Модель образования и эволюции галактик

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Предлагаемая модель образования и эволюции галактик построена на предположении, что все звездное население галактики рождено из вещества ее ядра.

Главной задачей теории спиральной структуры, опирающейся на наблюдательные данные, является объяснение двух моментов.

Первый - почему многие галактики, содержащие диски как элемент своей структуры, имеют отчетливо выраженный спиральный узор, охватывающий весь видимый в оптическом диапазоне диск?

И второй - почему этот узор существует на протяжении многих оборотов галактики, несмотря на разрушающее действие дифференциального галактического вращения?

Галактическое ядро производит свой первый штатный распад, сбросив с себя первый внешний слой вещества, продукт которого разделился на N плоских порций вещества. Все они остались вблизи поверхности ядра галактики, создав вокруг него герметичный защитный «саркофаг».

Когда первая плоская порция вещества покидает защитный «саркофаг» ядра галактики, она сворачивается в сферически дискретное ядро и начинает медленное удаление от ядра галактики. Так вблизи галактического ядра появляется ядро первого спутника галактики.

Ядро спутника галактики также производит свой первый штатный распад, в результате которого вокруг ядра спутника галактики образуется его защитный «саркофаг», состоящий из N плоских порций вещества. Со временем, они последовательно покидают его, сворачиваясь в сферически дискретные ядра - ядра звездных ассоциаций.

Из части ядер звездных ассоциаций галактическое ядро формирует свое тело, равномерно располагая их вокруг себя по сфере.

Со временем ядра звездных ассоциаций, накапливающиеся в развивающемся теле центрального объекта галактики, рождают ядра звезд, оставляя их вблизи себя. Ядра звезд, в свою очередь, рождают ядра последующих иерархий.

До тех пор пока в телах звезд, находящихся в теле центрального объекта галактики, не родятся ядра химических элементов, они остаются оптически не наблюдаемыми.

В процессе удаления ядра спутника галактики от ядра галактики оно совершает орбитальное движение в заданной плоскости, находясь внутри полого тела центрального объекта галактики.

Круговое орбитальное движение ядра спутника галактики осуществляется одновременно с удалением его от ядра галактики. В результате совмещения кругового движения с радиальным удалением суммарная орбита ядра спутника галактики принимает вид постоянно расширяющейся спиральной орбиты.

Эта закономерность распространяется на все без исключения системы, состоящие из центрального тела и его спутников. Причиной тому является ускоренное удаление спутников от их центральных тел. Эта закономерность подтверждается многочисленными наблюдениями.

Движение ядра спутника галактики по ускоренно расширяющейся орбите внутри полого формирующегося тела центрального объекта галактики, в конечном счете, приводит к тому, что ядро спутника галактики достигает внутренней границы тела центрального объекта галактики и внедряется в него.

С этого момента тело центрального объекта галактики начинает вращение вокруг своей оси, перпендикулярной плоскости обращения ядра спутника галактики, со скоростью равной скорости орбитального движения ядра спутника галактики. До момента внедрения ядра спутника галактики в тело центрального объекта галактики оно не имело собственного вращения.

Чёрные дыры вращаются вокруг своей оси.

Астрономы получили наблюдательные подтверждения того, что некоторые чёрные дыры вращаются вокруг своей оси, подобно водоворотам.

"Мы видим, что почти все космические объекты вращаются вокруг своих осей, это и планеты, и звёзды, и галактики," - говорит Strohmayer. "С чёрными дырами - сложнее, очень трудно непосредственно увидеть, что они вращаются, так как у них нет твердой поверхности, по которой можно было бы отметить вращение. Мы можем, однако, видеть свет, излучённый веществом… Вещество очень быстро вращается вокруг чёрной дыры…"».

Эта закономерность так же распространяется на все иерархии небесных объектов мира. Факт отсутствия собственного вращения у небесных тел любой иерархии, например у Меркурия, Венеры, Луны и большинства спутников планет, свидетельствует о том, что ядра их будущих спутников еще не вклинились в полые тела этих небесных объектов. Наличие же собственного вращения у таких небесных тел как Солнце, Земля, Марс, Юпитер и т.д., свидетельствует о том, что в полые тела этих объектов уже внедрились с внутренней стороны тела ядра их будущих спутников.

