Загадки космоса - Кирилл Федорович Огородников Страница 4

Однако несовершенство классификации Хабла состоит в том, что теория Джинса, лежащая в ее основе, в настоящее время совершенно устарела. Во время ее создания Джинсом в 1910 – 1912 годах не было еще известно, что галактики представляют собой самостоятельные звездные системы вроде нашей Галактики. Не умея еще определять расстояний до галактик, астрономы считали их облаками светящихся газов, то есть принимали настоящие галактики за галактические туманности, которые имеют совсем иную природу, чем галактики. В то время как галактики представляют собой звездные системы, галактические туманности состоят из газа и входят в состав нашей Галактики, откуда происходит и их название «галактические». Создавая свою теорию, Джине имел в виду именно тела, подобные галактическим туманностям. Поэтому его теория принципиально неприменима к галактикам.

Всякая классификация должна основываться на определенных космогонических идеях о происхождении галактик и процессах их развития. Руководствоваться лишь одними внешними признаками недостаточно. Если бы, например, биологи решили классифицировать животных по числу ног, то человек и воробей попали бы в один класс. В данное время классификация Хабла, лишившись своей теоретической основы, фактически опирается лишь на чисто внешние признаки структуры галактик.

Дальнейшая судьба классификации Хабла зависит от того, удастся ли подтвердить ее на основании новых теоретических исследований или нет. Пока же она продолжает свою службу.

Графически классификация Хабла может быть представлена в виде двузубой вилки или рогатки (рис. 5). Поэтому ее иногда называют «вилочной». Почти все наблюдаемые разновидности галактик Хабл «выстроил» вдоль вилки. При этом в «ручку» вилки вошли эллиптические галактики, а «зубья» образовали спиральные галактики двух различных типов. Один «зуб» занимают «нормальные» спирали, а другой – «пересеченные». Если двигаться вдоль вилки слева направо, начиная с конца «ручки», то этому будет соответствовать непрерывное изменение внешнего вида галактик. Эллиптические галактики постепенно переходят в спиральные галактики двух типов. Верхний «зуб» вилки состоит из нормальных спиральных галактик, у которых всегда имеется центральное круглое ядро, а из его двух противоположных точек выходят две ветви, закручивающиеся вокруг ядра. Пересеченные спиральные галактики, расположенные на нижнем «зубе» вилки, отличаются от нормальных спиралей тем, что их ветви начинаются не непосредственно от ядра, а от прямолинейной светлой перемычки, пересекающей галактику (отсюда и ее название «пересеченная»).

Рис. 5. «Вилочная» диаграмма Хабла.

Рис. 6. Эллипсы с различным сжатием.

Название «нормальная» для спиралей первого типа неудачное. Из него следует, что пересеченные спирали почему-то считаются «ненормальными». Но среди спиральных галактик пересеченных так же много, как и нормальных. Название «нормальная» связано со старой теорией Джинса, согласно которой пересеченные галактики считались необъяснимыми и выглядели как «ненормальные». Имея это в виду, мы в дальнейшем не будем пользоваться термином «нормальная» галактика, а заменим его словом «обыкновенная». Таким образом, речь будет идти о спиральных галактиках обыкновенных и пересеченных.

Кроме эллиптических и спиральных галактик в классификации Хабла имеются еще неправильные галактики, не укладывающиеся на вилочную диаграмму Хабла. Но таких галактик сравнительно немного, всего 3% от общего числа исследованных галактик. Поэтому основное внимание мы уделим правильным, то есть эллиптическим и спиральным галактикам. О неправильных галактиках мы поговорим позже, после выяснения общей картины мира галактик.

ЭЛЛИПТИЧЕСКИЕ ГАЛАКТИКИ

Их контуры имеют форму эллипса [1]. Если на диаграмме Хабла по ее «ручке» двигаться слева направо, то сперва эллиптические галактики будут совершенно круглыми, а по мере продвижения вправо сжатие будет возрастать. Астрономы условились для краткости обозначать эллиптические галактики буквой Е и рядом с ней писать цифру, выражающую сжатие. Так, ЕО, El, E2 и так далее обозначают эллиптические галактики с постепенно увеличивающимся сжатием. ЕО соответствует отсутствию сжатия. Самое большое сжатие обозначается цифрой 7 и соответствует случаю, когда малый диаметр или малая ось галактики в четыре раза короче большого диаметра или большой оси. Более сжатых эллиптических галактик астрономам пока обнаружить не удалось.

[1 Эллипсом называется замкнутая плавная кривая, имеющая разные диаметры (рис 6). Наибольший диаметр 2а и наименьший диаметр 2б эллипса называются большой и малой осью Отношение K= (а – в) / a называется сжатием эллипса. При равенстве полуосей а = в эллипс превращается в окружность, сжатие которой равно нулю]

У галактик типа Е7 есть одна очень интересная особенность: противоположные концы их большой оси как бы заострены. А вдоль самой оси проходит темная полоса, делающая галактику похожей на устричную раковину с приоткрытыми створками. Чем объясняется эта особенность сильно сжатых галактик, мы узнаем немного позже.

От галактик других типов эллиптические галактики отличаются не только формой, но и простым внутренним строением, однородностью. Звезды в этих галактиках распределены очень равномерно, не образуя никаких внутренних уплотнений (рис. 7). Даже центрального ядра почти не замечается. Яркость в разных точках эллиптических галактик тоже примерно одинакова.

Исследования эллиптических галактик показали, что все они вращаются вокруг своих малых осей, причем угловая скорость вращения одинакова на всех расстояниях от оси. Иначе говоря, эллиптические галактики в отличие от спиральных вращаются так же, как и твердые тела, например колесо или жернов. В твердых телах частицы расположены очень близко друг к другу. Поэтому между ними действуют огромные силы сцепления, которые связывают все частицы друг с другом и являются причиной того, что при вращении одни части тела увлекают за собой другие. А как же увлекают друг друга звезды в эллиптических галактиках? Ведь они находятся на огромных расстояниях друг от друга!

Что же заменяет силы сцепления между звездами в эллиптических галактиках? Чем объясняется их неожиданное вращение, условно называемое в науке «твердым»?

Дать ответ на эти вопросы – одна из главных задач, стоящих сейчас перед наукой о космосе. Важность решения этой проблемы стала особенно очевидной после опубликования работ молодого советского ученого Ю. И. Ефремова. Он установил, что во Вселенной эллиптических галактик во много раз больше, чем галактик всех остальных типов вместе взятых.

Как мы уже знаем, внутренние области спиральных галактик тоже обладают «твердым» вращением. Поэтому следует искать какую-то общую причину, вызывающую такой характер вращения.

До сих пор речь шла о видимых очертаниях эллиптических галактик. Но ведь даже круглая монета, если смотреть на нее не прямо сверху, а сбоку, кажется