КУЗНЕЦОВ А. И., КУЗНЕЦОВ А. Р.
В 1936 году Эдвин Хаббл создал морфологическую классификацию галактик, согласно которой в начале эволюционной последовательности идут эллиптические галактики — однородные и бесструктурные сфероиды, затем линзовидные, у которых уже можно различить два компонента — плоский диск и сфероидальный балдж, а за ними следуют разнообразные спиральные. У них есть и балдж, и диск, и спиральные рукава, и области звездообразования, а иногда глобальные бары (перемычки, пересекающие центр галактики), и множество более мелких структур. Он считал, что любая галактика сначала формируется как эллиптическая, а потом у нее постепенно развиваются и другие компоненты помимо сфероидального [1, с. 1].
До настоящего времени удовлетворительной теории возникновения и эволюции галактик не существует. Каждая из них имеет свои серьёзные недостатки.
Постараемся с использованием наиболее простой схемы классификации галактик Хаббла объяснить механизм, последовательность и разветвления в эволюции галактик (рис. 1), согласно нейтронной гипотезы образования Вселенной [2, с. 236].
Образовавшиеся первыми в центре пылегазового облака (галактики) суперзвезды имели сферическую форму и колоссальные размеры. Образование их происходило в то время, когда в облаке был большой избыток исходного материала. Появившиеся позже внутри этого облака суперзвезды имели меньшие размеры. Светимость их, по мере нарастания на поверхности оболочки, постепенно уменьшалась. Образовавшиеся суперзвезды сферической формы могли медленно перемещаться или парить внутри газопылевого облака, аналогично шаровой молнии. Их распределение в объеме имело примерно равномерный характер.
При достижении внутри центральной суперзвезды, под действием протекающих здесь термоядерных реакций, чрезмерного давления, произошло разрушение ее оболочки в наиболее слабых местах. При этом начиналось похожее на взрыв извержение с их поверхности вулканов (образование звезд). Оно сопровождалось мощным выбросом большой массы звездного вещества и обломков оболочки. Жерла, вулканов – это звезды. Первые вулканы, образующиеся на поверхности центральной сферической суперзвезды, привели к некоторому ослаблению ее оболочки, искажению ее формы в эллиптическую и началу ее медленного вращения под действием реактивных сил извергаемых из жерл потоков звездного ветра. Со временем произошло объединение нескольких «близко» расположенных жерл в более крупные. Это привело к резкому увеличению мощности извергаемых через них потоков.
Расположение крупных жерл (звезд) на противоположных сторонах суперзвезды, со смещением друг относительно друга, привело к началу ее вращения под действием реактивных сил извергающихся из жерл потоков звездного ветра. Эти потоки явились источниками образования спиралей в галактике и послужили импульсом для ускорения вращения существующих и вновь образующихся суперзвезд меньшего диаметра вокруг центра галактики (центральной суперзвезды) [3, с. 4]. Расположение таких жерл носило для разных галактик случайный характер, что и определяло направление их вращения.
Таким образом произошел переход галактики от сфероидальной (эллиптической) формы к спиральной. Согласно предлагаемой нами гипотезы эволюции галактик изменяется место расположения линзовидной галактики в классификационной схеме Хаббла (рис. 1). Он считал, что линзовидные галактики (So) - это переходный тип между эллиптическими и спиральными. При этом рукава служат основным признаком, по которому спиральные галактики отличаются от линзовидных. Однако, здесь есть существенная невязка: считается, что линзовидные галактики потратили или потеряли свой межзвёздный газ и поэтому частота формирования звёзд в них понижена. Они состоят в основном из старых звёзд. Непонятно, как они могут перейти в спиральные галактики, характеризующиеся мощным выбросом звездного вещества и активным звездообразованием.
По нашей гипотезе имеет место прямой переход эллиптической галактики в спиральную. С истощением запаса звездного вещества постепенно уменьшается мощность извергаемых потоков, скорость вращения, размер и величина закрутки рукавов спиральной галактики, а также их светимость. При этом спиральные рукава уже не являются непрерывными структурами, а состоят из отдельных кусочков. Спиральная галактика переходит в линзовидную, для которых характерно дисковое строение и отсутствие ярко выраженной спирали из-за небольшого содержания в них звездного вещества. После полного истощения энергии на месте мощных суперзвезд линзовых и спиральных с баром галактик образуются «черные дыры» [4, с. 19].
Вследствие большой скорости потоков, образующих ветви спирали, наиболее значительное количество расположенных «вблизи» суперзвезд вовлекается ими в это спиральное движение, образуя вращающийся диск плоской формы, состоящий из межзвёздного вещества, сгустков плазмы, пыли, молодых суперзвёзд и их скоплений.
Сама центральная суперзвезда представляет собой, находящийся в центре этого диска сфероидальный балдж. Образовавшиеся на центральной суперзвезде по поверхности, расположенной выше и ниже диска, жерла вулканов (звезды) меньшего диаметра извергают более слабые спиральные потоки звездного ветра. Они вовлекают в сферу своего влияния газ, пыль, обломки оболочки, образующие впоследствии планеты, и меньшую часть расположенных вверху и внизу суперзвезд меньшего диаметра. Последние, со временем, в свою очередь, образовывая на своей поверхности сверхновые звезды и планеты, способствуют расширению галактики вверх и вниз.
