ЩО ПЕРВИННЕ - ГАЛАКТИКИ АБО ЗІРКИ?

Іноді кажуть, що зірки - це алфавіт мови Всесвіту, словами і пропозиціями є галактики і їх скупчення. Зрозуміла послідовність написання книги - від слова до рядку і сторінці. В якій послідовності пишеться велика книга Всесвіту? Освіта одиночної зірки не виключається, в гало галактик є зірки, які не належать до будь-яких скупчень. Але, здебільшого, зірки утворюються групами.

У складі нашої Галактики приблизно половина зірок утворюють подвійні системи, в деяких інших галактиках частка подвійних зірок ще вище. У меншій пропорції спостерігаються потрійні і системи, де дві пари зірок обертаються навколо загального центру. Прийнято вважати, що галактики утворюються в єдиному процесі освіти багатьох зірок.

Життя однієї зірки швидкоплинних але порівняно з часом існування галактик. Зірки народжуються, живуть і вмирають. Галактичне освіту змінює форму, але залишається в цілому стійкою системою. За оцінками, час «вигорання» масивної зірки першого покоління (з масою близько 20 сонячних) не перевищує 100 млн років. Вік же галактик близько 10 млрд років. Як зазначалося вище, галактики можуть гравітаційно взаємодіяти і зливатися за вселенски великі періоди часу.

Одна з перших космогонічних концепцій була розвинена в античні часи Левкиппом. Наведемо його опис процесу утворення структурних елементів у Всесвіті:

Виникнення світів відбувається так. З безмежності відділяється і мчить у велику порожнечу безліч різновидних тел. Накопичуючись, вони утворюють єдиний вихор, а в ньому, стикаючись один з одним і всіляко кружляючи, поділяються за взаємною подібністю. І так як за чисельністю своєї вони вже не можуть кружляти в рівновазі, то легкі тіла відлітають у зовнішню порожнечу, немов розпорошуючись в ній, а решта залишаються разом, зчіплюються, збиваються в загальному бігу і утворюють таким чином деякий початкове з'єднання у вигляді кулі. Воно, в свою чергу, відокремлює від себе як би оболонку. У міру того як вона обертається у вихорі, відштовхує від середини, ця зовнішня оболонка стає тонкою. З того, що неслося в середину, і там трималося разом, утворилася Земля. А саме навколишнє оболонка тим часом росла, в свою чергу, за рахунок припливу тел ззовні: обертаючись вихором, вона брала в себе все, чого торкалася. Деякі з цих тіл, зчіплюючись, утворили з'єднання, яке спершу було вологим і брудним, потім висохло і закрутилося в загальному вихорі, і, нарешті, запалало і стало природою світил. Всі світила спалахують від швидкості руху, а Сонце запалюється ще й від зірок [1].

Цей перший нарис гіпотези космогонії буде згодом, в XVII ст. розвинений Декартом, а в XVIII в. - Кантом і Лапласом.

У сучасну епоху формування Чумацького Шляху теоретично описується трьома космогонічними моделями. В одній з них він утворюється при відносно швидкому колапсі (гравітаційному падінні речовини на центр мас системи) одного гігантського молекулярного хмари-протогалактики (модель 1962 М. О. Еггена - Д. Лінден-Белла - А. Сендейжа).

За моделлю А. ТУМР, запропонованої в 1977 р, відбувається злиття кількох великих газопилових комплексів з різним ступенем їх «просунуте ™» по шляху формування власних галактик. Вона більше враховує нові дані спостережень за кульовими скупченнями гало Галактики. Сферичне гало повільно обертається навколо центру Чумацького Шляху, перетинаючи його спіральний диск. Дивно, що деякі з кульових скупчень, як показують сучасні спостереження, обертаються проти основної частини гало. Це може бути пояснено моделлю злиття хмар з різним напрямком їх обертання.

Третя модель Л. Сірлом - Р. Цінна подібна до моделі ТУМР, але вихідний комплекс складається з більшого числа порівняно малих кластерів. В останньому випадку очевидна можливість протікання еволюції хімічного складу різних і віддалених один від одного фрагментів незалежно один від одного. Тим самим пояснюється різниця в поколіннях зірок балджа (центрального потовщення), диска, кульових скупчень і розсіяних зоряних груп. Дійсно, ставлення вмісту кисню до заліза помітно відрізняється для зірок гало і старих зірок диска. В даний час вважається, що проста перша модель може бути застосована до центральної частини, тоді як більш розріджені зовнішні області могли виникнути шляхом злиття, як пророкують подальші моделі.

Виникає питання: які фізичні фактори вихідного гігантського холодного хмари молекулярного водню визначають, що з нього вийде - Протогалактіка або розсіяне зоряне скупчення? Мабуть, таким фактором є масштаб неоднорідностей в хмарі. Інтуїтивно можна очікувати, що при стисненні кучковатого, неоднорідного хмари в ньому виділяться області з підвищеною щільністю речовини, всередині якого виділяться фрагменти менших розмірів з ще більшою щільністю, і так до освіти протозвезди (див. Рис. 82).

Відомий американський астрофізик Д. Лейзер показав, що в такому випадку (в розподіленому речовині з флуктуаціями щільності) позитивні і негативні флуктуації дають приблизно однакові внески і що величина флуктуірует гравітаційної сили практично цілком визначається конкретним розподілом маси всередині сфери, радіус якої не перевищує декількох лінійних масштабів флуктуацій. Вклади ж інших, більш віддалених від точки спостереження, областей взаємно знищуються. Це означає, що в неоднорідному середовищі з'являються області взаємопритягання з обмеженим радіусом дії.

Схема формування протозвезд

Мал. 82. Схема формування протозвезд

Ситуація стає схожою на взаємодію молекул реального газу, в якому за певних умов виникає критичний стан мимовільного зростання неоднорідних областей. Це явище відоме як критична опалесценція (межа між рідкою фазою і газом втрачається, і середовище стає каламутною). Продовжуючи аналогію, Лейзер розвинув теорію, згідно з якою скучіваніе речовини у Всесвіті безперервно зростає. За його теорією, якщо відносна амплітуда флуктуацій щільності досягає порядку одиниці, область неоднорідностей певного просторового масштабу виділяється в самогравитирующих систему.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >