Летящие группы Эггена (галактический взгляд на земные созвездия)

Категория реферата: Рефераты по математике
Теги реферата: гражданин реферат, quality assurance design patterns системный анализ
Добавил(а) на сайт: Артемий.

А Солнце? Не принадлежит ли оно само какой-нибудь из "звездных рек"? Например, потоку Сириуса с самым близким к нам скоплением-ядром в Большой Медведице? Вообще, звездные потоки выделяют именно по собственной скорости относительно Солнца. Понятно, что наш поток, если бы таковой существовал, объединял бы звезды с самым малым собственным движением на небе. Они есть, но астрономы не называют их потоком. Почему? Вспомните о возрасте Солнца и сравните его с возрастом еще не растворившихся в Галактике движущихся звездных групп. Вам все ясно? Трудно представить, как может сохраниться в диске Галактики поток, совершивший десятки оборотов вокруг ее центра. И все же пример Арктура показывает, что старость еще не приговор...

Едва заметная голубая арка, образованная потоком молодых звезд (200-400 млн. лет) в галактике Центавр А. По-видимому, этот звездный поток появился в результате недавнего поглощения гигантской эллиптической системой небольшой спиральной галактики, которая уже разорвана приливными силами и растянулась в трубку.

Поток Арктура

Разговор об Арктуре мы прервали на том, что назвали его красным гигантом с очень большой скоростью относительно Солнца. Также упомянули о движущейся группе Арктура. Пришло время раскрыть остальные карты: анализ спектра этого близкого гиганта позволил оценить ускорение силы тяжести на его поверхности: всего около 0.35 м/с2. Радиус звезды с известным расстоянием, который обычно вычисляют по ее температуре и светимости, в случае Арктура удалось измерить напрямую с помощью оптического интерферометра Марк III, успешно работавшего на обсерватории Маунт Вильсон до начала 1990-х годов. Оказалось, что Арктур в 25 раз больше Солнца. Задача для школьника средних классов: определить, во сколько раз Арктур тяжелее Солнца, если ускорение силы тяжести на поверхности нашего светила 274 м/с2. Я и сам не поленился проделать эти нехитрые вычисления. Получилось, что красный гигант по имени Арктур на самом деле легче Солнца на 20%! Учитывая погрешность измерения силы тяжести на его поверхности (она в данном случае наибольшая), можно с уверенностью сказать, что он весит не больше 1.5 МО.

Эта оценка сразу превращает поток Арктура в экстраординарный: для того, чтобы стать красным гигантом, звезде с массой Солнца требуется более 10 млрд. лет! Старость потока Арктура бесспорна и подтверждается множеством других фактов. Все его звезды, к примеру, имеют очень низкую металличность, не превышающую 30% от солнечной. В этом они схожи со старыми звездами (население II), обитающими в галактическом гало. Вы не найдете в этом потоке звезд более ранних спектральных классов, чем G, и это понятно: в таком старом потоке их уже не осталось. ? Лисички, еще один красный гигант из этого же потока, виден на небе как слабая звездочка с блеском 4.4m. Другие его члены, особенно звезды главной последовательности (в том числе и древние близнецы Солнца класса G), как правило недоступны невооруженному глазу, хотя в небольшой бинокль их можно видеть десятками.

Если сравнить поток Арктура с рекою, это будет широкая, разлившаяся река, если вообще её можно назвать рекою. Некоторые его светила довольно высоко взбираются над диском Галактики - до 1 кпк, другие почти из него не выходят. Главный признак, по которому астрономы выделяют их на небе - сильное отставание от основной массы звезд в окрестности Солнца: примерно на 100 км/с. Это означает, что они движутся далеко не по круговым, а по сильно вытянутым галактическим орбитам с перицентрами глубоко в центральной области Млечного Пути. (Угловой момент Арктура составляет всего половину от углового момента звезд на круговой орбите в окрестности Солнца.) Отсутствие общей компоненты скорости вдоль линии центр-антицентр Галактики свидетельствует о том, что звезды этого потока, по-видимому, достигают в окрестности Солнца апоцентров своих орбит.

