Мыслящая Вселенная - Мизун Юрий Гаврилович - Страница 29

Если все это происходит в сильно сжатых звездных системах, то частицы должны оседать на главную плоскость галактики, поскольку именно здесь потенциальная энергия является минимальной. Сюда и оседает диффузная материя. Затем пыль и газ в главной плоскости галактики движутся почти параллельно по круговым орбитам. Поэтому столкновения частиц между собой очень редки. Если они и происходят, то потери энергии при этом минимальны. Это значит, что частицы дальше не перемещаются в направлении центра галактики, где потенциальная энергия еще меньше.

По иному развиваются процессы в слабо сжатых галактиках. У этих галактик главная плоскость не является резко выраженной областью малой потенциальной энергии. Только в направлении к центру галактики происходит сильное уменьшение потенциальной энергии. Это значит, что частицы газа притягиваются к центру галактики. Поэтому плотность частиц здесь высока. Она значительно больше, чем плотность частиц, когда они распределены по всей плоскости галактики. Собравшиеся вокруг центра галактики частицы газа и пыли под действием сил собственного притяжения сжимаются, и образуется малая по размерам область плотного вещества. Ученые не исключают, что из этого плотного вещества, состоящего из газа и пыли, в дальнейшем формируются звезды. Здесь важно другое — что малое по размерам облако пыли и газа, находящееся в центре слабо сжатой галактики, не обнаруживает себя при наблюдениях.

Мы описали два варианта галактик — с сильным сжатием и со слабым. Но существуют и некие промежуточные стадии — когда сжатие галактики недостаточно для того, чтобы назвать его сильным, и не так мало, чтобы назвать его сла-

Рис. 34. Галактика NGC 5866

Рис. 35. Галактика NGC 4548 типа SBb

бым. Один из таких случаев показан на рисунке 34. Здесь приведена фотография галактики NGC 5866, наблюдаемой с ребра. У этой галактики сжатие недостаточно сильное для того, чтобы пыль и газ собрались вдоль всей главной плоскости галактики. В то же время сжатие недостаточно слабое для того, чтобы пыль и газ сконцентрировались у самого центра галактики. Поэтому мы наблюдаем следующую картину: диффузная материя концентрируется около небольшой плоской области, которая окружает центр галактики.

Известен и еще один вид спиральных галактик — это галактики с перемычкой. Особенность их состоит в следующем. Если у обычных спиральных галактик ветви выходят непосредственно из круглого ядра, то в этих галактиках ядро находится в середине прямой перемычки. При этом спиральные ветви начинаются на концах этой перемычки. На рисунках 35 и 36 показаны фотографии спиральных галактик NGC 4548 и NGC 1073 соответственно. Это галактики с перемычкой. Их еще называют галактиками пересеченных спиралей. Эти пересеченные спирали по степени развития их ветвей делятся на три подкласса — SBa, SBb, SBc. Символ В означает наличие перемычки (от английского «bar», что означает «перемычка»). Каждый последующий класс имеет менее выраженную перемычку. Так, спиральная галактика NGC 4548 относится к типу SBb, а галактика

Рис. 36. Галактика NGC 1073 NGC 1073 — к типу SBc. типа SBc

Рис. 37. Галактика NGC 524 типа S0

Рис. 38. Галактика NGC 4762 типа S0, наблюдаемая с ребра

Физическая природа перемычки остается неясной.

Наша Галактика является спиральной и относится к типу Sb или Sc. У нее перемычки нет.

Есть еще один тип галактик. Они сильно сжатые и обладают ядром, как и спиральные галактики. Но в то же время у этих галактик нет спиральных ветвей. Поэтому если такую галактику наблюдать с торца (в плане), то она будет похожа на эллиптическую галактику. Если же наблюдать с ребра, то у нее не будет обычной темной полосы. Надо иметь в виду, что спиральная структура, как правило, связана с темным веществом. Отсутствие такого вещества свидетельствует о том, что у галактики нет спиральной структуры.

Ученые обнаружили и галактики сильно сжатые, как и спиральные, и обладающие ядром, но в остальном похожие на эллиптические галактики. Такие галактики стали обозначать S0. S — значит «спиральная», хотя в данном случае галактика не является спиральной в прямом смысле слова. Такие галактики еще называют чечевицеобразными.

На рисунке 37 показана галактика NGC 524 типа S0, которую наблюдали с торца (в плане). В отличие от эллиптических галактик у этой галактики есть ядро. Внешняя область ее более разрежена. Если бы ученые наблюдали эту галактику с ребра, то зафиксировали бы ее сильное сжатие. На рисунке 38 показана еще одна галактика этого типа S0. Это галактика NGC 4762. Особенность ее состоит в том, что она является наиболее сильно сжатой из всех галактик, которые наблюдались с ребра. Эту галактику отличает полное отсутствие полосы темного вещества.

Ученые полагают, что галактики типа S0 образуются в результате выметания пылевого и газового вещества из спиральных галактик. Такое может произойти, когда две спиральные галактики сталкиваются и проходят одна сквозь другую, поскольку плотность звезд (количество звезд в единице объема) очень мала.

Спиральная галактика может потерять диффузную материю и в том случае, если она проходит вблизи центра скопления галактик, где постепенно скапливаются пыль и газ, выброшенные ранее из других галактик в результате столкновений. Этот процесс потери диффузной материи при прохождении галактик вблизи центра скопления галактик несомненно играет главную роль при образовании галактик типа S0. Эту точку зрения подтверждает и тот факт, что именно в плотных и богатых скоплениях чаще всего наблюдаются галактики типа S0.

Выше мы говорили о тех галактиках, которые поддаются классификации. Но целый ряд галактик не вписывается ни в какие рамки. Такие галактики назвали неправильными — из-за неправильной формы. У них не просматривается какой-либо общей закономерности структурного строения. Их обозначают символом I (irregular).

От чего зависит форма галактики? Не вызывает сомнений, что каждая галактика первоначально имеет неправильную форму. Но вещество галактики и ее звезды движутся в силовом поле. Поэтому в результате такого продолжительного движения галактика приобретает определенную форму — правильную, симметричную. Длительность этого процесса зависит от средней плотности вещества в системе. Чем больше эта плотность, тем быстрее галактика оформится. Если средняя плотность такая же, как в нашей Галактике, то потребуется один миллиард лет для того, чтобы эта галак-

Рис. 39. Галактика NGC 2574 типа II

тика приобрела правильную, симметричную форму. Если плотность вещества галактики меньше, то это время увеличивается. Ученые вывели правило: необходимое для оформления галактики время обратно пропорционально корню квадратному из средней плотности вещества в галактике.

Конечно, галактика может иметь неправильную форму либо потому, что она еще не созрела, не сформировалась, либо потому, что ее форма была нарушена другими объектами (галактиками).

Все неправильные галактики были поделены на два подтипа. Подтип I характеризуется сравнительно высокой поверхностной яркостью, а также сложностью неправильной структуры. Примеры таких галактик показаны на рисунках 39 и 40. В некоторых из таких галактик были обнаружены фрагменты разрушенной спиральной структуры. Несколько элементов спиральной формы просматривается у галактики NGC 5204, которая показана на рисунке 40. Любопытно и то, что галактики этого типа часто встречаются парами. Примерами таких пар являются галактики NGC 4027 и NGC 4618 и NGC 4 625, которые сходны с Магеллановыми Облаками. Это наводит на мысль о том, что когда-то (до столкновения) эти галактики были правильными, а некоторые — спиральными. Но в результате взаимодей-