Александр Мищенко - Звездный балдж

Сколько же галактик во Вселенной? Ответ на этот вопрос имеет громадное значение для судеб находящихся в ней цивилизаций. Если все галактики можно «пересчитать», то это означает, что и время жизни Вселенной должно быть ограничено.

Наш мир существует благодаря тому, что в начале всего лежит превращение водорода в гелий, происходящее внутри звезд. Этот процесс образно описал Харри Мартинсон в миниатюре:

И в этом мире мы с вами сейчас живем! Постепенно звезда «…сжимается и стынет и плывет в те миры, где тускло носятся в пустыне, как луны, мертвые шары». Так Семен Кирсанов в стихотворении «Сожаление» пишет о судьбе звезды.

Каково же будущее того мира, где звезды, исчерпав запасы горючего, поддерживавшего их свечение на протяжении десятков миллиардов лет, либо превратятся в холодные объекты – белые карлики, нейтронные звезды, либо станут черными дырами?

Конечно, можно подсчитать, что нашей Галактике, чтобы превратиться в кладбище звезд, понадобится сотня миллиардов лет. Астрономы установили, что возраст Галактики составляет около 12 млрд. лет. А что произойдет с ней в следующий десяток миллиардов лет? Неужели человечество окажется в поистине фантастическом мире, в котором все звезды погасли? А жизнь сохранившихся цивилизаций будет поддерживаться теплом, извлекаемым неведомыми нам путями, например, в космической жаровне, где будут сгорать отжившие свое звезды.

Но есть ли во Вселенной такие процессы, которые приводили бы к возобновлению водорода? Если есть, то в Галактике должен иметь место «круговорот водорода». И тогда было бы весьма затруднительно указать время «кончины» подобной системы. Такая возможность позволит какой-нибудь развитой цивилизации путешествовать от одной звезды к другой, еще не погасшей, обеспечивая себе практически вечное существование. Ведь если в одной области галактики звезды умирают, то в другой – могут загораться новые. Такое рассуждение понадобилось нам, чтобы обосновать переход ученых к рассмотрению свойств объектов, расположенных за пределами нашего звездного дома, причем иногда на столь огромных расстояниях, что луч света от них идет к нам миллиарды лет. Для сравнения вспомним: необходимо чуть больше 8 минут, чтобы световой луч известил нас о том, что произошло на Солнце. Чтобы «определить судьбу» Вселенной, в том числе и нашей Галактики, следовало бы узнать о свойствах громадного мира галактик.

Сейчас ни один астроном с точностью не скажет, сколько галактик можно наблюдать на небе современными средствами. В 1934 году американский астроном Эдвин Хаббл подсчитал, что число звездных островов, которые он смог бы «увидеть» с помощью крупнейшего тогда телескопа с диаметром зеркала 2,5 м, составляет свыше 5 млн. Но с тех пор построены 6-м, несколько 8-м и два 10-м телескопа. В 6-м телескоп астрономы смогли бы наблюдать уже 1,4 млрд. галактик. Конечно, столько объектов ни один астроном не в состоянии увидеть. На помощь пришли подсчеты, сделанные в небольшом участке неба, которые затем были увеличены с учетом площади всей небесной сферы.

А вот космическому телескопу, названному в честь Э. Хаббла, доступны для просмотра уже около 50 000 млрд. галактик! Сравните эту цифру с количеством жителей на Земле – на каждого приходится около 10 000 галактик! А в каждой галактике бывает до 100 млрд. звезд. Вот и верь после этого астрологам, утверждающим, что звезды на небе определяют судьбу каждого человека на Земле. Но хоть и велики приведенные цифры, но им все равно далеко до бесконечности.

Как разобраться в закономерностях, определяющих вид и суть столь огромного количества объектов? Конечно, такая задача была бы невообразимо трудной, а может, и неразрешимой, если бы все внегалактические объекты были различны. Природа оказалась не настолько коварной, чтобы завести астрофизиков в тупик. По образному выражению Вильяма Гершеля, «Лаборатория Природы», а именно так он назвал мир звезд и туманностей, есть «сад», в котором различные объекты находятся на разных стадиях развития. К великому сожалению, астрономы до сих пор не могут с уверенностью сказать, какие объекты этого космического сада являются молодыми, а какие – старыми. Но все-таки разделить все множество галактик на типы ученые смогли более 70 лет назад. И сделал это уже знакомый нам Э. Хаббл. Весной 1926 года идея ученого была опубликована в отчете Комиссии по туманностям Международного Астрономического Союза.

Оказалось, что 95% всех звездных островов имеют симметричную форму. Лишь у трех из ста галактик трудно заметить какую-либо структуру, и по этой причине они были названы неправильными.

Другой известный астрофизик Вальтер Бааде писал, что «система Хаббла настолько эффективна, что число исключений неправдоподобно мало». Схема Хаббла очень проста: галактики бывают сферическими, эллиптическими, спиральными и неправильными. Вот только га-Схема, показывающая разнообразие форм галактик, была предложена Эдвином Хабблом. Она имеет вид «камертона»: на «рукоятке» изображены эллиптические галактики, на двух ответвлениях – спиральные галактики. В том месте, где ответвления соединяются с «рукояткой», находится чечевицеобразная галактика, которая обладает некоторыми особенностями эллиптических и спиральных галактик.

Галактики делятся на два больших класса. У одних спирали выходят прямо из ядра, а у других – из перемычки, соединяющей спирали с ядром.

Ученые любят все выражать в процентах, и во многих случаях это бывает оправдано, ведь за цифрами всегда кроется какая-нибудь особенность. Половина галактик имеют спирали, а четверть из них видна на фотографиях в виде светлых пятен эллиптической формы. Бесформенных галактик всего 5%. Пятая часть относится к линзообразным, поскольку это – и не эллиптические, и не спиральные галактики.

Цифры всегда скучны сами по себе, если не участвуют в описании какого-нибудь сюжета, который оказывается иногда весьма занимательным. Действительно, почему галактики отличаются друг от друга? Не становятся ли сферические галактики со временем спиральными, которые затем теряют свой узор и превращаются в неправильные? Красоту схемы Хаббла признали все. Пользоваться ею стали на всех обсерваториях, поскольку, как казалось вначале, она вроде бы описывала простую схему возникновения и жизни галактик.

Вообразите гигантское облако газа, из которого со временем образуется галактика с сотней миллиардов звезд. Гравитация будет сжимать облако, а вращение приведет к сплющиванию. Вот и получается, что если галактика вначале имела сферическую форму, то со временем она становилась все более сжатой. А как же появились спирали? Вспомните катание на карусели – круге, вращающемся вокруг оси, проходящей через его центр. Удержаться на нем становится все труднее по мере увеличения скорости его вращения. Так и вещество галактики – оно будет отрываться от экваториальной плоскости, и удаляясь от оси вращения, закручиваться в виде спиралей.