Как мы уже говорили, классические молодые звездные потоки никогда не имеют вытянутых эллиптических орбит. Это и понятно, ибо в целом они наследуют почти круговую скорость своего родительского облака в диске Галактики. Что за странное облако дало жизнь потоку Арктура? Да и было ли оно? Разброс металличностей у звезд потока оказался недопустимо высоким: от 30% до всего лишь 1% солнечной! Как могло появиться из одного и того же облака столь непохожее потомство? Да еще сохранить свой поток на протяжении более 10 млрд. лет.

Ответ на эти вопросы один. Предоставим слово канадскому астроному Джулио Наварро из Университета г. Виктории: "Все эти свойства лучше всего согласуются с теми, которые могли бы наблюдаться у группы звезд, которые являются останками... некогда поглощенной и разрушенной Млечным Путем небольшой галактики. Конечно, необходим дальнейший анализ, чтобы подтвердить наше предположение о том, что Арктур вместе с некоторыми другими яркими звездами небосвода мог родиться далеко за пределами Млечного Пути. Однако, мы не считаем его столь радикальным. Если вы верите в иерархическую модель формирования Галактики посредством слияний и поглощений меньших звездных систем - событий, которые в ранние эпохи случались намного чаще, то наша гипотеза хорошо в нее вписывается. Именно поглощенные галактики могли привнести в диск Млечного Пути значительную долю старых звезд с низкой металличностью".

Вхождение галактики-спутника в Млечный Путь могло произойти много миллиардов лет назад. Ее разрушение привело к появлению многочисленной группы движущихся звезд, число которых измерялось десятками и сотнями миллионов! Со временем их орбиты могли "размазаться" по диску галактики сколь угодно широко, полностью лишив поток Арктура классической трубкообразной формы его молодых аналогов. Но звезды, тем не менее, сохранили одинаковый угловой момент и одинаковое апоцентрическое расстояние. Здесь, около апоцентров, которые расположились как раз вдоль галактической орбиты Солнца, члены группы Арктура "кучкуются" теснее всего (скорость в апоцентре минимальна). Поэтому при взгляде на Галактику сверху поток Аркутра выглядит как кольцо с почти отсутствующей внутренней границей и очень резкой внешней. За пределы последней они никогда не выходят, если только случайное взаимодействие не сообщит им дополнительной энергии сверх того, что имела их материнская галактика при растворении в Млечном Пути.

Такие кольца, называемые оболочками, астрономы давно уже наблюдают в других галактиках, особенно эллиптических, и связывают их происхождение с поглощенными звездными системами. Другое дело увидеть такую оболочку у себя над головой! Выбрав Арктур в качестве "связного", мы с женой и не предполагали, что обмениваемся посланиями через молчаливого свидетеля бурной эпохи рождения Млечного Пути - внегалактического пришельца из иной звездной системы.

Эллиптическая галактика NGC 3923 с оболочками. Астрономы считают, что к появлению кольца с резкой внешней границей и очень мягкой внутренней может привести дрейф апоцентров отдельных звездных орбит трубки. При этом апоцентры звездных орбит расходятся, распределяясь вдоль внешней границы кольца. Такие кольца, или оболочки, находят сегодня во многих галактиках, особенно эллиптических. У NGC3923, к примеру, их сразу несколько. Они могут существовать гораздо дольше приливных трубок - многие миллиарды лет.

А что, если у него сохранились планеты? Только представьте, планеты, родившиеся во времена, когда спирали Млечного Пути на тамошних небесах можно было разглядывать со стороны, а нашей Солнечной системы еще не было и в помине. Может быть там есть у кого спросить? Если так, они уж точно знают не только про это, но и многое из того, что нам на Земле еще предстоит узнать. Беда лишь в том, что планеты у звезд с малой металличностью сегодня никто не ищет (а может следовало бы?), да еще в том, что межзвездные послания, а тем более перелеты все еще остаются несбыточной мечтой человечества. Впрочем, расстояние до Арктура будет близко к его нынешнему минимальному значению еще не одну тысячу тысяч лет. Это обнадеживает. За такое время люди, конечно, многое передумают, и многое станет возможным. Арктур не торопит.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки