Знание-сила, 2003 № 05 (911)

Итак, в протогалактиках оставалось все меньше газа. Процесс образования звезд прекратился. Вот почему рядом с Млечным Путем расположен всего десяток карликовых галактик, а не сотня их, как того требует модель SZ.

Тем временем темные гало все чаше сталкивались друг с другом. При этом протогалактики вытягивались или распадались. Об этих катастрофах напоминают цепочки звезд, сохранившиеся в гало Млечного Пути со времен «юности». Изучая их расположение, можно оценить события, протекавшие в ту эпоху. Постепенно из этих звезд образовалась обширная сфера — видимое нами гало.

По мере остывания газовые облака проникали внутрь этого гало. Их момент количества движения сохранялся, поэтому они не сжались в одну-единственную точку, а образовали вращающийся диск. Все это произошло более двенадцати миллиардов лет назад. Теперь газ сжимался так, как было описано в модели ELS.

В это время образуется и «балдж» Млечного Пути — его срединная часть, напоминающая эллипсоид. Балдж состоит из очень старых звезд. Очевидно, он возник при слиянии самых крупных протогалактик, дольше всего удерживавших газовые облака. Посреди него оказались нейтронные звезды и крохотные черные дыры — реликты взорвавшихся сверхновых звезд. Они сливались друг с другом, попутно поглощая потоки газа. Так зародилась огромная черная дыра, пребывающая ныне в центре нашей Галактики.

Сейчас астрономы выделяют в галактическом диске тонкий и толстый диск. Возраст тонкого диска и его спиральных рукавов — девять- десять миллиардов лет. Значит, он формировался два-три миллиарда лет. Все это время сюда проникали протогалактики. Одна за другой они скрывались в недрах диска, деформируя его. Лишь когда все успокоилось, диск принял свои нынешние очертания.

Карлики смыкают строй

Так, после череды ударов и слияний образовалась наша родная Галактика, внушительная даже по космическим меркам. Ведь она содержит более ста миллиардов звезд, а диаметр ее достигает ста тысяч световых лет. Итак, Млечный Путь — это плод космических катаклизмов, продукт столкновений галактик.

Следы тех давних событий можно обнаружить и сегодня.

* Вокруг Млечного Пути на расстоянии в несколько сотен тысяч световых лет обращаются не менее девяти карликовых галактик. Их орбиты лежат в двух разных плоскостях. Возможно, это остатки двух распавшихся когда-то галактик. Скреплены эти «карлики» плотными гало из темной материи.

* Возраст каждой десятой звезды в галактическом гало — менее десяти миллиардов лет. К тому времени Млечный Путь уже сформировался. Возможно, это остатки «проглоченных» когда-то карликовых галактик. Группа английских ученых из Астрономического института (Кембридж) во главе с Джерардом Гилмором подсчитала, что Млечный Путь, очевидно, поглотил от 40 до 60 карликовых галактик типа Carina или пять карликов типа Fornax.

* Звезды в гало движутся хаотично. Группа нидерландских астрономов, изучая данные, собранные спутником «Гиппарх», отыскала в этом беспорядке одну закономерность: около десяти процентов всех молодых звезд, обнаруженных в гало, двигались с одной и той же скоростью по одной орбите. Она была сильно наклонена к плоскости диска и выглядела очень эксцентричной: расстояние этих звезд до центра Галактики колебалось от 23 до 50 тысяч световых лет. Вероятно, все они когда-то составляли одну и ту же галактику, «проглоченную» Млечным Путем.

* Анна-Катерина Вивас и Роберт Цинн из Йельского университета обнаружили остатки карликовой галактики, поглощенной Млечным Путем около одного-трех миллиардов лет назад. Они занимают участок неба размером 10000 х 100000 световых лет близ созвездий Девы и Весов. Масса здешних звезд примерно в два раза меньше, чем Солнца, зато они поразительно ярко светятся. Их возраст — около десяти миллиардов лет.

