школа. Эволюция галактик и звезд. Эволюция Галактик. Эволюция Звёзд. Солнечная Система
 Скачать 57.59 Kb.
|
Взгляды различных ученых на процессы рождения и развития галактик.К проблеме эволюции галактик ученые начали серьезно подходить в середине 40х годов. Эти годы ознаменовались рядом важных открытий в звездной астрономии. Удалось выяснить, что среди звездных скоплений, рассеянных и шаровых, имеются молодые и старые, и даже оценить их возраст. Прежде надо было выяснить численное соотношение между разными типами галактик. Непосредственное изучение фотографий полученные на обсерватории Маунт Вилсон, позволило Хабблу получить следующие результаты эллиптические - 23%, спиральные 59%, спиральные с перемычкой 15%, неправильные 3%. Однако действительное соотношение численности галактик разных типов оказалось иным. В 1948 г. Московский астроном Ю. И. Ефремов пришел к следующим выводам: эллиптические галактики в среднем на 4 звездные величины слабее спиральных по абсолютной величине. Среди них много галактик карликов. Если учесть это обстоятельство и сделать пересчет количества галактик в единице объема, то окажется, что эллиптические галактики примерно в 100 раз больше чем спиральные. И так, большая часть спиральных галактик оказалась галактики гиганты, большинство эллиптических галактик галактики карлики. Конечно, среди тех и других существовал некий разброс в размещении, имелись и эллиптические галактики гиганты, но в среднем было именно так. В 1947 году Х.Шепли обратил внимание на то, что количество ярких сверхгигантов постепенно убывает по мере перехода от неправильных галактик к спиральным, а затем к эллиптическим. Спиралях класса Sа, замечает Шепли, встречаются лишь очень мало звезд большой светимости, а в эллиптических галактиках они практически отсутствуют. Получалось, что молодыми являлись именно неправильные галактики и спирали класса Sс сильно разветвленными ветвями, спирали класса Sа и эллиптические галактики находились на более поздней стадии развития. Шепли тогда же высказал мысль, что переход галактик из одного класса в другой должен был занять громадные сроки и совсем не обязательно имел место. Возможно, что галактики образовались все такими какими мы их наблюдаем, а потом лишь медленно эволюционировали в направлении сглаживания и округления их форм. Уже давно было известно существование двойных галактик -это не случайные совпадения положений, не могли они быть и результатом захвата одной галактики другой. И вот не редко в этих парах галактики существовали спиральные с эллиптическими. Но галактические пары, очевидно, вместе и возникли. В1949 году в своей работе Кукаркин обращал внимание на давно обнаруженные, но часто забываемые обстоятельства существования не только пары, но и скопления галактик. Между тем возраст скопления галактик, судя по данным небесной механики, не может превышать 1012 лет. Таким образом, получалось, что практически одновременно образовались галактики разных форм. К концу сороковых и началу пятидесятых годов в космогонии галактик сложилось несколько направлений. Представители одного из них пытались построить новую гипотезу образования галактик из каких -то первичных, до галактических форм материи. Так Вейзеккер разработал теорию возникновения галактик из вращающейся массы, в которой значительную роль играла турбулентность. По его теории эллиптические галактики находились на самой поздней, а неправильные на самой ранней стадии развитии. Не согласовывался с этой гипотезой тот факт, что в эллиптических галактиках преобладают старые звезды. Значит, эллиптические галактики должны быть не только относительно, но и абсолютно старше спиральных Предложение, что эллиптические галактики образовывались раньше, а спиральные возникали в том же скоплении потом, слишком искусственно. К тому же данные о парных галактиках этому противоречат. Выход из положения наметился благодаря работам В. А. Амбарцумяна и его школы, показавшим, что звездообразование в нашей, а значит и в других галактиках, продолжается в наше время. Поэтому спиральные и неправильные галактики могут изобиловать молодыми звездами из населения I типа не потому, что эти галактики сами молоды, а потому, что в них имеются условия для звездообразования, тогда как в эллиптических галактиках они почему-либо отсутствуют. А. И. Лебединский, которому принадлежит основная идея гипотезы, исходил из следующих основных предположений: Галактики образовались из разреженного диффузного вещества, заполнявшего (и заполняющего) Метагалактику. Галактики возникали не одновременно, так что некоторые из них образовывались, когда другие уже существовали. Условия в метагалактическом пространстве в период формирования галактик мало отличались от современных. Ту массу газа, из которой образовалась наша (или какая-либо другая) Галактика, А. И. Лебединский назвал протогалактикой. Он полагал, что до начала сжатия состояние протогалактики было квазистатическим, то есть почти неизменным. Потом какие-то постепенные количественные изменения состояния протогалактики (например, увеличение плотности) привели к тому, что она начала сжиматься. Этому могли способствовать и потери энергии молекул газа при соударении с твердыми пылинками. Дальше сжатие протогалактики происходит почти по Джинсу: первоначально сферическая туманность вращается, а сжимаясь, начинает вращаться все быстрее, что приводит к ее уплощению, притом ничем не ограниченному. Но это вовсе не эллиптическая туманность наоборот, пока в протогалактике не возникнут звезды, она не может излучать, и мы не можем ее заметить. Но вот на некоторой стадии сжатия и уплощения в протогалактике возникают сгущения, сначала большие, в тысячи световых лет диаметром, потом все более и более мелкие. Самые большие дадут потом начало звездным облакам, меньшие звездным скоплениям, еще меньшие звездам. Образование звезд происходит путем гравитационной конденсации. Звезды появляются в наиболее уплощенных галактиках в спиральных. Спиральные ветви возникают потому, что в сильно уплощенных системах это энергетически выгодно (то есть не требует затраты энергии). Наоборот, при малом уплощении (как у эллиптических галактик) ни формирование спиралей, ни образование звездных облаков невозможны. Но вот образовалось первое поколение звезд, свет горячих сверхгигантов возбудили свечение газа протогалактика превратилась в галактику, стала наблюдаемой. Между тем звездообразование продолжается, галактика живет и эволюционирует. Теорию дальнейшей эволюции молодой спиральной галактики разработал Л. Э. Гуревич. Он доказал математически, что с образованием звезд в галактике начинается перераспределение момента количества движения, который выносится с небольшими массами наружу. Система разделяется на центральную часть, ядро, и периферическую часть, сильно сплющенную. Дальше гравитационные взаимодействия звезд и звездных скоплений приводят к постепенному росту отклонения их движений от круговых и к раскачке их в направлении, перпендикулярном экватору галактики. Галактика продолжает сжиматься в направлении ее радиусов, но расширяется вдоль оси. Сплющенность ее уменьшается. Происходит разбрасывание звезд из центральной части галактики во все стороны- образуется сферическая подсистема. А в плоской подсистеме продолжается образование молодых звезд из диффузной материи. Вновь образовавшиеся звезды со временем тоже уйдут из галактической плоскости. Гравитационные взаимодействия разрушат звездные скопления и ассоциации, потом распадутся звездные облака и спиральные ветви. Галактика превратится в эллиптическую. Ввиду исчерпания диффузной материи звездообразование прекратится. Недостатки Космогонической концепции А. И. Лебединского и Л. Э. Гуревича. Во-первых, в ней постулировалось существование никем не наблюдавшихся (ни раньше, ни потом) протогалактик. Во-вторых, авторы гипотезы не дали объяснения спиральной структуры галактик, ограничившись замечанием об энергетической выгодности этой структуры. |