Загадки космоса - Кирилл Федорович Огородников

Совсем недавно на этот вопрос трудно было ответить. Но теперь такая возможность имеется благодаря трудам группы советских астрономов во главе с профессором Б. А. Воронцовым-Вельяминовым. Эта группа провела очень большую и важную работу по составлению атласа фотографий «взаимодействующих» галактик, то есть тесных групп из двух, трех и более звездных систем. Благодаря этому атласу мир галактик предстал перед астрономами в новом свете. Было обнаружено существование новых типов галактик, и выяснилось, что в мире галактик наряду с силой взаимного притяжения значительную роль играют силы отталкивания, природа которых пока не известна. Но это не беда. Всегда каждый новый шаг в развитии науки не только приносит решение каких-то задач, но и ставит перед наукой новые проблемы. Без этого развитие науки должно было бы остановиться. В чем причина образования спиральных ветвей у многих галактик? Это одна из трудных задач, которую удалось решить. До недавнего времени считалось, что спиральные ветви галактик вытекают из их ядер. Причина этого истечения была не совсем ясна, но другого объяснения не было, и постепенно все астрономы привыкли к этой мысли. Однако теорию истечения ветвей можно было сравнительно легко применить только к SA-галактикам, у которых ветви закручиваются плавно. Но зато SB-галактики явно противоречат этой теории. В самом деле, чем тогда объяснить, что в SB-галактиках истечение (если оно действительно происходит из ядра) совершается сперва прямолинейно, образуя перекладину галактики, а затем резко переламывается и дальше идет под углом в 90° к первоначальному направлению, образуя ветви? Не может же сила, заставляющая вещество ветвей истекать из ядра, быть направленной под прямым углом к направлению истечения. Поэтому отношение к SB-галактикам было двойственным: с одной стороны, их считали родственными SA-галактикам (у обоих типов были ядра и ветви); с другой стороны, наличие перемычки заставляло отделять их от SA-галактик. У некоторых SB-галактик прямолинейные перемычки очень небольшие по сравнению с размерами ядра. Они имеют вид коротких выступов из ядра, от которых начинаются ветви. В отдельных случаях эти выступы едва заметны и такие SB-галактики почти не отличаются от галактик типа SA. Поэтому французский астроном Ж. Вокулер предложил обозначать их символом SAB, подчеркивая промежуточность такого типа галактик. Но подавляющее большинство SB-галактик весьма заметно отличается от SA-галактик, и их легко отличить друг от друга с первого взгляда. Оставалось совершенно непонятным, почему «истечение» ведет себя по-разному у SA- и SB-галактик. Это была загадка номер один. Она и заставила астрономов назвать SA-галактики «нормальными», с тем чтобы подчеркнуть странный излом спиральных ветвей у SB-галактик и найти его особые причины. Такой взгляд на излом спиральных ветвей SB-галактик был возможен только до тех пор, пока этот вид галактик считался исключительным.

Но за последние годы выяснилось, что SB-галактики так же многочисленны, как и SA-галактики, и поэтому представление об особых, каких-то исключительных причинах, вызвавших появление необычного излома спиральных ветвей, пришлось отклонить, как противоречащее наблюдениям. Большую роль в опровержении этой старой точки зрения сыграл «Атлас взаимодействующих галактик» проф. Б. А. Воронцова-Вельяминова. Изучение фотографий «Атласа» привело к выводу, что спиральные ветви галактик не истекают из ядра после его образования, а формируются одновременно с ядром, то есть возникают в процессе формирования всей галактики в целом.

Выяснилось, что галактики зарождаются в виде сгустков, образующихся в длинных и сравнительно узких жгутах вещества. В зависимости от окружающих условий одни галактики уже с самого своего зарождения принимают продолговатую форму, а другие – округлую. По мере формирования галактики постепенно втягивают в себя вещество первичного жгута и начинают вращаться. Вытянутые галактики формируются в тип SB, а круглые – в тип SA. Следовательно, спиральные ветви галактик не могут быть результатом истечения из ядра, а представляют собою остатки жгутов вещества, из которых формируются галактики. Поэтому оба вида спиральных галактик встречаются одинаково часто, и не имеет смысла один вид считать «нормальным», а другой – «особым».

Попутно разрешим еще одну загадку. Вполне очевидно, что вид одной и той же SA-галактики будет различен в зависимости от видимого расположения ее оси вращения. Если ось направлена прямо на нас, то галактика выглядит совершенно круглой, и хорошо видны ее спиральные ветви и центральное ядро (вид «плашмя»). Если же ось вращения галактики перпендикулярна к нашему лучу зрения, то галактика представляется нам в виде вытянутой полоски, более широкой в ее центральной части (где находится ее ядро) и постепенно сужающейся к обоим концам (вид «с ребра»). Кроме того, вдоль экватора галактики часто видна темная полоса материи (см. рис. 11). Такая галактика по своему виду похожа на эллиптическую, с той лишь разницей, что строение эллиптической галактики совершенно однородно, а у спиральной, видимой «с ребра», обычно имеются отдельные сгущения и разрежения во всех ее частях. Очевидно, что спиральных ветвей, которые служат отличительной особенностью всех SA-галактик, в этом случае не видно.

При иных расположениях оси вращения галактика будет выглядеть более или менее сжатой в зависимости от величины угла, образованного ее осью с лучом зрения наблюдателя.

Так как оси вращения различных галактик имеют самые разнообразные направления в пространстве, то только сравнительно небольшая часть галактик повернута к нам точно «ребром». Теория вероятности позволяет заранее подсчитать число галактик, видимых «с ребра». В начале 20-х годов XX века английский астроном Рейнольде, а затем и другие ученые обнаружили из наблюдений, что галактик, видимых «с ребра», в несколько раз больше, чем следует из подсчетов по теории вероятности. Этот факт не может иметь случайных причин. Представьте себе, что мы гуляем в толпе народа по широкому полю и вдруг заметили, что большинство идущих в разных направлениях людей повернуты к нам боком, в профиль, либо, наоборот, спиной или лицом. Мы бы, наверное, заподозрили какую-нибудь причину, которая заставила людей обратить на нас свое внимание и либо смотреть на нас с любопытством, либо, наоборот, делать вид, что нас не замечают.

Чем же можно объяснить, что галактик, видимых «с ребра», очень много? Вспомним, что кроме спиральных галактик типа SA, видимых «с ребра», существуют галактики, имеющие веретенообразную форму эллипсоидов Якоби. Такие галактики всегда выглядят вытянутыми, как бы они ни были к нам повернуты. Лишь в очень редких случаях, когда к нам повернута большая ось эллипсоида, эти галактики кажутся сферическими. Так, может быть, чрезмерный избыток SA-галактик, видимых «с ребра», объясняется тем, что многие веретенообразные галактики мы ошибочно принимаем за спиральные SA-галактики? Остается детально изучить фотографии галактик и выяснить, не найдется ли среди них веретенообразных, которые по ошибке