться на экваторе и, словно ядро, пущенное из чудовищной пращи, летит от чёрной дыры прочь. Такие ядра (назовем их «фрагментарии» ) сверхплотного вещества забрасываются на галактические орбиты в соответствии со своей массой и количеством движения, которое получили в момент отрыва от чёрной дыры.

В центре спиральных галактик находятся сверхплотные объекты, выбрасывающие сгустки сверхплотного вещества –- фрагментарии . Выброшенные из ядра галактики (точнее, из чёрных дыр в ядре) сгустки сверхплотного вещества в собственном гравитационном поле приобретают форму шаров. Но собственной гравитации у этих тел не хватает для того, чтобы удерживать вещество в состоянии прежней плотности, какой оно было в чёрной дыре. Происходит разуплотнение вещества в этих телах, отчего объем их увеличивается, а из протонов и нейтронов сверхплотного сгустка при его разуплотнении, возможно, образуются тяжелые ядра химических элементов. Дальнейшее разуплотнение вещества приводит к тому, что вокруг ядер атомов образуются электронные оболочки и они становятся атомами тяжелых металлов.

На этой стадии эволюции космические сверхплотные тела (фрагментарии) формируют свои внешние оболочки из газа и пыли, захватывая их из галактических облаков, через которые пролетают и в которые погружаются, будучи выброшены из ядра галактики – из чёрной дыры, находящейся в ее центре. Массивные фрагментарии формируют вокруг себя мощные атмосферы из водорода и в дальнейшем становятся звездами, когда в их глубинах начинаются термоядерные реакции синтеза ядер гелия из ядер водорода. Некоторые особенно массивные фрагментарии, двигаясь от центра галактики к ее периферии, так и остаются малыми черными дырами – черными дырами второго порядка. Они тоже собирают водород и пыль из галактических облаков, но гравитация их так велика, что эти газ и пыль, падая на эти вторичные черные дыры, превращаются в сверхплотное вещество и оптически как бы "исчезают в этих дырах". Фрагментарии поменьше вторичных черных дыр немного разуплотняются и становятся ядрами будущих нейтронных звезд, третьи – разуплотняются сильнее и становятся ядрами обычных желтых звезд, четвертые – с меньшей изначальной массой и, следовательно, меньшей гравитацией – не могут удерживать очень большие атмосферы, они становятся не звездами, а планетами. Как увидим в дальнейшем, ядра у всех планет и больших шарообразных спутников планет тяжелые, металлические – железные, как утверждают планетологи.

Таким образом, согласно моей гипотезе, звезды и планеты действительно захватывали своей гравитацией облака газа и пыли из рукавов галактик, но сами по себе эти облака не превращались ни в звезды, ни в планеты и их спутники. Изначальными источником гравитации, организующими газ и пыль Космоса в звезды и планеты, является сверхплотное вещество, выброшенное из чёрных дыр в центрах галактик – фрагментарии. Изначальная масса этих сгустков сверхплотного вещества своим количеством несет информацию о том, будет ли формирующееся космическое тело чёрной дырой второго порядка, нейтронной звездой, желтой звездой или планетой. Двигаясь в галактике, космические тела гравитационно взаимодействуют друг с другом и образуют гравитационные системы: двойные и тройные звезды, планетные системы вокруг звезд, планетные системы из центральной массивной планеты и ее спутников.

Во всяком случае, в ядрах всех шарообразных космических объектов находится или находилось в начальный момент их существования сверхплотное вещество, которое и создало поле тяготения. Неправильную (нешарообразную) форму имеют космические тела, образованные не из сверхплотного, а из обычного вещества, в результате полного или частичного разрушения планет и их спутников. Сверхплотное вещество в лабораторных условиях получить невозможно, поэтому мы можем только догадываться о его свойствах, сравнивая между собой космические тела разной массы и разной формы, "плавающие" в пространстве галактик.

Есть существенное отличие данного сценария хаотической инфляции от старой гипотезы создания всей Вселенной в некий нулевой момент времени (Большой Взрыв ) в виде практически однородной и нагретой до бесконечно больших температур материи в виде самых элементарных частиц и квантов вакуума-эфира. В новой модели более не требуется условие изначальной однородности и термодинамического равновесия. Каждая часть Вселенной может иметь свое сингулярное начало (Borde et al , 2001). Однако это не означает, что вся Вселенная как целое возникла одномоментно из одной сингулярности. Различные части вселенной могли возникать в разные моменты времени и потом разрастаться. Это означает, что мы более не вправе говорить, что вся вселенная родилась в некий момент времени t=0, до которого ее не существовало.

Материя Вселенной может принимать разные формы: 1 – вещество разной плотности, 2 – излучение, 3 – вакуум-эфир и 4 – сингулярность (сверхплотное вещество). Плотность у вещества бывает разная (в г/куб. см): нейтронные звезды 1014, белые карлики 106, солнце 1,4, красные сверхгиганты 5/100 000 000, у галактик и Метагалактики в целом плотность на много порядков меньше, чем у красных сверхгигантов (http://www.astronet.ru/db/msg/1202878). Некоторая часть материи Метагалактики находится в форме излучения и элементарных частиц, плотность этой "лучистой" материи составляет менее 1/1000 от плотности вещества в Метагалактике. Но значительная часть материи находится в состоянии сингулярности, т.е. чёрных дыр.

При написании данной странички была также использована информация с сайтов:

1. Википедия. Адрес доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/

2. Сайт "Astronet". Адрес доступа: http://www.astronet.ru/db/msg/1225526

3. Сильченко О.К. Эволюция центральных областей галактик. Адрес доступа: http://lib.tr200.net/v.php?id=94040&sp=1&fs=18; http://ziv.telescopes.ru

4. http://lib.tr200.net/v.php?id=94040&sp=1&fs=18

5. http://www.infuture.ru/article/5983