Очерки о Вселенной
Шрифт:
Рис. 185. Масштабы во Вселенной. Сторона каждого последующего квадрата в 10 000 раз больше стороны предыдущего. На рисунке показано, что могло бы уместиться в каждом квадрате
Диаметр известной нам сейчас части Метагалактики составляет около 1028 см. В области Космоса мы проникли, другими словами, в 100 миллионов раз дальше, чем в области микромира мельчайших частиц. Тем не менее, свойства величайших мировых систем делаются доступными астрономам лишь на основе изучения мельчайших частиц, исследуемых физикой. Но и в деле изучения этого микромира огромную помощь приносит
В самом деле, для уяснения строения и свойств вещества необходимо изучать его во всевозможных условиях. Однако в земных лабораториях мы пока не можем создать таких разнообразных давлений и температур, какие существуют в звездах и туманностях. Вспомните изучение состояния недр звезд - белых карликов, открытие гелия на Солнце и уже впоследствии обнаружение его на Земле. Так, побеждая природу, человек в известном смысле заставляет служить ему и небесные тела, изучая которые он глубже познает законы природы.
Взаимодействие галактик
Еще оба Гершеля и Росс (открывший в свой телескоп спиральную структуру ряда галактик) в первой половине XIX века обнаружили и зарисовали туманности, соединенные перемычками или почти сливающиеся друг с другом. Природа этих туманных пятен была тогда еще не известна, но в наше время внимание к ним привлек Цвикки из Паломарской обсерватории (США). Он описал ряд удивительных систем - галактик, соединенных узкими светящимися полосами, которые он назвал мостами или перемычками. Еще чаще бывает, что у близких друг к другу галактик, или у одной из них, наблюдаются яркие хвосты. Подобие такого хвоста, направленного прочь от нашей Галактики, было обнаружено у Большого Магелланова Облака - спутника нашей Галактики.
Автор этих строк, предприняв специальные поиски, нашел несколько сотен систем, где две или более галактик, близких друг другу, соединены перемычками, проникают друг в друга, имеют хвосты, погружены в общий светящийся туман или же имеют искаженную спиральную форму. Все это является следствием их взаимодействия и, несомненно, совместного их происхождения. Выяснилось, что перемычки, хвосты и обволакивающие «туманы», в которые иногда погружены целые группы галактик, в основном состоят из звезд и иногда имеют примесь светящегося газа.
Рис. 186. Галактики в созвездии Рыб, соединенные светящейся перемычкой длиной более 200 000 световых лет
Для примера назовем пару эллиптических галактик NGC 750-1, соединенных тонкой перемычкой. При длительной экспозиции вся эта система оказалась погруженной в обширный звездный туман.
Другой пример представляет пара спиральных галактик, соединенных перемычкой, которая тянется на 200 000 световых лет, что превышает размеры самих галактик. При этом у одной из галактик имеется почти такой же длинный хвост. В случае яркой и близкой к нам галактики М 51 в созвездии Гончих Псов перемычкой является одна из спиральных ветвей большей галактики. Автор нашел ряд подобных ей пар. Внимание обращает на себя тот факт, что хвосты встречаются гораздо чаще, чем перемычки, и обычно они ярче. Особенно резко это видно на примере системы NGC 4676 (Мышки), обнаруженной автором.
Объекты, изображенные в «Атласе взаимодействующих галактик», стали всесторонне изучаться в разных странах. Чрезвычайно интересен Атлас пекулярных (особенных) галактик, составленный в 1966 г. Арпом. Он сфотографировал на 5-метровом телескопе половину объектов из «Атласа взаимодействующих галактик» и одиночные необыкновенные галактики. Благодаря в пять раз большему масштабу и специальным мерам, потрясающие особенности их выявились особенно четко. Автор этой книги доказал, что описанные явления взаимодействия - это не приливные и антиприливные выступы, как до сих пор считали. Наоборот, прилив должен быть сильнее на стороне, обращенной к возмущающему телу. Кроме того, у пар галактик часто заметно, что они менее ярки на сторонах, обращенных друг к другу; ярких белых звезд, обрисовывающих спиральные ветви, там мало. Деформации подвергаются именно спиральные ветви, происхождение которых не получило еще удовлетворительного объяснения.
Рис. 187. Пара галактик 'Мышки' NGC 4676 с перемычкой и хвостом загадочно большой длины и яркости у одной из них. (Негативное изображение.)
Изучение двух атласов взаимодействующих галактик, изданных в 1959 и 1976 гг., убедило автора зтих строк в том, что еще и сейчас происходит процесс фрагментации галактик. Некоторые крупные галактики распадаются на две-три части или же от них на периферии отпочковываются малые спутники. Начальной фазой фрагментации являются «гнезда» галактик (рис. 188 и 189), превращающиеся в рассеянные группы их. Надо думать, что формы взаимодействия галактик объясняются не только действием приливов по закону тяготения, но и еще не изученными электромагнитными взаимодействиями. Однако мы наблюдаем перемычки и хвосты и у эллиптических галактик, не содержащих газа. Это заставляет думать, что мы натолкнулись на какие-то свойства, которыми такая система, как галактика, обладает в целом.
Рис. 188. Тесное 'гнездо' галактик, из которого 'птенцы', по-видимому, разлетаются. Пока они погружены в общий светящийся 'туман'
Это какие-то совершенно новые свойства и между галактиками могут действовать силы иной природы, чем уже знакомые нам тяготение и магнетизм.
Нет ничего невероятного в этой возможности. Вместо тяготения в мире молекул возникают молекулярные силы, а в мире еще более мелких частиц, в ядрах атомов, - ядерные силы и квантовые процессы. Несомненно, что и в области систем все возрастающих размеров на смену тяготению, в основном определяющему движение планет и двойных звезд и их формы, где-нибудь выступят новые силы или формы взаимодействия.
Если эти представления подтвердятся, то окажется, что человек проник не только в особые законы, управляющие превращениями элементарных частиц в атомах, но и в особые законы наиболее крупных среди известных нам материальных систем.
Рис. 189. Удивительная пара слившихся галактик с 'антеннами', достигающими длины 50 000 световых лет
Быстродействующие электронные вычислительные машины позволили рассчитать движение частиц, обращающихся в одной плоскости вокруг ядра галактики под действием приливного возмущения, производимого другой галактикой,.пролетающей мимо нашей со скоростью, близкой к параболической. Выяснилось, что должны образовываться перемычки и хвосты, все же далеко не объясняющие многообразие наблюдаемых форм.
Радиогалактики и загадочные квазары
Нормальные спиральные и неправильные галактики испускают радиоизлучение, сравнимое с радиоизлучением нашей Галактики. Это радиоизлучение усиливается при переходе от галактик Sa к галактикам Sc и к неправильным, вместе с увеличением содержания в них горячего водорода. На это тепловое излучение, непрерывное по спектру, накладывается еще излучение нейтрального водорода на длине всйь ны 21 см и непрерывное нетепловое излучение, обусловленное торможением космических лучей в магнитном поле галактики.