Внедрившись в тело центрального объекта галактики, ядро спутника галактики продолжает движение по ускоренно раскрывающейся орбите вокруг ядра галактики. После того, как ядро спутника галактики проникнет сквозь полое тело центрального объекта галактики и приблизится к внешней границе его, «нагрузка» на ядро спутника галактики, связанная с раскручиванием тела центрального объекта галактики, уменьшиться, и ядро спутника галактики увеличит свою орбитальную скорость. Это приведет к тому, что встречные ядра звезд, находящиеся в теле центрального объекта галактики, будут «выбиты» ядром спутника галактики за пределы тела центрального объекта галактики. В результате такого «пинка» ядра звезд приобретают эллиптическую орбиту вокруг центрального объекта галактики.

В процессе движения по эллиптическим орбитам ядра звезд формируют свои тела. С момента рождения в телах звезд химических элементов они становятся оптически наблюдаемы:

«… астрономы обнаружили следы очень молодых (до 10 миллионов лет) массивных звёзд, эллиптические орбиты которых проходили вблизи центра Млечного пути…».

«… Звезду S2 наблюдали в течение десяти лет в нескольких обсерваториях. S2 делает полный оборот вокруг Стрельца А* каждые 15,6 лет, максимально приближаясь к нему на 17 световых часов, и удаляясь на пять световых дней».

В процессе движения по эллиптическим орбитам звезды постепенно наращивают свои тела и приобретают менее вытянутые орбиты.

Со временем, в центре галактики образуется «кольцо» из молодых звезд, осуществляющих движение по ускоренно раскрывающимся орбитам вокруг тела центрального объекта галактики:

«…Наблюдения Galaxy Evolution Explorer показали, что вокруг галактики присутствует светящееся в ультрафиолетовом диапазоне кольцо. По словам исследователей, излучение указывает на то, что в кольце происходят активные процессы образования молодых звезд».

«большая группа очень молодых и весьма массивных звёзд в самом центре Галактики давно озадачивала астрономов, так как ближние окрестности супермассивной чёрной дыры (с массой более 3 миллионов Солнц) -- это совсем не то место, где могли бы рождаться звёзды. Как охарактеризовал загадку один из участников исследования, это -- "парадокс молодёжи".

Возможно, что такое образование достаточно типично для галактик -- нечто похожее, только куда более грандиозное, недавно нашли в самом центре галактики Андромеды и тоже назвали "загадкой молодых звёзд". Все детали такой эволюции ещё предстоит выяснить».

Звезды, образующие «кольцо» вокруг центрального объекта галактики, осуществляют движение по ускоренно раскрывающейся орбите. Таким образом, радиус этого кольца со временем увеличивается.

Обращаясь по спиральной орбите в верхних слоях тела центрального объекта галактики, ядро спутника галактики осуществляет постоянную «подпитку» кольца из звезд, «катапультируя» во внутреннюю часть его ядра звезд из тела центрального объекта галактики, которые со временем формируют свои тела и приобретают оптическое свечение. Так постепенно вокруг центрального объекта галактики формируется дискообразное скопление звезд:

«… астрономы выявили концентрированный диск из приблизительно 400 очень молодых голубых звёзд, имеющий диаметр всего-навсего 1 световой год. Эти звёзды вращаются вокруг чёрной дыры наподобие планетарной системы… снаружи кольца молодых звёзд лежит ещё один диск диаметром уже в 5 световых лет. Он заполнен множеством старых красных звёзд. Его происхождение -- такая же тайна. Красный диск лежит в той же плоскости, что и голубой, и, вероятно, как-то связан с последним.

Тод Лоер отмечает, что подобные структуры могут оказаться правилом для галактик. Есть косвенные данные о существовании очень молодых звёзд, живущих вплотную к ядру -- в нашей собственной галактике -- Млечном пути».

В том, что сначала образуется центральный регион галактики, который со временем расширяется, предлагаемая модель образования диска галактики согласуется с одной из существующих гипотез образования галактик:

«… Полученные астрономами результаты можно рассматривать как косвенное подтверждение теории об образовании галактик изнутри наружу…».

Таким образом, за время движения по спиральной орбите во внешней части тела центрального объекта галактики ядро спутника галактики постепенно изнутри формирует плоскую составляющую галактики в виде звездного диска галактики. Такие звездные диски были названы эллиптическими галактиками.

