Астрофизика – и ее понятия. Звёзды гигантских эллиптических галактик


Карта сайта

            
Астрономия
древнейшая из наук
 Античная астрономия
 Хронология астрономии
 Современная астрономия
Основы астрономии
 Начала астрономии
 Время и небесная сфера
 Созвездия
 Движение небесных тел
 Астроприборы
 Астрофизика
 Обзоры астрооборудования
 Астрономические наблюдения

Общая астрономия
 Солнечная система
 Звезды
 Наша Галактика
 Внегалактическая астрономия
 Внеземные цивилизации
 Астрономы мира и знаменательные даты

Дополнительно
 Форумы Astrogalaxy.ru
 Астрономия для детей
 Планетарии России
 Это интересно
 Новости астрономии
 О проекте






Астрофизика и ее понятия. Звёзды гигантских эллиптических галактик


Весной 2012 г. появилось сообщение «Старые галактики по неизвестным причинам создавали больше малых звёзд, чем молодые». В статье сообщается, что исследователи из Великобритании подняли вопрос о некорректности астрофизической теории, основанной на гипотезе Большого взрыва:


«Считается, что все галактики порождают одинаковые звёзды. Новое исследование утверждает, что это не так: массивные эллиптические галактики, существовавшие почти сразу после Большого взрыва, образовывали больше малых звёзд, чем нынешние галактики. Причины этого неясны и ставят под сомнение наше понимание процесса формирования галактик».


Из этой цитаты можно в явном виде вычленить два утверждения:

  • 1. Все массивные эллиптические галактики – это старые галактики, которые возникли вскоре после Большого взрыва.
  • 2. Все галактики должны порождать одинаковый состав звёзд;


Да, из господствующей в настоящее время астрофизической теории, основанной на гипотезе Большого взрыва, эти два утверждения действительно следуют. Согласно принятой теории, все галактики образовались в течение одного миллиарда лет после Большого взрыва. Под действием сил гравитации протогалактические облака сжимались, в них последовательно возникали одно за другим три поколения звёзд. Сейчас мы видим галактики с третьим поколением звёзд. Поэтому состав звёзд во всех галактиках должен быть одинаковым.


Исследователи из Великобритании правы в своём сомнении насчёт понимания процесса формирования галактик, но они несколько запоздали. Повод для таких сомнений появился как минимум на восемь лет раньше, то есть не в 1012, а в 2004 году. В 2004г. телескоп Хаббл на расстоянии всего 45 млн. световых лет от Млечного Пути обнаружил галактику, названную Zwicky 18. Спектральный анализ показал, что ее звезды не старше 500 млн. лет. Таким образом, однозначно получалось, что это очень молодая галактика. Затем в конце того же 2004 года американское космическое агентство NASA опубликовало сообщение об обнаружении на сравнительно небольшом расстоянии от Млечного Пути более 30 очень крупных галактик на стадии зарождения. Этот факт поставил астрофизиков в тупик. Считалось, что формирование всех галактик происходило в течение первого миллиарда лет после Большого Взрыва, а никак не через 13,7 миллиардов лет после взрыва. Было непонятно, откуда в наше время могли появиться протогалактические газовые облака, из которых образуются новые галактики.


Если бы астрофизическая мысль была направлена на решение загадки образования в наше время протогалактических облаков, то ответ на этот вопрос, возможно, был бы найден ещё в 2007 году. В 2007г. была получена в рентгеновском диапазоне фотография высокоскоростных столкновений галактик из скопления Abell 520 (рис.1)



Рис. 1





Исследователи, получившие эту фотографию, были заняты поиском тёмной материи. Тёмную материю искали методом гравитационного линзирования и наносили на фотографию скопления синим цветом. Согласно проверяемой теории обычная барионная масса галактики всегда следует за тёмной материей. Но из полученной фотографии следовало, что это главное определяющее свойство тёмной материи не выполняется, так как произошло разделение темной материи и обычной барионной массы: тёмная материя в центре (синяя область) и галактики по краям (три оранжевые области). Значит, гравитационным линзированием была обнаружена не тёмная материя, а нечто другое. Что именно?


К 2007 году уже были известны результаты работы орбитального космического телескопа FUSE. Телескоп работал в ультрафиолетовом диапазоне. За время работы телескопа (1999-2007гг) было установлено, что масса гало нашей галактики Млечный Путь полностью состоит из обычной барионной материи. До появления результатов УФ-телескопа FUSE считалось, что основная масса гало состоит преимущественно из тёмной материи. Данные УФ-телескопа позволили установить, что гало нашей Галактики содержит большое число облаков очень сильно ионизованного барионного газа, способного излучать только в ультрафиолетовом диапазоне и потому не обнаружимого никакими прежними наблюдениями. Но если в нашей Галактике тёмной материи нет, то в других галактиках её тоже быть не должно. Это следует из принципа заурядности. В широком смысле принцип заурядности означает, что ни наша Земля, ни наша Галактика не являются уникальными во Вселенной.


