Александр Шадрин – Структура мироздания Вселенной. Часть 3. Гипермир (страница 2)

Наиболее удаленные от центра Вселенной внегалактические объекты – квазары, обладающие практически чисто центральным и возрастающим по объёму полем тяготения ЧСТ. Они принадлежат к более поверхностным слоям Вселенной, объясняют расширение Вселенной и разбегание Галактик со сверхсветовой скоростью в их расширяющемся поле. С момента открытия квазаров в 1963 году процесс обнаружения новых квазаров шел очень быстро и к 1988 году их уже насчитывалось около 4000, а сейчас – уже более 20 000. Наблюдения за местоположением обнаруженных квазаров являются важным источником информации о распределении материи активной (однополярной) массы во Вселенной.

Определение расстояний до далеких космических объектов (галактик и квазаров) производится в настоящее время по «красному»2 смещению «Z» их спектров излучения фотонов. «Z» определяется отношением величины «красного» смещения какой-либо спектральной линии в спектре наблюдаемого объекта к длине волны этой линии. Квазары – самые далекие видимые объекты Вселенной. Поэтому они являются превосходным предметом для исследования с целью подтверждения той или иной модели Вселенной.

Распределение квазаров. Исследования распределения квазаров в пространстве Вселенной проводились по разным параметрам, в том числе и по величине «красного» смещения. Наиболее далекие квазары наблюдаются на расстоянии в 30—35 миллиардов световых лет, а самый далекий с Z ~ 9 на расстоянии 46 миллиардов световых лет. Плотность квазаров возрастает к периферии Вселенной.

Галактики и их вихревые поля

Это гигантские вихревые гравитационно-связанные спирально-шаровые по форме системы, состоящие из звёзд, планет, газа, тёмной материи и других астрофизических объектов, сформированные притяжением поля мощного самовращающегося ядра ЧСТ, размещённым в их центре.

Слияние Галактик. Слияние галактик происходит при столкновении двух или нескольких галактик по законам вихревых полей. Этот процесс является одним из вариантов взаимодействия галактик. Несмотря на то, что в процессе слияния звёзды или звёздные системы не сталкиваются вследствие больших расстояний между звёздами, гравитационное взаимодействие галактик и трение между газом и пылью оказывают значительное воздействие на сливающиеся галактики. Затем данный процесс представляет собой бурную релаксацию. В процессе слияния галактик упорядоченное вращение звёзд в плоскости диска сменяется на случайное. В результате образуется галактика, в которой большинство звёзд образуют сложную систему орбит, не обладающую в большой степени упорядоченным движением. Когда две галактики сталкиваются, они сливаются друг с другом, давая рождение новой, более крупной.

Одним из примеров является галактика NGC 7727, показанная на фото 4.1, слева, полученном с помощью обзорного телескопа ESO VLT Survey Telescope) в Чили. Расположенная на расстоянии 89 миллионов световых лет от Земли в созвездии Водолея, NGC 7727 считается результатом столкновения двух галактик, произошедшего около миллиарда лет назад. Последствия этого огромного космического удара все еще очевидны в необычной неправильной форме NGC 7727 и звездных потоках во внешних областях. Cнимок сделан в видимом свете в рамках обзора VST- ATLAS.

Фото 4.1 Слияние галактик

Другой пример приведен космической обсерваторией «Чандра», которая показала, как выглядит (фото 4.1, справа) слияние двух спиральных галактик NGC 2207 и IC 2163. Эти объекты являются индикаторами протяжённости и распределения действия полей ядер ЧСТ. Дебройлевская шуба вокруг этих ядер способна приводить и к поступательному движению в пространстве всей галактики. Подобные ядра меньших размеров могут быть и в виде квазаров и пульсаров, т.е. распадаться с излучением радиоволн или нейтронов. Кроме галактик ещё наблюдаются шаровые скопления, которые отличаются от спиральных несколько меньшими параметрами ядра ЧСТ – размерами, степенью распада, видом излучения, а также частотой самовращения вокруг собственной оси.

По внешнему виду в оптическом диапазоне различают эллиптические (около 17% от общего числа галактик), спиральные (около 80% от общего числа галактик) и неправильные галактики (около 3% от общего числа галактик). В галактиках шаровые скопления, входящие в старую сферическую подсистему галактик, содержат множество белых карликов. Главное свойство шаровых скоплений для наблюдательной космологии – много звёзд одного возраста в небольшом пространстве.