«… За последнее время стало ясно, что ядра эллиптических галактик являются источником удивительно мощного голубого и ультрафиолетового света. Голубое излучение спиральных галактик обусловлено свечением массивных молодых горячих звезд, населяющих их… Действительно, центр состоит из тысяч ярких голубых звезд…».

В процессе движения во внешней части тела галактики ядро спутника галактики продолжает рождать ядра звездных ассоциаций, из которых до внедрения ядра спутника галактики в тело центрального объекта галактики формировалось тело центрального объекта галактики. Рождаемые ядра звездных ассоциаций, так же как и ядра звезд тела центрального объекта галактики, «катапультируются» в плоскую составляющую галактики. Так же как и ядра звезд, ядра звездных ассоциаций со временем наращивают свое тело и персональное пространство. В телах звездных ассоциаций не рождаются химические элементы, поэтому в отличие от тел звезд тела звездных ассоциаций пожизненно остаются оптически ненаблюдаемыми.

Со временем центральные объекты звездных ассоциаций рождают свои звезды.

«Многие яркие точечные источники на этом рентгеновском снимке, полученном Обсерваторией Чандра, располагаются внутри эллиптической галактики NGC 4697… Рентгеновские источники происходят из нейтронных звезд и черных дыр в двойных звездных системах… Большое число рентгеновских двойных систем в галактике NGC 4697 находятся в … звездных скоплениях …».

«… На врезке показано рентгеновское излучение от нескольких черных дыр в M81, включая черные дыры в двойных звездных системах, масса которых примерно в десять раз больше солнечной, а также от центральной сверхмассивной черной дыры, которая более чем в 70 миллионов раз тяжелее Солнца…».

Центральный объект звездной ассоциации и вращающиеся вокруг него рожденные им звезды представляют собой отдельный объект, аналогом которого является Солнце с вращающимися вокруг него планетами солнечной системы. Этот объект наблюдается в виде компактного звездного скопления. Такие объекты обнаружены и в центре нашей галактики:

«… Уникальной особенностью скопления Арки является то, что оно расположено практически в самом центре нашей Галактики - всего в ста световых годах от него (и примерно на удалении 25 тыс. световых лет от Солнечной системы), где, согласно бытующим ныне представлениям, должна располагаться гигантская черная дыра… ».

После выхода ядра спутника галактики из тела центрального объекта галактики оно, лишившись своего «двигателя» прекращает вращение вокруг своей оси. С этого момента прекращается «подпитка» ядрами звезд и звездных ассоциаций плоской составляющей эллиптической галактики.

Форма и размеры эллиптических галактик зависят от того, вышло ли ядро спутника галактики за пределы тела центрального объекта галактики, или же оно еще остается в нем, продолжая поставлять в галактический диск ядра звезд и звездных ассоциаций. Поэтому форма и размеры галактики зависит от ее возраста.

Как бы не были велики запасы вещества в ядрах звезд и звездных ассоциаций, но и они, в конечном счете, заканчиваются. Поэтому наступает период медленной деградации эллиптической галактики.

В ядрах звезд содержится на одну иерархию меньше вещества, чем в ядрах звездных ассоциаций, поэтому в диске эллиптической галактики в первую очередь исчезают звезды, в свое время «выброшенные» из тела центрального объекта галактики. Так постепенно некогда стройная эллиптическая галактика теряет свою геометрическую форму и превращается в бесформенное образование, состоящее из центральных объектов звездных ассоциаций, удерживающих вокруг себя более молодые рожденные ими звезды.

Такие галактики называют неправильными, иррациональными галактиками.

Со временем запасы вещества в ядрах звездных ассоциаций полностью исчерпываются, и неправильная галактика постепенно исчезает из оптических наблюдений. Ее остатки могут наблюдаться в виде отдельных звезд, расположенных на некотором удалении от невидимого тела центрального объекта галактики. Поэтому они воспринимаются как отдельные звезды, рассеянные в пространстве между галактиками. Но и они вскоре исчезают, исчерпав все запасы вещества в их ядрах.

На этом заканчивается первый этап жизни галактики и начинается второй этап ее жизни.

Второй этап жизни галактики начинается с того же невидимого галактического ядра, с тем же защитным «саркофагом». Различие между ними состоит только в том, что на первом этапе в защитном «саркофаге» оставалось N-1 плоских порций вещества четвертой иерархии (одна такая порция вещества была израсходована на образование исчезнувшего населения галактики), а на втором этапе развития галактики в защитном «саркофаге» ее ядра останется уже N-2 плоских порций вещества.

