logo search
Конспект лекций по физике 3 части / Лекция 17 2007 ФизкартМИРа

10.20. Горячие точки Вселенной

После тщательного изучения строения пекулярных (неправильных) двойных галактик, в результате наблюдений было выявлено, что эти галактики соединены перемычками (ветвями), состоящими из пыли, газа и звезд, и образуют единую систему.

Спектры от пекулярных двойных галактик показали, что красные смещения их различны. Это противоречит предположению, согласно которому величина красного смещения должна быть одной и той же, т.к. объекты находятся на одном и том же расстоянии от Земли.

В связи с этим некоторое ученые считают, что в действительности галактики разнесены на большие расстояния, но находятся на одном луче зрения.

Согласно другой точке зрения эффекты различия красного смещения - компонент одной физической системы - вызван старением фотонов, в результате их длительного странствования в космических глубинах Вселенной (гипотеза А. Белопольского – вывод автора).

Например, в спектре одного из квазаров обнаружено смещение основной спектральной линии (-линия серии Лаймана) из ультрафиолетовой области спектра в голубую, что дало возможность сфотографировать ее с Земли.

Ученые полагают, что, если квазар находится на космологическом расстоянии 8 -11 млрд. световых лет, то его излучение, проходя сквозь межгалактическую среду, должно встретить на своем пути облака атомов водорода, которые поглощают излучение в области спектра, лежащей между тем участком, где должна находиться несмещенная -линия серии Лаймана, и тем, где она обнаружена.

Концентрация атомов водорода в межгалактическом пространстве меньше, чем в галактическом  105 раз.

Поэтому полагают, чтобы объяснить недостаточное поглощение, что водород может присутствовать в ионизированном состоянии, в котором он не поглощает излучение квазара.

Излучение некоторых квазаров меняется в течение суток, а мощность излучения составляет  10 63 эрг, что эквивалентно излучению 10000 млрд. звезд.

Законы физики требуют, что в этом случае размеры квазара должны быть не менее размеров Солнечной системы.

Но как тогда разместить столько звезд? В табл. 10.4 приведены расстояния от Земли до ближайших объектов Вселенной.

Таблица 10.4

Звезда

Созвездие

R, парсек

Спектральный класс

Проксима (-Центавра)

Сириус (- Большого Пса)

 - Эридана

61 - Лебедя (двойная звезда)

Процион ( - Малого Пса)

 - Кита

2

Альтаир ( - Орла)

М 10 (галактика, туманность)

70 Змееносца (двойная звезда)

М 12 (галактика, туманность)

Фомальгаут ( - Южной Рыбы)

Вега ( - Лиры)

 - Девы (двойная звезда)

Поллукс ( - Близнецов)

Арктур ( - Волопаса)

Кастор ( - Близнецов)

Капелла ( - Возничего)

Альдебаран ( - Тельца)

Регул ( - Льва)

Алголь

( - Рыб)

Гиады (Звездное скопление)

,  Ворона

Ахернар

Спика ( - Девы)

Антарес ( - Скорпиона)

( - Центавра)

( - Южного Креста)

Альбирео

Аламак

Плеяды (Звездное скопление)

Ясли

Денеб ( - Лебедя)

Ригель ( - Ориона)

Бетельгейзе ( - Ориона)

М31 Галактика Андромеда

Центавр

Большой Пес

Эридан

Лебедь

Малый Пес

Кит

Эридан

Орел

Змееносец

Южная рыба

Лира

Дева

Близнецы

Волопас

Близнецы

Возничий

Телец

Лев

Рыбы

Телец

Ворон

Эридан

Дева

Скорпион

Центавр

Южный Крест

Лебедь

Андромеда

Телец

Рак

Лебедь

Орион

Орион

Андромеда

1,35

2,7

3

3,4

3,5

3,68

4,9

5

5

5,4

5,8

7

8,1

10

10,7

11,1

13

13,7

20,8

25,6

32

40

40

40

43,5

47,7

52,5

62,5

67

125

125

130

160

170

200

200

5,2105

А

F

F

А

А

К

К

А

G

К

А

В

М

А

В

М

Возможно, что квазары представляют собой ядра галактик, в которых происходит цепная реакция взрывов сверхновых, материя которых поглощается центральной черной дырой. Предложено рассматривать гравитационный источник энергии, т.к. гравитация может дать в 100 раз больше энергии, чем взрывы сверхновых или взаимодействие вещества и антивещества.

Фотографии некоторых галактик свидетельствуют о том, что в них происходят гигантские взрывы, в результате которых в течение длительного времени (миллионы или даже миллиарды лет) с большой скоростью разлетаются огромные массы вещества. Наблюдаются выбросы (галактика Геркулес А) гигантских колец (размерами больше нашей Галактики Млечный путь), заполненными неизвестным веществом - проматерией или истекают колоссальные струи до расстояний в 500000 световых лет, состоящие из каких-то субатомных частиц и сгустков материи размерами с небольшие галактики, излучающими голубой свет.

В табл. 10.5 указаны расстояния от Земли до некоторых туманностей.

Таблица 10.5

Туманности Галактики "Млечный путь"

NGC

M

Название

R, св.лет

Созвездие

Диффузные туманности

IC 59

6960

6992-5

1976

1977

6618

6514

6523

1952

42

17

20

8

1

 Кассиопеи

Сеть

Большая туманность Ориона

42 Ориона

Подкова или Омега

Тройная

Лагуна

Крабовидная

650

1300

1300

980

1300

3200

2200

2500

6500

Кассиопея

Лебедь

Лебедь

Орион

Орион

Стрелец

Стрелец

Стрелец

Телец

Планетарные туманности

2392

7009

7293

3242

246

6720

6853

57

27

Сатурн

Улитка (Геликс)

Кольцевая

Гантель

1300

1300

650

1950

1600

2300

980

Близнецы

Водолей

Водолей

Гидра

Кит

Лира

Лисичка

Примечание: NGC - номер по каталогу Дрейера;

М - номер по каталогу Мессье;

R - расстояние до туманности в световых годах.

