Тайны пространства и времени - Комаров Виктор Ноевич (читаем книги онлайн бесплатно TXT) 📗
Благодаря росту кинетической энергии, сжатие звездной составляющей довольно быстро прекратилось. Вот почему те звезды, которые образовались в начальный период сжатия протогалактического облака, сохранили сферическое распределение в пространстве, а также тот сравнительно небольшой запас вращения, которым облако обладало в этот момент.
Что же касается газа, то приобретенная им кинетическая энергия в результате столкновения газовых облаков переходила в тепло и излучалась в пространство. Вследствие этого газ продолжал сжиматься, и скорость вращения газовой составляющей в соответствии с законами механики постепенно возрастала. Развивавшиеся при этом центробежные силы в какой-то момент уравновесили сжатие в галактической плоскости, и оно продолжалось лишь вдоль оси вращения. Этот процесс и привел к образованию плотного плоского газового диска. Возникшие в нем звезды образовали быстро вращающуюся плоскую подсистему.
В этой подсистеме и по сей день содержится большое количество газа и пыли. Наличием газово-пылевой материи объясняются хорошо видимые даже невооруженным глазом темные места в Млечном Пути, как бы свободные от звезд. В действительности в этих местах расположены плотные диффузные облака, поглощающие свет более далеких объектов.
Особое внимание в центральной части Галактики привлекает к себе область, расположенная в промежутке от 16 до 19 световых лет от центра. В этом «кольце» наблюдается повышенная концентрация газа и молодых звезд. Некоторые астрономы считают, что именно там и образуются гигантские молекулярные газовые комплексы и звезды.
Еще одна примечательная область – окружающая центр Галактики «дыра» в газовом диске, простирающаяся на расстояние до 9 световых лет. Причины ее возникновения остаются неясными, хотя на этот счет и высказано немало гипотез. Возможно, что интенсивный процесс звездообразования привел в этом районе к дефициту газа или газ, располагавшийся в этой области, по какой-то причине утратил свой «запас вращения» и переместился в центр Галактики. Но, пожалуй, более правдоподобным выглядит предположение о том, что какие-то активные процессы, происходившие в ядре Галактики, отбросили газовые массы в более далекие области. В пользу такой точки зрения говорит существование газовых облаков, располагающихся в центре Галактики на расстояниях порядка 5-6 световых лет от галактической плоскости и удаляющихся от центра нашей звездной системы с весьма высокими скоростями. Быть может, в будущем эти газовые облака вообще покинут галактические пределы.
С другой стороны, на периферии Галактики обнаружены гигантские газовые облака, которые с довольно большими скоростями, достигающими в отдельных случаях 300 км/с, наоборот, приближаются к галактической плоскости. Не исключено, что некоторые из них «втянуты» притяжением нашей Галактики из межгалактического пространства или из соседних галактик. А может быть, эти облака когда-то были выброшены из центральной области и теперь возвращаются обратно, так и не преодолев галактического притяжения.
Как показывают радиоастрономические наблюдения межзвездного водорода на волне 21 сантиметр, вдоль галактической плоскости тянется сравнительно тонкий слой атомарного водорода, постепенно утолщающийся к краям диска. Он состоит из холодных облаков с температурой около 70 К и в 100 раз менее плотного горячего газа, находящегося в пространстве галактической плоскости.
Центр Галактики
Наша звездная система представляет собой объект чрезвычайно сложный и трудный для исследования. К тому же ее изучение современными методами началось сравнительно недавно. Поэтому нет ничего удивительного в том, что с Галактикой связано так много загадок и тайн.
Наибольший интерес представляет собой самый центр Галактики – область с поперечником в несколько десятков световых лет, которая по своим свойствам существенно отличается от всех других областей нашего звездного острова. Внутри нее находится «ядро» – сгущение вещества, радиус которого равен примерно 10 парсекам (1 парсек – 3,26 светового года). Ядро окружено газовым диском с массой около 2*1027 масс Солнца и балджем с массой 4*109 солнечных масс. Вокруг балджа располагается кольцевая область с низким содержанием газа – уже упоминавшаяся нами «дыра» в газовом диске. Ядро Галактики находится в районе созвездия Стрельца (так видится с Земли). Эта часть Млечного Пути отличается большим количеством пыли, в десятки тысяч раз ослабляющей свет более далеких объектов. Однако сквозь этот «занавес», словно нарочно опущенный природой, проникают радио- и инфракрасное излучения. Впервые изображение ядра в инфракрасных лучах было получено советскими учеными на Крымской астрофизической обсерватории.
Наибольший интерес представляет собой самый центр Галактики, область поперечником около 65 световых лет, которая по своим свойствам существенно отличается от всех других ее областей.
Согласно косвенным данным, подавляющая часть массы этого центрального «ядрышка» сосредоточена в звездах. Как показывают спектральные наблюдения, чем ближе расположены газовые облака к галактическому центру, тем быстрее они движутся. По мнению некоторых исследователей, это связано с тем, что в самом центре Галактики находится массивная черная дыра с массой порядка 106 масс Солнца (черная дыра – своеобразный объект, обладающий столь высокой плотностью и столь могучим притяжением, что из него наружу не могут «вырваться» ни частицы, ни какие бы то ни было излучения). Однако вряд ли это предположение соответствует действительности, поскольку активность ядра весьма невелика в сравнении с той активностью, какой оно должно было бы обладать при наличии черной дыры. К тому же, если бы это действительно была черная дыра, поток рентгеновского излучения от ядра был бы гораздо мощнее фактически наблюдаемого.
В центральной области также был обнаружен, пожалуй, наиболее любопытный и интригующий объект Галактики – весьма компактный источник нетеплового радиоизлучения в сантиметровом диапазоне. В самом его центре расположено еще более яркое «радиопятно», поперечник которого не превосходит 10 а. е. Иными словами, этот объект мог бы поместиться внутри Солнечной системы. Его светимость на единицу объема чрезвычайно велика – она сравнима со светимостью наиболее мощных источников излучения в нашей Вселенной!
Именно этот загадочный объект некоторые астрономы и пытались связать с наличием в ядре массивной черной дыры. Однако, как мы уже говорили, подобная точка зрения встретила серьезные возражения.
Вблизи центра галактики находится также несколько источников инфракрасного излучения с невысокой температурой, близкой к комнатной. Но какова их природа и какие физические процессы с ними связаны, тоже пока неизвестно.
Ядро Галактики ведет себя довольно активно – оно все время выбрасывает газ в количестве, ежегодно составляющем 1,5 массы Солнца. На первый взгляд, это не так много для системы, состоящей из 200 миллиардов звезд. Однако не следует забывать, что Галактика существует многие миллиарды лет. Есть основания полагать, что современная активность ее ядра – лишь очень слабые отголоски гораздо более мощных и бурных процессов, которые происходили в центральной части нашего звездного острова в отдаленном прошлом, когда Галактика была моложе и богаче энергией.