Спиральные рукава представляют собой потоки звездного вещества (плазмы), извергающегося из суперзвезды. Именно сгустки плазмы, обладающие магнитным полем, концентрируют на своей поверхности частицы пыли из пылегазового облака, образуя зародыши новых суперзвезд и карликовые галактики. Поэтому рукава являются областью активного звездообразования.
Утверждение, что большинство наблюдаемых спиральных галактик вращается в сторону закручивания спиральных ветвей не совсем точно. Правильнее будет сказать наоборот: рукава закручиваются в направлении вращения спиральных галактик. Рукава – это только след (как у реактивного самолета) потоков звездного ветра, извергаемых из суперзвезды, под действием реактивной силы которых она вращается.
Ученые установили для спиральных галактик следующую закономерность: по мере «старения» у двух третей из них наблюдается образование бара в виде перемычки из ярких звёзд, выходящей из центра и пересекающей галактику посередине. Спиральные ветви в таких галактиках начинаются на концах перемычек, тогда как в обычных спиральных галактиках они выходят непосредственно из ядра. Мы считаем, что это объясняется образованием трещины на поверхности оболочки суперзвезды, расположенной между двумя жерлами, извергающими рукава. Такая трещина может образоваться как на поверхности эллиптической суперзвезды при объединении нескольких жерл в одно большое при переходе к спиральной, так и на уже сформировавшейся спиральной (рис.1). Причиной ее образования является совместное действие большого внутреннего давления и распирающего действия двух сил от направленных в противоположные стороны потоков звездного ветра. Звезды перемычки представляют собой ряд жерл, располагающихся по одной линии (трещине) близко друг к другу (аналогично вулканам на Земле).
Образование перемычки, по наблюдениям ученых, является предвестником скорого прекращения образования звезд. Так, как перемычка (бар) образуется между двух наибольших жерл суперзвезды, служащих местом выхода спиральных рукавов, то вполне вероятно, что это приводит к снижению активности истечения звездного вещества через них. Если раньше оно поступало в спиральные рукава, где шло звездообразование, то теперь значительная его часть извергается через вновь образовавшиеся жерла (звезды) перемычки совершенно в другом направлении. В связи с этим яркость этих звезд резко увеличивается. В дальнейшем, когда суперзвезда истощает значительный запас своей энергии, то истечение звездного вещества через эти звезды может прекратиться и перемычка исчезнет. Произойдет переход суперзвезды к типу обычных спиральных (рис. 1). При образовании на поверхности центральной сферической суперзвезды трещины (перемычки) одним из возможных вариантов является искривление ее формы (балджа).
Одним из возможных случаев эволюционных переходов от эллиптической и спиральной с баром является образование неправильных галактик, характеризующихся клочковатой структурой (рис. 1). Принято считать, что неправильные галактики — это галактики, не вписывающиеся в последовательность Хаббла. Они не обладают какой-либо характерной структурой. В них можно различить отдельные наиболее яркие звезды и области горячего излучающего газа. По классификации Хаббла неправильные галактики можно разделить на два подтипа IrrI и IrrII.
К первому подтипу относятся галактики, у которых заметен бар и можно различить обрывки структуры, напоминающей фрагменты спиральных рукавов. Однако обрывочность рукавов настолько велика, что их уже нельзя назвать спиральными.
Ко второму подтипу относятся галактики неправильной формы, с большим содержанием газа, пыли и других аномалий.
Здесь мы не будем рассматривать типы IO и Im, так как существующие гипотезы их образования (взаимодействие, столкновение и соединение галактик) не имеют никакого отношения к схеме эволюции. Лично мы считаем возможность этих процессов маловероятной и относим их к одной из разновидностей указанных подтипов.
Поскольку образование неправильных галактик происходит в процессе определенных этапов эволюционного развития, то исключать их из схемы будет не совсем правильно. Их следует разместить в виде третьей ветви, расположенной ниже спиральной с баром.
Ранее высказанное предположение о том, что большинство неправильных галактик в прошлом являлись спиральными или эллиптическими, но были деформированы гравитационными силами, верно только частично. Правильнее сказать, что они образовались из эллиптических или спиральных галактик с баром не под действием гравитационных сил, а вследствие царившего внутри суперзвезд высокого давления и наличия слабых мест на поверхности их оболочки.
Считаем, что причиной их возникновения является раскол суперзвезды по образующейся трещине (бару). Наличие в них большого количества, до 50 % от массы галактики, межзвёздного газа объясняется его истечением через образующийся разлом.
