Журнал «Вокруг Света» №03 за 2007 год

Эти представления легли в основу так называемого сценария иерархического скучивания. По нему первичные возмущения плотности темной материи возникают за счет гравитационной неустойчивости еще в молодой Вселенной, а затем умножаются, сливаясь друг с другом. В итоге образуется множество гравитационно-связанных темных гало, различающихся по массе и угловому (вращательному) моменту. Газ скатывается в гравитационные ямы темных гало (этот процесс называется аккрецией), что и приводит к появлению галактик. История слияний и аккреции каждого сгустка темной материи во многом определяет тип галактики, которая в нем зарождается.

Привлекательность сценария иерархического скучивания в том, что он очень неплохо описывает крупномасштабное распределение галактик. Самый впечатляющий численный эксперимент, проведенный в рамках этого сценария, носит название Millenium Simulation. О его результатах астрономы доложили в 2005 году. В эксперименте решалась задача N тел для 10 миллиардов (!) частиц в кубике с ребром 1,5 миллиарда парсек. В итоге удалось проследить эволюцию перепадов плотности темной материи от момента, когда Вселенной было всего 120 миллионов лет, до наших дней. За это время почти половина темной материи успела собраться в темные гало различных размеров, которых насчитывалось около 18 миллионов штук. И хотя полного и безоговорочного согласия с результатами наблюдений крупномасштабной структуры получить не удалось, все еще впереди.

В поисках пропавших карликов

Сценарий иерархического скучивания предсказывает, что в гало больших спиральных галактик, вроде нашей, должны существовать сотни «мини-ям», служащих зародышами карликовых галактик-спутников. Отсутствие такого количества небольших спутников создает некоторые трудности для стандартной космологии. Однако не исключено, что все дело просто в недооценке реального числа карликовых галактик. Именно поэтому так важен их целенаправленный поиск. С появлением больших цифровых обзоров неба, хранящихся в специальных электронных архивах и доступных всем желающим, астрономы все чаще ведут такой поиск не на небе, а на экране монитора.

В 2002 году команда исследователей под руководством Бет Вилман начала поиск неизвестных спутников Млечного Пути в Слоуновском цифровом обзоре неба. Поскольку поверхностная яркость у них ожидалась очень низкая — в сотни раз слабее ночного свечения атмосферы, — искать решили участки неба со статистически значимым избытком далеких красных гигантов — ярких звезд, находящихся на завершающей стадии своей эволюции. Первый успех пришел в марте 2005 года. В созвездии Большой Медведицы на расстоянии 300 тысяч световых лет от нас была открыта карликовая сфероидальная галактика. Она стала тринадцатым спутником Млечного Пути, причем с рекордно низкой светимостью — вместе все ее звезды излучают как один сверхгигант, например Денеб — ярчайшая звезда в созвездии Лебедя. Обнаружить эту галактику удалось на пределе возможностей метода. Чрезвычайно урожайным на спутники нашей Галактики оказался 2006 год, когда двумя другими командами исследователей было открыто сразу семь карликовых сфероидальных галактик вокруг Млечного Пути. И это, по-видимому, не предел.

Итак, галактики вырастают из маленьких систем, которые через множественные слияния образуют большие. Одновременно с процессом слияния происходит «осаждение» (аккреция) газа и маленьких галактик-спутников на большие галактики. Пока до конца неясно, в какой степени оба эти процесса определяют современный взрослый вид галактик — хаббловские типы.

Но и после взросления галактики продолжают меняться. С одной стороны, изменения вызываются гравитационными взаимодействиями между ними, которые могут даже приводить к смене типа галактики, а с другой — медленными процессами динамической эволюции уже вполне сформировавшихся объектов. Например, звездные диски спиральных галактик подвержены разного рода неустойчивостям. В них могут самопроизвольно образовываться бары«перемычки», при посредстве которых газ эффективно «сгоняется» в центральные области галактик, что ведет к перераспределению вещества в системе. Сами бары также медленно эволюционируют — растут как в длину, так и в ширину. Да и сама спиральная структура галактики — это результат действия неустойчивости.

Когда-то Хаббл разделил галактики следующим образом. Эллиптические были отнесены к ранним типам, а линейка спиральных — ко все более и более поздним. Возможно, из-за этого «камертону Хаббла» придавали эволюционный смысл. Однако динамическая эволюция галактик идет, скорее, в обратном направлении — от поздних типов к ранним в сторону медленного роста центральной сфероидальной подсистемы — балджа. Но так или иначе все три процесса — слияния, аккреции и медленной вековой эволюции — ответственны за внешний вид галактик. Многое в этой картине мы уже понимаем, но еще больше нам предстоит узнать и понять.

Наталья Сотникова, кандидат физико-математических наук

Читайте также на сайте «Вокруг Света»:

"Курица" или "яйцо"?

Анатомия великой спирали

Реформация и ее «апостолы»

В середине минувшего тысячелетия Европу потрясли события, которые изменили все течение истории. Серьезные перемены в устоях средневекового Pax christiana — «христианского мира» — затронули не только образ жизни людей, но и образ Бога. В переменах этих рождался иной человеческий тип, менялось понимание назначения человека и смысла его жизни. Начиналось Новое время, «наше время» для поколений, создавших современное общество с его рыночной экономикой, техникой, демократией, новой верой — в прогресс и науку, свободу и разум. Оплотом этой веры стал протестантизм, рожденный в 95 тезисах доктора Мартина Лютера. Хронология эпохи Реформации

10 ноября 1483 года — в Айслебене (Саксония) родился Мартин Лютер

1 января 1484 года — в Вильдхаусе родился Ульрих Цвингли

1505 год — Лютер принимает постриг в августинском монастыре в Эрфурте

10 июля 1509 года — в Нуайоне (Пикардия) родился Жан Кальвин

1512 год — Лютер посещает Рим; начинает читать лекции о Библии в Виттенберге

1515 год — публикация «Писем темных людей», высмеивающих кёльнских доминиканцев

31 октября 1517 года — Лютер вывешивает свои «95 тезисов» на двери церкви в Виттенберге

1519 год — Цвингли начинает публичные проповеди

1519 год — идеи Лютера осуждены в Кёльнском и Лувенском университетах

1520 год — идеи Лютера осуждены в Парижском университете. Папская булла Exsurge Domine угрожает Лютеру отлучением. Тот издает три реформационных трактата и прилюдно сжигает папскую буллу

1521 год — Филипп Меланхтон публикует первое издание Loci Communes («Общих мест»), которым суждено стать «стандартом» для богословских работ лютеранского направления. Вормсский рейхстаг. Лютер объявлен вне закона, Фридрих Мудрый предоставляет ему убежище в Вартбурге

1522 год — волнения в Виттенберге. Возвращение Лютера. Публикация немецкого перевода Нового Завета

1524 год — начало Крестьянской войны в Германии

1525 год — публикация «Комментария об истинной и ложной религии» Цвингли. Лютер женится на бывшей монахине Катарине фон Бора

1528 год — Берн принимает цвинглианскую Реформацию, месса отменяется

1531 год — северонемецкие князья основывают Шмалькальденскую лигу в защиту протестантизма. В битве при Каппеле погибает Цвингли

1534 год — учреждено «Общество Иисуса» — орден иезуитов. Начало Контрреформации