Eduardo Lopez - Космос становится больше. Хаббл. Расширение Вселенной

Балдж, диск и гало темной материи. Классификация Хаббла не учитывала гало, имеющее большую массу и протяженность, и основывалась на внешнем виде миноритарных компонентов.

Вероятно, она и вправду хороша, раз используется до сих пор. Однако также можно сказать, что это происходит по инерции — как, например, мы пользуемся терминами «ранняя» и «поздняя», хотя временной параметр для классификации Хаббла не является значимым.

Ответ на вопрос, вынесенный в заголовок, не так прост. Хорошая классификация должна быть как можно более простой и охватывать значительное количество случаев. Кажется, что классификация Хаббла отвечает этим требованиям, потому что существует относительно мало так называемых иррегулярных галактик, не входящих в камертон.

Можно подумать, что классификация получила признание по стечению обстоятельств, так как она основывалась только на данных фотопластинок, покрывавших малую зону электромагнитного спектра — его видимую часть. Вид галактик с другой длиной волны существенно отличается. Более того, сегодня считается, что галактики представлены в основном темной материей и видимая материя — это около 1 % от ее состава. Видимая материя важна, потому что мы можем наблюдать ее, но с точки зрения динамических и структурных параметров это не более чем светящееся украшение (см. схему на стр. 96).

Как можно основывать классификацию на миноритарном компоненте — видимой материи, относящейся к минимальной, видимой части спектра? Стал бы Хаббл предлагать такую типологию, если бы видел изображения, сделанные в гамма-лучах, или если бы знал о распределении темной материи в гало галактик?

С другой стороны, ученый основывался на внешнем виде рукавов спиралей. Сегодня мы знаем, что рукава представляют собой волны плотности, они легко различимы, именно там рождаются новые звезды и обнаруживаются яркие временные звезды. Но несмотря на то что рукава спиралей довольно заметны благодаря феномену светимости, они не являются такими же важными для распределения массы, которое в большей степени зависит от осей симметрии. Классифицировать галактики по рукавам — то же самое, что говорить о море как о представляющем собой нечто с волнами. Более логично дать определение, указав химический состав воды, глубину и другие параметры, а не останавливаться на такой характеристике, как наличие волн.

Балджи также не являются основополагающим отличием. Действительно, их формирование влияет на эволюцию галактик, но речь идет о возмущении, по природе схожем с рукавами спиралей. Различие между эллиптическими и спиральными галактиками более значимо, чем различие спиральных галактик с бал джем, баром и без таковых. Возможно, правильнее было бы говорить о спиральных галактиках, а в качестве подструктурной классификации описать балджи, кольца и другие характерные черты таких галактик.

Конечно, неправильно было говорить также о поздних и ранних галактиках, в чем справедливо упрекал Хаббла Астрономический союз: возраст не является параметром, связывающим разные типы галактик. Но какой же параметр является таковым? Или мы можем просто сказать, что бывают эллиптические, линзовидные, спиральные и иррегулярные галактики, не настаивая на их расположении? Например, можно сказать, что классификация была сделана очень давно и не учитывала линзовидные галактики, открытые позднее.

Классификация Хаббла имеет много недостатков, которые мы уже указали, также она не учитывает важные структурные феномены, такие как наличие активного ядра (черной дыры в центре) и ядерные эжекции. Его типология кажется довольно произвольной, но почему тогда ее продолжают использовать?

Различение типов галактик было сделано на основании изображений на фотопластинках. Так, у спиральных галактик есть диск и балдж. Распределение яркости балджа похоже на эллиптическую галактику. В каком-то смысле эллиптическая галактика представляет собой спираль без диска. Но если мы пойдем от Sa к поздним галактикам, не только будут раскрываться рукава: более важно с точки зрения структуры то, что балдж будет уменьшаться, у диска будет пропорционально больше газа, а значит больше возможностей для создания звезд. В эллиптических галактиках практически нет газа. Линзовидные представляют собой галактики с диском без газа. Морфологические признаки связаны со структурными особенностями.

От чего зависит эллиптичность галактик? Изначально предполагалось, что это связано с вращением: чем выше его скорость, тем более плоскую модель мы получаем. Сегодня мы знаем, что приплюснутость связана не с вращением, а с анизотропическим распределением скоростей звезд внутри галактики.

В основной последовательности классификации звезд имеется единый параметр, объясняющий их положение, — масса звезды (а не время, как ученые думали изначально). Возможно, для галактик такого параметра не существует. Эллиптические галактики могут впоследствии создать диск, спиральные — могут утратить диск, сметенный горячим межгалактическим газом, слияние двух спиральных галактик может стать причиной появления эллиптической галактики. Существуют и другие эффекты, и все это позволяет говорить о том, что классификация галактик связана с определенными сложностями.

Для света, испускаемого галактикой, характерно красное смещение. Связано ли это с эффектом Доплера и скоростью удаления? Хаббл был скрупулезен и объективен, так что говорил только о кажущейся скорости. Его знаменитый закон — это отношение между красным смещением и расстоянием. Кто же сформулировал его первым?

За 13 лет до Хаббла свои предположения делал де Ситтер, а первым получил это отношение Леметр, используя данные опубликованных наблюдений.

Но даже если Хаббл и Хьюмансон не были первыми, они подтвердили теорию огромным количеством данных.

Когда в 1928 году Хаббл вернулся из очередной поездки по Европе, Хьюмансон встретил его, будучи в большом возбуждении. Дело было в том, что он услышал комментарии некоторых астрономов, касавшиеся расстояний до галактик (они были опубликованы и самим Хабблом) и разных скоростей их удаления. Об отношении расстояния и скорости говорили многие, но Хьюмансон услышал мнение, что чем слабее туманности, тем больше расстояние до них и больше красное смещение. Если скорость и расстояние действительно связаны, именно майор Хаббл должен был подтвердить это соотношение и точно сформулировать его. У Хаббла и Хьюмансона было все, чтобы проверить догадку. Хьюмансон умолял Хаббла: «Прикажите мне, и я все проверю».