Сопоставив фотографию Abell 520 и сведения, полученные УФ-телескопом FUSE, можно сделать заключение, что на рис.1 синим светом изображено огромное облако обычного барионного газа, только очень сильно ионизованного. Так как съёмки скопления Abell 520 велись с использованием рентгеновского телескопа Чандра и обычного оптического телескопа на Гавайях, а УФ-телескоп не использовался, то излучение высокоионизованного газа не было обнаружено. Но при гравитационном линзировании масса этого невидимого газа проявилась и её приписали тёмной материи.


Механизм образования газового облака в результате столкновения трёх галактик иллюстрирует рис.2: №1 – галактики до столкновения, №2 – столкновение, №3 – галактики после столкновения. Газ обладает вязкостью. Поэтому при столкновении газовые массы галактик взаимно затормозятся и начнут перемешиваться. А скопления звёзд, сильно обеднённые газом, уйдут каждое своим путём, подобно тому, как твёрдое тело в земных условиях свободно проходит сквозь воздух.


Рис. 2



В образовавшемся протогалактическом облаке обязательно возникнут сильные завихрения (турбуленция). Это приведёт к созданию многочисленных локальных уплотнений, которые явятся зародышами будущих звёзд галактики. Именно такие протогалактические облака с зачатками звездообразования и были обнаружены телескопом Хаббл в 2004 году.


Описанный механизм возникновения протогалактического облака представляет собой один из возможных механизмов рождения новых галактик. Как в настоящее время, так и в любые предшествующие времена. Столкновение галактик явление довольно распространённое. Например, наша Галактика сближается с галактикой Андромеды со скоростью около 100 км/с и не позже, чем через 5 млрд. лет произойдёт их столкновение. Поскольку столкновения галактик происходят в любое время существования Вселенной, то и галактики рождаются в любое время от сколь угодно отдалённых времён до настоящего времени. Соответственно процесс звездообразования в галактиках, родившихся в разное время, находится на разных стадиях, что и наблюдается в действительности. Таким образом, оба утверждения

  • 1. Все массивные эллиптические галактики – это старые галактики, которые возникли вскоре после Большого взрыва;
  • 2. Все галактики должны порождать одинаковый состав звёзд

ложны. Что в очередной раз подтверждает ложность гипотезы Большого взрыва.

Утверждение «массивные эллиптические галактики …образовывали больше малых звёзд, чем нынешние галактики» также неверно. Эти галактики за время своей жизни образовывали всякие звёзды, но до настоящего времени в них дожили только звёзды малых масс. Дело в том, что масса протогалактического облака, порождённого столкновением галактик, может быть большой. Но, разумеется, она далека от массы сверхмассивных эллиптических галактик, которая может достигать тысяч миллиардов масс Солнца. Такую гигантскую массу галактика набирает постепенно, поглощая более мелкие галактики. Несколько фотографий галактического каннибализма показаны на рис.3. Поэтому время, затраченное сверхмассивной эллиптической галактикой на накопление большой массы должно составлять многие миллиарды лет. В течение этого времени все массивные звёзды, появлявшиеся в этой галактике, прекратят существование.


Рис. 3



Продолжительность жизни звезды зависит от её массы. Наиболее массивные звёзды с массой порядка сотни масс Солнца живут всего несколько миллионов лет. А звёзды-карлики, напротив, живут миллиарды лет. Так жёлтый карлик (масса от 0,8 до 1,2 массы Солнца) живёт в среднем 10 миллиардов лет. А оранжевый карлик (масса от 0,5 до 0,8 солнечных масс) живёт ещё в 1,5-3 раза дольше, то есть 15—30 миллиардов лет. Красные карлики практически вечные. Красный карлик с массой в 0,1 массы Солнца будет гореть 10 триллионов лет. Поэтому в сверхмассивных эллиптических галактиках наблюдаются только красные, оранжевые и желтые карлики. Следовательно, в том, что старые галактики населены только малыми звёздами, никакой загадки нет. Просто настойчивые попытки объяснить любое наблюдение в рамках гипотезы Большого взрыва неизменно приводят астрофизику к тупиковой ситуации.


Нужно отметить ещё одну особенность эллиптических галактик. Особо массивные из них теряют способность к гравитационному захвату малых галактик и, соответственно, прекращают наращивать массу. Об этом свидетельствуют данные наблюдений инфракрасных космических обсерваторий НАСА. Это явление пока не объяснено. Можно только высказать предположение, что по какой-то причине такие галактики становятся слишком «рыхлыми», то есть с некоторого момента объём галактики растёт быстрее её массы. Это приводит к увеличению расстояния до центра масс галактики и, соответственно, к ослаблению силы притяжения.





1. Подготовлено проектом 'Астрогалактика'
2. Публикация проекта, 6 ноября 2014 года
3. Автор статьи Л.М. Топтунова
для проекта 'Астрогалактика'



Главная страница раздела

Copyright © 2004 - 2016, Проект 'Астрогалактика' • выпущен 12.07.2004