Загадки космоса - Кирилл Федорович Огородников Страница 3

Было высказано предположение, что спутник М51 не имеет никакого отношения к галактике, находится от нее очень далеко (либо впереди, либо позади галактики) и чисто случайно проектируется на небе как раз в том месте, где находится конец спиральной ветви галактики.

Однако это предположение пришлось совершенно отбросить после того, как проф. Б. А. Воронцов-Вельяминов опубликовал в 1962 г. свой «Атлас» галактик. Он показал, что имеется очень много других галактик, у которых, так же как и у М51, на конце одной из ветвей имеется спутник. Такое совпадение нельзя считать случайным, и остается признать, что в действительности подобные галактики – двойные.

Так как галактики имеют определенную форму, то звезды внутри них расположены не хаотически, а закономерно, в соответствии с физическими свойствами звезд, что позволяет сделать важные выводы о происхождении и развитии галактик.

Как же примирить между собой две противоречивые картины? С одной стороны, булавочные головки, разбросанные на десятки километров друг от друга, с другой – явно закономерное соединение огромного количества звезд в единую систему, ярко выраженной спиральной формой и определенным распределением двух типов звезд, как бы дополняющих друг друга?

Для того чтобы решить этот вопрос, необходимо было изучить движение звезд в галактиках, и в первую очередь в нашей Галактике. Оказалось, что звезды в окрестностях Солнца движутся совершенно беспорядочно. В общих чертах их движение можно сравнить с движением молекул в газах.

Однако в 1926 – 1927 гг. шведский астроном Линдблад и голландский астроном Оорт доказали, что наша Галактика вращается вокруг своей оси, только, в отличие от вращающегося твердого тела, угловая скорость вращения различных частей Галактики не одинакова: ее центральные части вращаются быстрее, а ближе к краям вращение постепенно замедляется.

Рис. 4. Закон вращения Галактики.

На рис. 4 показана линейная скорость вращения различных областей Галактики в зависимости от расстояния от ее центра. По горизонтальной оси графика отложены расстояния от центра Галактики, выраженные в килопарсеках, а по вертикальной оси – линейная скорость в км/сек. Во внутренних областях Галактики, в пределах 3 – 4 кпс от ее центра, линейная скорость вращения растет пропорционально расстоянию, что отмечено на графике пунктирной прямой. Это означает, что во внутренних областях Галактики угловая скорость вращения практически постоянна, то есть эти области вращаются, как твердое тело. За пределами 3 – 4 кпс угловая скорость вращения начинает постепенно уменьшаться, сначала медленно, а затем все быстрее, и законы вращения твердого тела уже не применимы к этим частям Галактики. Наибольшая линейная скорость вращения, равная 250 км/сек, соответствует расстоянию в 6 кпс от центра Галактики, где угловая скорость уже в полтора раза меньше, чем во внутренних областях Галактики. Расстояние Солнца от центра Галактики равно 7,5 кпс, и оно обращается вокруг галактического ядра со скоростью около 240 км/сек. Звезды, более далекие от центра Галактики, участвуют в ее вращении с меньшей скоростью, которая вблизи границы звездной системы снижается до 170 км/сек. Угловая скорость вращения периферийных частей нашей Галактики приблизительно в семь раз меньше угловой скорости ее центральных областей. Аналогичный закон вращения обнаружен и в других достаточно хорошо изученных галактиках.

Теперь спросим себя, что же именно вращается вокруг оси Галактики? Отдельные звезды? Безусловно нет. Звезды движутся относительно друг друга в хаотическом беспорядке. Вблизи Солада имеются даже такие звезды, которые движутся навстречу вращению Галактики, то есть в обратном направлении. В других галактиках происходит то же самое. А это означает, что галактики ведут себя подобно жидкостям и газам, которые состоят из множества отдельных хаотически движущихся частиц – молекул. Но вместе с тем и жидкость, и газ могут течь в виде потока или струи.

То же самое происходит и в галактиках. Единственное различие здесь в том, что жидкость и газ мы привыкли считать сплошными, непрерывными, а галактики – нет. Но теперь мы видим, что галактики в известном смысле тоже непрерывны, поскольку расстояния между звездами в них малы в сравнении с размерами галактик. Галактики обладают вращательным движением и ведут себя как сплошная, непрерывная масса, подобная, например, облакам, движущимся в атмосфере. Все дело в тех масштабах, в которых мы рассматриваем галактики. В малых масштабах, порядка немногих парсеков, мы видим галактики, состоящие из отдельных звезд. Рассматривая галактики в целом, мы видим их как сплошные тела.

В сущности, в этом нет ничего удивительного. Ведь материя обладает двойственной, внутренне противоречивой природой. Она одновременно и прерывна и непрерывна, то есть представляет собой диалектическое единство двух противоречивых свойств. Мы встречаемся с этими свойствами в твердых, жидких и газообразных телах, но оказывается, что и далекие небесные миры – галактики подчиняются этому же закону диалектики. В дальнейшем мы увидим, что рассмотрение галактик исключительно как прерывных тел, состоящих из отдельных независимых друг от друга частиц – звезд, тормозило развитие науки о звездных мирах. Ибо с таких односторонних позиций невозможно было теоретически объяснить наблюдаемые формы галактик, а главное, невозможно было хоть в какой-то мере выяснить их историю возникновения и развития.

КАКИЕ БЫВАЮТ ГАЛАКТИКИ

В 20-х годах нынешнего столетия были созданы первые современные крупные телескопы-рефлекторы [1], которые позволили выделить среди множества галактик их основные типы, то есть создать их классификацию.

[1 Рефлектором называется телескоп, главной частью которого является большое вогнутое зеркало. В настоящее время все крупнейшие телескопы – рефлекторы Зеркала наиболее крупных из них имеют диаметры 5 м (США), 2,6 м (СССР) и 2,5 м (США).]

Используя современные телескопы-рефлекторы в качестве гигантских фотоаппаратов, астрономы фотографируют миллионы галактик, от самых ярких до самых слабых, едва отличимых по своему виду от слабых звезд. Без подходящей классификации невозможно было бы разобраться в этом великом множестве звездных систем. Поэтому астрономы на основе тщательного анализа фотографических наблюдений выделили наиболее характерные особенности строения, которыми обладают большие группы галактик, и разделили все изученные галактики на классы или типы. Так, 35 лет назад астрономом Хаблом (США) была создана первая классификация галактик.

Классификация Хабла очень проста и легко запоминается. В ней галактики разделены всего на три типа: эллиптические, спиральные и неправильные. Свою классификацию Хабл основывал не только на чисто внешних различиях в наблюдаемых формах галактик, но и на теоретических идеях известного астронома того времени Джинса относительно происхождения и законов развития галактик. Согласно теории Джинса, сперва образуются эллиптические галактики из уплотнений вещества в обширных облаках холодного и разреженного газа, который, по его мнению,