При этом в САП основной неразрешимый вопрос состоит в происхождении догалактических вихрей3? В реальном представлении такой вопрос попросту отпадает – в центре спиральных галактик находится очень массивное самовращающееся сверхплотное ядро-ЧСТ с размерами от 10⁷ – 10⁸ см, а её вращательно-поступательное движение образуется также естественно, как и движение всей солнечной системы через самовращение ядра самой массивной звезды. Вновь прибывающие или захватывающиеся объекты при движении Галактики в соответствии с их массой, скоростью и углом захвата, занимают соответствующее положение на спиральных рукавах или вблизи центра галактики. Это подтверждают и совместные Х. У. Бэбкока работы с отцом, X. Д. Бэбкоком, которые исследовали вращение галактики Андромеды и показали в 1938, что ее спиральные рукава волочатся – отстают во вращении от ядра.

В результате самовращения Галактики образуется магнитное поле и это поле свойственно ей как целому. Индукция крупномасштабного магнитного поля галактики составляет при этом 2 х 10^—6 Гс, но может достигать 10^—3 Гс, проявляя себя в ионизованном газовом диске Галактики. В спиральных галактиках магнитное поле наиболее сильно в их рукавах, где оно в среднем вытянуто вдоль них. У некоторых галактик, например, у галактик М31 (Туманность Андромеды), распределение поля имеет вид кольца, расположенного на расстоянии 10 Кпк от центра галактики. У других галактик, например, у М33 и М51, отчётливо выражена структура, имеющая вид двухрукавной спирали – свидетельство двух источников гравитации, связанных в пару. Поляризация оптического и радиоизлучения наблюдается не только в спиральных, но и в неправильных галактиках, например, в М82, NGC3718, Большом Магелановом Облаке, что указывает на присутствие в этих галактиках крупномасштабных магнитных полей. Относительно сильными магнитными полями обладают радиогалактики.

Распределение и формы движения Галактик. Группа галактик формирует филаменты (очень тонкие галактические нитевидные структуры) протяженностью в миллионы световых лет и составляет скелет Вселенной». Филаменты расположены примерно в 6,7 миллиардов световых лет от Земли. Галактики, скопления галактик и их сверхскопления, «встроенные» в филаменты, помещены между пустотами, создавая тем самым гигантскую «пену». Они концентрируются в изогнутых «стенках» толщиной порядка 10 миллионов световых лет, пересекающихся друг с другом. Некоторые «стенки» прослеживаются на сотни миллионов световых лет. Там, где стенки «смыкаются», галактик особенно много (сверхскопления). Эти области повышенной концентрации галактик образуют в пространстве подобие длинных волокон (цепочек). Внутри этих ячеек, между стенками, также находятся пустоты – «войды-voids»4, в которых плотность галактик как минимум в десять раз меньше, чем в среднем.

Некоторым наглядным аналогом такой структуры может служить пена из мыльных пузырей, в которой стенки пузырей и играют роль филаментов. Правда, распределение галактик вдоль «стенок» ячеек, в отличие от распределения мыльного раствора в пузырях, очень неоднородно, да и сами ячейки не обладают правильностью форм. Размеры больших ячеек составляют более сотен миллионов световых лет, но много и более мелких.

Ближайшая к нам «стенка» проходит длинной дугой через южные созвездия Гидры – Центавра —Телескопа – Павлина – Индейца. Образующие ее галактики имеют лучевые скорости в несколько тысяч км/с, и большинство из них удалено от нас не менее чем на 20—30 миллионов световых лет. К этой «стенке» принадлежит и скопления в Деве, и все Местное Сверхскопление, на периферии которого располагается Местная Группа галактик, включающая в себя нашу Галактику. В скоплении галактик в созвездии Девы преобладают эллиптические звездные системы. Среди последних встречаются и сверхгигантские образования, такие, как галактика M87. 16 галактик этого скопления вошли в каталог Месье. Скопления в Деве, в котором насчитывают около 2,5 тысяч галактик, и является центром одноименного сверхскопления галактик. В него входят также, например, скопления в созвездиях Большой Медведицы и Гончих Псов. До скоплений Девы и Большой Медведицы примерно одинаковое расстояние – около 20 мегапарсек. Поскольку мы находимся вблизи края этой «стенки», составляющие ее галактики образуют на небе сравнительно узкую полосу, растянувшуюся более чем на 180^о, наподобие того, как звезды Галактики концентрируются в полосу Млечного Пути. Отдельных звезд в галактиках во много раз больше, чем отдельных галактик в стенках ячеек.

К другой длинной «стенке», иногда называемой «Великая стена», которая протянулась полосой почти на полнеба, принадлежит богатое хорошо изученное скопление в Волосах Вероники, находящееся на расстоянии почти 300 миллионов световых лет от нас, в центре другой сверхгалактики. Скопление в Волосах Вероники – является центром «Великой стены». Как и другие богатые скопления, оно содержит много эллиптических галактик. Изучение его динамики впервые указало на наличие большого количества невидимой материи. Масса скопления – около 10¹⁵ масс солнца.