Так же как и на первом этапе жизни, ядро второго спутника галактики, удаляясь от галактического ядра, пронизывает толщу полого тела центрального объекта галактики и приближается к его поверхности, где давление на него тела центрального объекта галактики несколько уменьшается, в результате чего ядро спутника галактики увеличивает свою орбитальную скорость.

В результате увеличения орбитальной скорости ядра спутника, происходит выбивание встречных ядер звезд из тела центрального объекта галактики в плоскость галактики, в которой он совершает орбитальное движение. Эти ядра звезд начинают орбитальное движение по ускоренно расширяющейся орбите вокруг тела центрального объекта галактики, совпадающее по направлению не только с движением ядра спутника галактики, но и с направлением вращения тела центрального объекта галактики. То же самое происходит и с ядрами звездных ассоциаций, рожденными ядром спутника галактики. Таким образом, формируется кольцо из молодых звезд вблизи тела центрального объекта галактики.

Это происходит как на первом, так и на всех последующих этапах жизни галактики. Но дальнейшее расположение звезд и звездных ассоциаций в плоской составляющей галактики принципиально отличается от расположения их на первом этапе ее жизни.

Если ядро галактики рождает ядро своего первого спутника, то выбрасываемым им звездам и звездным ассоциациям ничего не мешает равномерно расположиться по всей плоской составляющей галактики, образуя вокруг тела центрального объекта галактики звездный диск. Но при рождении ядра второго спутника галактики условия кардинально изменяются. Это связано с тем, что вблизи тела центрального объекта галактики находится ядро первого спутника галактики, которое не успело удалиться от него. Оно продолжает движение по ускоренно раскрывающейся орбите вокруг центрального объекта галактики именно в той плоскости, в которую выбрасываются ядра звезд и звездных ассоциаций ядром второго спутника галактики. галактический орбитальный эллиптический спутник

Чем больше вещества содержится в ядре объекта, тем с большей орбитальной скоростью он перемещается вокруг центрального объекта и тем меньше скорость удаления его от центрального объекта. Скорость орбитального движения объекта вокруг центрального объекта обратно пропорциональна скорости удаления его от центрального объекта.

Ядро спутника галактики содержит больше вещества, чем ядра звезд. Поэтому, орбитальная скорость движения ядра спутника галактики вокруг центрального объекта больше орбитальной скорости движения звезд, расположенных в плоской составляющей галактики. Но их радиальная скорость удаления от центрального объекта галактики больше радиальной скорости удаления ядра спутника галактики. Эта закономерность имеет решающее значение в эволюционном развитии галактик.

В результате, звезды плоской составляющей галактики, выброшенные ядром второго спутника галактики из тела центрального объекта галактики, со временем приблизятся к орбите ядра первого спутника галактики.

Поскольку ядро спутника галактики окружено своим персональным пространством, к нему не могут приблизиться звезды и звездные ассоциации плоской составляющей галактики, тоже окруженные персональными пространствами.

«… были открыты новые детали строения Андромеды, включая удивительные отверстия в самом диске галактики...».

Этими «отверстиями» являются персональные пространства звездных ассоциаций, не позволяющие окружающим звездам диска галактики вторгнуться в них.

Так же и ядро первого спутника галактики своим персональным пространством не позволяет приблизиться к себе звездам плоской составляющей галактики. Поэтому ядро первого спутника галактики своим персональным пространством начинает разрезать на две части приближающийся к нему растущий звездный диск галактики, разгоняя их до своей скорости орбитального движения. Так в галактике в процессе формирования ее плоской составляющей начинают появляться два рукава, состоящие из звезд. Они вращаются вокруг центрального объекта галактики со скоростью ядра первого спутника галактики.

В результате того, что скорость удаления от тела центрального объекта галактики звезд, находящихся в рукавах галактики, больше скорости удаления ядра первого спутника галактики, они, пройдя его орбиту, теряют скорость орбитального движения, которую получили от ядра первого спутника галактики. Таким образом, за орбитой ядра первого спутника галактики скорость орбитального движения звезд, составляющих рукава галактики становится меньше, вследствие чего рукава галактики изгибаются. Поэтому рукава галактики изогнуты в противоположную сторону направления их вращения.