По современным данным во Вселенной должно находиться >10 9 галактик. Расстояние между галактиками в среднем 500000 парсек (пк). Галактики во Вселенной расположены относительно ближе друг к другу, чем звезды. Среднее расстояние между звездами на 7-8 порядков превышает их диаметры, а межгалактические расстояния превышают поперечники галактик лишь на один порядок.

Мир галактик разнообразен. Обнаружены радиогалактики. Амбарцумян обнаружил у некоторых эллиптических галактик галактики-спутники, излучающие голубой свет, что вызвано непрерывным излучением. Это самые молодые из звездных систем.

Следовательно, на первой стадии эволюции галактики характеризуются нестационарностью, что можно видеть на примере радио- и голубых галактик.

Наблюдаемые в некоторых галактиках выбросы из их ядер, а также факт интенсивного истечения газа из ядер нашей Галактики "Млечный Путь", где его должно быть немного, указывает на возможность существования в ядрах какого-то сверхплотного вещества, распад которого и приводит к наблюдаемым явлениям. Это полностью отвечает гипотезе Амбарцумяна, считающего, что не только рождение звезд, но и возникновение галактик происходит из сверхплотного вещества ядер галактик, т.е. процесс идет от сверхплотного состояния вещества к менее плотному состоянию. Это положение противоречит классическим представлениям (идеи Джинса и др.) об образовании галактик и звезд путем сгущения разреженного космического газа и пыли.

По последним данным, из анализа многих фактов, следует, что в настоящее время процесс образования звезд протекает лишь в неправильных галактиках (в них много пыли и газа) и в ветвях спиральных галактик. Воронцов-Вельяминов на основании исследований кратных и взаимодействующих и взаимопроникающих галактик полностью отвергает предположение о случайности образования групп галактик и утверждает их совместное рождение. Он пришел к выводу, что в эволюции галактик в больших масштабах проявляются какие-то новые, неизвестные науке космические силы.

Воронцова-Вельяминова поразили эффекты, которые никак нельзя было объяснить действием закона тяготения Ньютона. Если не могло быть никаких сомнений в действительности существования хвоста у Магелланова Облака или направленного прочь от нашей Галактики "Млечный Путь" придатка, то наличие перемычки между Магеллановым Облаком и нашей Галактики нужно еще доказать. На полученных Цвикки фотографиях галактических пар также наблюдались хвосты, а приливные выступы и перемычки либо совсем отсутствовали, либо были едва заметны. Если приливы вызваны гравитационными силами, то передний выступ не может быть меньше заднего, а если тела расположены достаточно близко, то будет наблюдаться даже обратный эффект. Остается предположить, что здесь действуют какие-то иные космические силы.

Изучив атлас Маунт-Паломарской обсерватории, Воронцов-Вельяминов обнаружил не менее 500 взаимодействующих галактик, которые могли возникнуть только совместно, а не в результате случайного столкновения.

Первый признак взаимодействия - это искажение нормальной формы, что проявляется в виде всевозможных придатков, хвостов и перемычек.

Магеллановы Облака плавают в невидимой атмосфере водорода. Возможно, что общее водородное облако окутывает и наш "Млечный Путь", который отстоит от Магеллановых Облаков дальше, чем они друг от друга. Тонкий слой диффузной газовой материи в нашей Галактике по отношению к плоскости ее экватора приподнят в сторону Магеллановых Облаков и настолько же опущен с противоположной стороны. Такое явление, вызванное галактическими взаимодействиями, обнаруживается и у других подобных галактик.

Как правило, расстояния между взаимодействующими галактиками меньше их видимых размеров. В ряде случаев наблюдаются галактические пары, которые, несмотря на их близость, не обнаруживают искажения формы. Перемычки и хвосты нельзя объяснить действием гравитационных сил (приливов), которые могли вызвать лишь короткие конусообразные выступы, яркость их увеличивалась бы к основанию. Существование двойных перемычек опровергает приливную природу возмущений галактических форм. Перемычки представляют собой тонкие волокна, вытянутые между взаимодействующими галактиками. Форма волокон весьма причудлива и разнообразна. У одной и той же галактической пары волокна могут быть и прямыми, и причудливо изогнутыми, что никак нельзя объяснить действием приливных сил.

Иногда перемычка является одновременно и спиральной ветвью той или иной из взаимодействующих систем. Это наблюдается, у близкой к нам, паре галактик NGC194-5, где большая спиральная галактика выбросила в меньшую галактику одну из спиральных ветвей. Найдено еще несколько подобных систем. В некоторых системах обнаружены в перемычках между галактиками голубые сгущения, состоящие из горячих звезд. Следовательно, перемычки и хвосты у галактик, и их спиральные ветви состоят из одного и того же материала - из горячих звезд, при этом содержание газа в них мало.

Предполагается существование у спиральных ветвей и других звездосодержащих вытянутых образований какой-то особой вязкости, делающих их устойчивыми и долгоживущими системами. Не отрицая существования гравитационных сил между звездами, предполагается, что сами галактики связаны между собой неизвестными космическими, могучими силами.