Загадки космоса - Кирилл Федорович Огородников Страница 5

Рис. 7. Эллиптические галактики с различным сжатием.

Как же определить действительную форму эллиптических галактик?

Если бы речь шла об одной-единственной галактике такого типа, то задача была бы неразрешимой. Ведь по очертанию предмета, видимого только с одной стороны, никак нельзя судить о его глубине и объеме. Одно и то же видимое изображение может быть у бесчисленного множества разных тел.

К счастью, эллиптических галактик на небе много, и поэтому оказалось все-таки возможным, хотя и косвенным путем, определить их истинную форму.

Рис. 8. Трехосный эллипсоид.

АА1 = 2а – большая ось; ВВ1 = 2в – средняя ось; СС1 = 2с – малая ось

Несомненно, что наблюдаемые эллиптические галактики повернуты к нам разными сторонами. Но, несмотря на это, все они выглядят на фотографиях эллипсами. Следовательно, эллиптические галактики должны иметь вид тела, известного в науке под названием эллипсоида.

Эллипсоид может иметь три разные по величине оси – большую 2а, среднюю 2в и малую 2с. Такой эллипсоид мы будем называть трехосным (рис. 8). В зависимости от того, в каком направлении мы смотрим на эллипсоид, его видимые (кажущиеся) размеры и формы меняются, но он всегда будет иметь вид эллипса, а не какой-либо иной фигуры.

Если же у эллипсоида средняя ось равна большой оси, то он называется двухосным. У таких эллипсоидов только две неравные оси: малая и большая. По форме двухосные эллипсоиды напоминают приплюснутый резиновый мяч.

Известно, что наша Земля слегка сплюснута у полюсов, имеет форму двухосного эллипсоида с небольшим сжатием и вращается вокруг малой оси. Поэтому наибольшая центробежная сила у нее оказывается в тех точках поверхности, которые находятся дальше всего от оси вращения, то есть на экваторе. И если бы Земля вращалась примерно © семнадцать раз быстрее, чем она вращается сейчас, и совершала бы полный оборот не за сутки, а за полтора часа, то центробежная сила на экваторе уравновесила бы притяжение, и все тела на экваторе стали бы невесомыми [1].

[1 Именно благодаря этому становятся невесомыми летчики-космонавты и все предметы, находящиеся внутри искусственных спутников Земли Ведь они вместе со спутником обращаются вокруг Земли с такой скоростью, что облетают Землю за полтора часа]

Так же вокруг малой оси вращаются и сильно сжатые эллиптические галактики, но их вращение настолько быстрое, что центробежная сила на экваторе часто превосходит притяжение и поэтому вдоль экватора выбрасывается диффузное вещество. Темные полосы сильно сжатых галактик типа Е6, Е7 и есть выбрасываемая ими материя. Таким образом, по этим полосам можно с достоверностью судить не только о скорости вращения галактик, но и об их форме.

Бывают и вытянутые двухосные эллипсоиды. Если их средняя ось одинакова не с большой, а с малой осью, они оказываются вытянутыми, как ткацкое веретено. Эллиптические галактики такой формы не бывают, но перемычки некоторых пересеченных спиральных галактик имеют подобную форму.

При равенстве всех трех осей эллипсоид превращается в шар, и шаровые галактики всегда видны нам в форме круга. Такие галактики обозначаются символом ЕО. В их число может попасть какое-то количество эллиптических галактик, в действительности имеющих форму двухосного эллипсоида и повернутых к нам так, что мы их видим вдоль малой оси (оси вращения). Но таких галактик очень мало.

Эллиптические галактики – самый многочисленный и самый простой по строению тип галактик.

СПИРАЛЬНЫЕ ГАЛАКТИКИ

Спиральные галактики не имеют такой четкой геометрической формы, как эллиптические. Их отличительная черта – спиральные ветви, или изогнутые широкие и яркие рукава, которые начинаются где-то вблизи ядра и, постепенно сужаясь, удаляются от центра к краю.

Обычно у спиральных галактик бывает две ветви, исходящие из противоположных сторон ядра. Есть и такие, у которых имеется три и больше ветвей. Они возникают в результате разветвления первоначальных более мощных ветвей.

Обыкновенные спиральные галактики (такие, как М51) мы будем обозначать символом SA.

Буква S указывает на спиральную структуру галактики (от латинского spira – извив змеи), буква А говорит о том, что эта галактика обыкновенная, у которой спиральные ветви начинаются непосредственно из ядра. Другой тип спиральных галактик обозначается символом SB. У этого типа галактик наблюдается как бы перекладина, соединенная с ядром, причем спиральные ветви начинаются от концов этой перекладины. Отсюда возникло обозначение таких галактик: в символе SB буква «В» происходит от английского слова barred – пересеченный.

Пространственная форма SA-галактик больше всего приближается к сильно сжатому двухосному эллипсоиду. Если бы для SA-галактик был принят индекс определения степени сжатия, как для эллиптических галактик, то SA-галактикам пришлось бы дать индекс А9 и даже А9,5, так как их малая ось составляет не 30% длины большой оси, как у галактик типа Е7, а только 10 и даже меньше процентов.

На рис. 9 изображена фотография SA-галактики, видимой «с ребра». Ее толщина составляет около 1/10 длины. Кроме того, при взгляде на фотографию видно, что сравнение SA-галактик с эллипсоидами очень условно. В самом деле, в ее центре мы видим сверху и снизу две симметричные выпуклости, которые явно говорят о том, что у галактики имется ядро. Оно не так сильно сжато, как вся галактика.

Темная полоса в SA-галактиках выражена гораздо отчетливее, чем в любой из эллиптических галактик, что означает значительно большую неустойчивость по сравнению с наиболее быстро вращающимися эллиптическими галактиками.

Спиральные галактики типа SA, так же как и эллиптические, не все одинаковы по своему виду.

У некоторых, как например у М51, спиральные ветви сплошные и резко очерчены. У других – спиральные ветви не сплошные, состоят из ярких утолщений и темных участков, а на концах распадаются на отдельные сгустки.

Рис. 9. Обыкновенная спиральная галактика, видимая «с ребра».

Астрономы считают, что галактики со сплошными ветвями – сравнительно молодые, а с разорванными ветвями – более старые. В зависимости от состояния ветвей, галактики классифицируют на самые молодые (SAa), постарше, с разорванными рукавами (SAb), и старые (SAc), то есть такие, у которых от спиралей уже почти ничего не осталось. Их ветви можно с трудом проследить в нагромождении отдельных сгустков вблизи центра галактики (рис. 10). Наиболее старые галактики обозначаются символом SAd.