Этот тип галактик давно обнаружен в наблюдениях, но до сих пор не был приведен механизм их образования. Их назвали спиральными галактиками.

Недавно обнаруженные наблюдательные факты свидетельствуют в пользу «гипотезы, говорящей о том, что спиральные галактики растут изнутри. Что, рождаясь в центре, звезды начинают убегать от него по тем самым спиралям».

Ядро первого спутника галактики не только разделяет плоскую составляющую галактики на два рукава, но и сортирует звезды в рукавах в соответствии с количеством вещества, содержащимся в их ядрах. Звезды, в ядрах которых содержится меньше вещества, накапливаются в том рукаве галактики, который перемещается сзади ядра первого спутника галактики, а с большим количеством вещества - сосредотачиваются в рукаве, перемещающемся впереди него. Последствия этого проявятся после того, как в ядрах звезд предельно исчерпается вещество, и галактика перейдет в стадию неправильной галактики. Тогда один из рукавов галактики может исчезнуть, в то время как второй ее рукав будет еще наполнен звездным населением.

Рукава спиральной галактики образуются в результате воздействия ядра первого спутника галактики на звезды диска галактики. Но если галактическую плоскость, предназначенную для размещения рукавов галактики, не успело покинуть не одно, а два ядра спутников галактик, рожденных в предыдущие этапы жизни галактики, то такая галактика будет иметь не два, а три рукава.

Размеры спиральных галактик зависят от их возраста. Форма же их зависит от расположения ядер спутников галактик между их спиралями. В некоторых галактиках ядра их спутников успевают сформировать вокруг себя свое звездное население в персональном пространстве спутника галактики. По конфигурации ветвей спиральных галактик можно определить места расположения спутников галактик, которые могут находиться только между ветвями спиральных галактик, и посчитать их количество в них.

Именно потому, что скорость удаления от центрального объекта галактики звезд, находящихся в рукавах галактики, больше скорости удаления спутника галактики, а орбитальная их скорость меньше орбитальной скорости спутника галактики, создается впечатление, что рукава галактики обхватывают спутник галактики:

«Кажется, что спиральные рукава загадочной галактики NGC 1097 обхватывают ее маленького спутника...».

«… Большая галактика с хорошо развитой спиральной структурой, которая известна также как NGC 5194, возможно, была первой обнаруженной спиральной туманностью. Ее спиральные рукава и полосы пыли явно проходят перед галактикой-спутником (слева) - NGC 5195…».

И после того как рожденные из вещества ядра галактики спутники галактики в результате движения вокруг него по ускоренно расширяющейся орбите покинут галактический диск, они продолжают такое же орбитальное движение вокруг галактики.

«… Кроупа и его коллеги заметили, что значительная часть карликовых галактик, особенно далёких, располагаются примерно в одной плоскости вокруг Млечного Пути и вращаются в одну и ту же сторону, как планеты Солнечной системы вокруг Солнца …».

«… Французские астрономы обнаружили галактический диск вокруг Андромеды, используя Телескоп Канада-франция-Гавайи. а в этом диске было обнаружено множество карликовых галактик…

"Присутствие этого вращающегося диска с карликовыми галактиками вокруг Андромеды предполагает сильную связь между большой спиральной галактикой Андромеда и ее карликовыми спутниками" …».

После предельного исчерпания вещества в ядрах звезд и звездных ассоциаций спиральная галактика, так же как и эллиптическая галактика, утратит свою геометрическую форму и превратится в неправильную галактику, в которой будут наблюдаться хаотически разбросанные в плоскости галактики звездыю. Но даже после их исчезновения, сохранившееся в неприкосновенности вещество невидимого ядра галактики, будет по-прежнему окружено галактическим пространством, не позволяющим вторгнуться в него другим галактикам. Спиральная галактика, как и эллиптическая, возвращается на «круги своя». Как начали галактики свое развитие со своих ядер, так и заканчивают они каждый этап своей жизни невидимым ядром галактики, находящимся в центре галактического пространства.

«Согласно последним научным выводам черные дыры все же возникли раньше галактик. "Похоже, что первыми появились черные дыры, - заявил участник исследований, доктор наук Крис Карилли из американской Национальной радиоастрономической обсерватории. - Фактов, свидетельствующих об этом, становится все больше"…».

Размещено на Allbest.ru