* В 1994 году астрономы Джерард Гилмор и Родриго Ибата, работавшие тогда в Канаде, обнаружили в созвездии Стрельца ближайшую к нам карликовую галактику — Sagittarius. Она расположена примерно в 52 тысячах световых лет от центра Галактики. Большая часть ее массы — а она в несколько миллиардов раз превышает массу Солнца — скрыта в гало из темной материи. Если бы не оно, то Sagittarius давно распалась бы. Недавние наблюдения показали, что за этим «карликом» тянется, как борода за Черномором, шлейф из потерянных им звезд. Возможно, этот шлейф уже несколько раз обвил нашу Галактику. Быть может, скопление звезд, открытое Вивас и Цинном, тоже было частью галактики Sagittarius. В ближайшие миллиарды лет она перестанет существовать: постепенно «размажется» по гало, как масло по ломтику хлеба.

* Млечный Путь не умерит свой аппетит и впредь. Очевидно, он поглотит ближайшие к нам карликовые галактики — Fornax, Carina и, может быть, Sextans. Похоже, какие- то их звезды уже пополнили наше гало. Со временем эти галактики станут частью Млечного Пути. Через миллиарды лет в него вольются Магеллановы Облака. Наконец, через пять миллиардов лет Млечный Путь переживет самую большую катастрофу — столкнется с Туманностью Андромеды и превратится в эллиптическую галактику. Вокруг Млечного Пути, этого ненасытного «звездного каннибала», станет еще пустыннее.

Млечный Путь поглощает не только соседние галактики, но и огромные массы газа. В 1958 году нидерландские астрономы заметили в гало множество небольших пятен. На поверку они оказались газовыми облаками, которые состояли в основном из атомов водорода и мчались в сторону галактического диска. Многие из них преодолевали более двухсот километров в секунду.

Спектральный анализ показал, что некоторые облака были остатками сверхновых звезд. Когда-то взрывная волна выбросила их за пределы Галактики, но теперь они падают, подчиняясь ее притяжению — так на Земле после взрыва оседает пыль.

Зато другие облака летели к нам из космический дали. Это — межгалактический газ, захваченный Млечным Путем. Астрономы из Висконсинского университета — ими руководил Берт Уоккер, — наблюдая за одним из облаков с помощью Космического телескопа имени Хаббла, исследовали спектр поглощения им света расположенных позади звезд. Облако содержало гораздо меньше серы, чем галактический диск, и значит, возникло за его пределами.

Звезды в черном

Темные ядра протогалактик не распались до сих пор. Еще и сегодня эти призрачные сгустки материи, весящие в сотни миллионов раз больше Солнца, снуют вокруг нашей Галактики. Еще и сегодня они пересекают галактический диск, взвихряя газопылевые облака и сгущая их. Там, где «метеором» пронесется этот огромный невидимый ком, зарождаются новые звезды. Лишь через необозримое время (по разным расчетам, на это уйдет от 10 до 100 миллиардов лет) все темные ядра рухнут в центр Галактики, в недра черной дыры.

...Когда-то астрономы считали, что посреди нашей Галактики пребывает Сириус. Действительно, это самая яркая звезда на небосводе. Однако такое скопление звезд может удержать лишь объект в миллионы раз массивнее Сириуса.

Еще в конце шестидесятых годов английские астрофизики Дональд Линден-Белл и Мартин Рис предположили, что в центре Галактики таится черная дыра. Наблюдения, проведенные в середине девяностых годов, подтвердили, что здесь расположен очень компактный объект, чья масса в два-три миллиона раз превышает массу Солнца.

Сейчас эта черная дыра по какой- то причине устроила себе передышку. Она не проявляет особой активности. Приток материи сюда очень скуден.

Возможно, со временем у черной дыры пробудится аппетит. Тогда она вновь станет поглощать окружившую ее пелену газа и пыли и пополнит список активных галактик. Возможно, что перед этим в центре Галактики начнут бурно зарождаться звезды. Подобные процессы, может быть, регулярно — через миллиарды лет — повторяются. Поистине астрономы грядущих дней могут «у порога дома своего» увидеть последние тайны мироздания.