На первом месте располагаются неправильные галактики, представляющие собой как бы две створки раковины, раскрытые на угол менее 90 градусов. В таких галактиках могут активно идти процессы звёздообразования. Это объясняется большим выходом плазмы и пыли из разлома, а также покрытием его поверхности тонкой коркой (оболочкой) и последующим образованием на ней, вследствие ее невысокой прочности, большого количества новых вулканов (звезд). При этом, некоторые из галактик продолжают медленно вращаться, напоминая спиральные с перемычкой, в которых почему-то не возникли ветви. Потоки истекающего из такой суперзвезды с меньшей скоростью звездного вещества вместо ветвей спирали образуют «усы антенны».
На втором месте располагаются галактики в виде клочковатой формы. Такая их структура объясняется вероятно неровностями линии излома. Угол раскрытия образующихся частей в этом случае превышает 90о и может достигать 180о. Они напоминают облако вследствие находящегося вблизи них большого количества пыли и истекшего из них газа, и иногда могут быть окружены светящимся гало.
На третьем месте располагаются неправильные галактики у которых наблюдается высокая поверхностная яркость, и они часто встречаются парами. Это может быть следствием того, что суперзвезда раскалывается на две части, которые ярко светятся, пока поверхности разлома не покроются плотной коркой из пыли. Обе части при этом могут испускать поток звездного вещества со стороны разлома только в одном направлении, наподобие мышиных хвостиков.
При разломе, с образованием частей разного размера или более двух, меньшие части могут образовывать неправильные карликовые галактики. Аналогичные галактики могут образовываться как зародыши из сгустков плазмы и пыли.
К неправильным галактикам относили обнаруженное астрономами большое количество миниатюрных галактик, которые существуют рядом с более крупными и не разрушаются от их воздействия. Эти карликовые галактики имеют почти геометрически ровную сферическую форму. Многочисленные наблюдения наводили астрономов на мысль, что Вселенная состоит из бесчисленного множества шаровидных скоплений галактик. Согласно информации, переданной «Хабблом» на Землю, возникает предположение о том, что у карликовых галактик есть своеобразная броня из темной материи, которая окутывает их, словно «кокон» [5, с.29].
Как показали последующие наблюдения эти галактики обладают почти всеми морфологическими свойствами обычных галактик. Основное их отличие заключается в крайне низкой поверхностной яркости.
Считаем, что в качестве одной из возможных версий этого, можно предположить, что карликовые шаровые галактики представляют собой зародыши суперзвезд, покрытых неравномерным тонким слоем пыли (оболочка). Они образуются из сгустков плазмы, звездного ветра и пыли, находящихся в рукавах обычных спиральных галактик. Обладая относительно низкой температурой плазмы и недостаточно высоким уровнем развития термоядерных процессов во внутренней полости, они характеризуются сравнительно низким внутренним давлением. Этим объясняется свойственное им многообразие форм: от эллиптической до неправильной, кроме спиральной, требующей большого внутреннего давления. По всей их поверхности через тонкую, обладающую неравномерной толщиной оболочку, в местах наименьшей ее толщины, просвечивается относительно высокотемпературная внутренняя часть суперзвезды, создавая видимость большого количества тусклых звезд. Число, форма и размер таких суперзвезд определяются обилием «зародышей» (сгустков плазмы) и наличием малого количества исходного материала (пыли) для формирования оболочки при их зарождении. Последнее определяет толщину и прочность оболочки, а, следовательно, и количество образующихся на ее поверхности звезд.
Карликовые галактики являются самыми молодыми и легкими, поэтому они уносятся потоком рукавов на окраину галактик или за ее пределы. Входящие в них суперзвезды при наличии благоприятных условий могут достигнуть размеров присущих обычным суперзвездам, а попадая в большое пылегазовое облако за пределами данной галактики, могут образовывать новые галактики и развиваться согласно приведенной схемы эволюции (рис. 1).
Таким образом, с использованием нейтронной гипотезы образования Вселенной, предложена схема эволюции, позволяющая объединить все известные разновидности галактик в единую цепочку и объяснить механизм и последовательность, а также существующие разветвления в их развитии (эволюции).
ЛИТЕРАТУРА
1. Сильченко О. Происхождение и эволюция галактик. [Электронный ресурс]. – URL: [Дата обращения 06.11.2019].
2. Кузнецов А.И. Нейтронная гипотеза образования Вселенной // Материалы Международной научной конференции молодых ученых, магистрантов, студентов и школьников «ХIX Сатпаевские чтения», посвященной 120-летию академика К.И. Сатпаева. – Павлодар, 2019. – Т. 21. – С. 235 – 240.
3. Кузнецов А.И. Движение и вращение планет и звезд // Материалы Международной научно-практической конференции «ХI Торайгыровские чтения». – Павлодар, 2019. – Т. 4. – С. 3 – 8.
4. Кузнецов А.И., Природа темной материи, черных дыр и кротовых нор. //Материалы Международной научно-практической конференции «ХI Торайгыровские чтения», – Павлодар, 2019. – Т. 4. – С. 16 – 22.
5. Бернацкий А. 100 великих тайн Вселенной. Вече; Москва; 2011. [Электронный ресурс]. URL: [дата обращения 27.02.2019].