Г

Галактика

В ясную безлунную ночь, вдали от городских огней, звездное небо представляет собой очень красивое зрелище. Через все небо тянется широкая светлая полоса Млечного Пути, которая при рассмотрении в телескоп оказывается скоплением огромного количества звезд и туманностей. Все эти звезды, которые видны на небе, образуют гигантскую звездную систему - Галактику. Яркие звезды, видимые невооруженным глазом, - просто наиболее близкие к нам объекты Галактики. А всего в Галактике звезд более 100 млрд. Солнце, вокруг которого вращаются планеты, в том числе наша Земля, является одной из таких звезд. Многие звезды образуют группы, называемые звездными скоплениями. В Галактике имеется разреженный газ с примесью пыли. Наиболее плотные области газопылевой межзвездной среды образуют светлые и темные туманности. Галактику насквозь пронизывают также различные электромагнитные волны и быстрые частицы - космические лучи. Наиболее плотная часть Галактики имеет форму гигантской двояковыпуклой линзы - чечевицы. В этой области Галактики, диаметром около 25 кпс и толщиной в среднем около 2 кпс, сосредоточена масса около 3×10⁴¹ кг. Предполагается, что в несколько раз большая масса сосредоточена на периферии Галактики, в области радиусом около 100 кпс.

Солнечная система находится на расстоянии около 10 кпс от центра Галактики и движется со скоростью около 250 км/с по почти круговой орбите, лежащей в плоскости Галактики. Вращение свойственно всей Галактике. В окрестности Солнца один оборот по галактической орбите длится около 250 млн. лет.

Различные галактические объекты имеют разный возраст и занимают разное положение в Галактике. Наиболее старые объекты - шаровые звездные скопления и звезды: красные карлики, красные гиганты и короткопериодические цефеиды (возраст их около 10¹⁰ лет) - занимают почти сферический объем, называемый галактическим гало; они сильно концентрируются к центру Галактики. По современным представлениям, эти объекты образовались в то время, когда наша Галактика еще только формировалась из огромного медленно вращающегося газового облака приблизительно сферической формы, сжимающегося под действием сил гравитации.

По мере сжатия оставшегося в Галактике газа скорость его вращения увеличивалась так, что газ сжимался во все более и более тонкий слой, приближаясь к галактической плоскости. Чем позже рождались из газа звезды, тем ближе они оказывались к плоскости Галактики.

Принято делить все объекты Галактики на два типа населения. К населению II типа относят перечисленные выше старые объекты галактического гало и центральной области. В противоположность им объекты населения I типа располагаются вблизи плоскости Галактики. В состав этого населения входят рассеянные звездные скопления, горячие звезды-гиганты и сверхгиганты, долгопериодические цефеиды, сверхновые звезды, молекулярные облака, светлые и темные туманности. Большинство этих объектов имеют небольшой возраст (10⁷÷10⁹ лет), и их сильная концентрация к галактической плоскости объясняется тем, что там находится межзвездный газ, из которого все они сравнительно недавно образовались.

В отдельную группу выделяют иногда население промежуточного возраста, заполняющее диск Галактики толщиной в среднем около 1 кпс. Это новые звезды, планетарные туманности, звезды со слабыми линиями металлов в спектре, яркие красные гиганты, расположенные в ядре Галактики. Наше Солнце, возраст которого около 5 млрд. лет, тоже, вероятно, относится к населению диска.

Сейчас в Галактике газа осталось немного: его масса составляет около 5% общей ее массы, причем этот газ сконцентрирован в основном в нескольких спиральных рукавах Галактики, расположенных вдоль ее плоскости. Наше Солнце находится в промежутке между двумя спиральными рукавами. По современным представлениям, эти спиральные рукава являются своеобразными волнами уплотнения (наподобие звуковых волн), распространяющимися в диске Галактики и сжимающими на своем пути как звездную, так и в еще большей степени газовую составляющую. Такое сжатие газа ускоряет процесс превращения его в звезды. Типичный пример зоны активного звездообразования в нашей Галактике - Туманность Ориона.

Так как межзвездный газ лежит в плоскости Галактики, то и все молодые звезды и их скопления также расположены в галактической плоскости и движутся по почти круговым орбитам, "повторяя" движения газа, из которого они образовались. Наиболее массивные яркие звезды за время своей жизни не успевают далеко уйти от места своего рождения - плотных газовых облаков в спиральных рукавах Галактики. Поэтому на фотографиях других спиральных галактик мы видим эти яркие звезды сосредоточенными вдоль спиральных рукавов. Именно эти яркие голубые звезды создают красивый спиральный узор галактик, который особенно хорошо заметен на фотопластинках, чувствительных к голубому цвету.

Одна из многочисленных тазовых туманностей, входящих в состав нашей Галактики. Находится в созвездии Стрельца

Помимо спиральных рукавов важнейшая деталь Галактики - ее ядро. Оно имеет сложную структуру и с трудом поддается изучению, так как центральная область Галактики недоступна нам из-за сильного межзвездного поглощения. Лишь в последние годы стали проводиться радионаблюдения и инфракрасные наблюдения, не столь чувствительные к поглощению, как видимый свет, дающие возможность выяснить строение самой центральной части галактического ядра.

Ядро Галактики занимает на небесной сфере площадь примерно 30°Х20°, т. е. его размер составляет несколько килопарсек. Наличие этой центральной звездной конденсации объясняется сильной концентрацией звезд гало Галактики к ее центру. Если в окрестностях Солнца одна звезда приходится в среднем на 10 пс³, то в центре Галактики плотность доходит до 10⁷ звезд/пс³. Вращение газового диска в центральной области Галактики выглядит очень сложным: газ не только вращается, но и удаляется от центра; отдельные облака газа разлетаются со скоростью до 140 км/с. Возможно, существуют и потоки газа, движущиеся к центру Галактики.

Вокруг центра Галактики межзвездный газ сильно нагрет, ионизован и является источником теплового радиоизлучения. В самом центре Галактики находится мощный источник нетеплового радиоизлучения (т. е. не связанного с нагретым газом) - Стрелец А. В космических условиях такое излучение радиоволн может быть связано с движением электронов в магнитном поле, но для этого нужны быстрые электроны, которые обычно возникают при вспышках сверхновых звезд или в результате активности их остатков - быстровращающихся нейтронных звезд - пульсаров. Наблюдения показывают, что с радиоисточником Стрелец А совпадает мощный источник инфракрасного излучения, который представляет собой, по всей видимости, скопление молодых звезд, погруженное в газопылевое облако. Вполне вероятно, что там время от времени происходят вспышки сверхновых звезд, но являются ли они источником активности в центре Галактики - не ясно. Не исключена возможность, что в центре галактического ядра находится очень массивное быстровращающееся замагниченное плазменное тело - "магнетоид" или массивный релятивистский объект - черная дыра. Безусловно, изучение центра нашей Галактики, активно проводящееся в последние годы, приведет к интересным открытиям.