24 148 subscribers

Жизненный цикл галактик

1,2k full reads
1,6k story viewsUnique page visitors
1,2k read the story to the endThat's 75% of the total page views
5 minutes — average reading time
Жизненный цикл галактик

Не всё в этой Вселенной вечно. Человеческая жизнь очень коротка по сравнению с жизнью звезды или планетарной системы, но рядом с жизнью галактики она точно покажется вам всего лишь мгновением. Подобно живым организмам, они рождаются, находятся на стадии своего процветания, а затем гибнут. Галактики «живут» так долго, что всё же трудно назвать этот огромный отрезок времени «жизнью», и учёные заменили его на более подходящий термин – эволюция.

Жизненный цикл галактик

Астрономы, с древних времён всматриваясь в небо, пытались понять природу Млечного Пути – что это может быть? Впоследствии люди поняли, что наше Солнце – это одна из миллиардов звёзд в нашей галактике. С развитием науки и техники теперь мы знаем, что и сам Млечный Путь – это одна из более чем сотен миллиардов галактик.

Наш "адрес" в Млечном Пути
Наш "адрес" в Млечном Пути
Наш "адрес" в Млечном Пути

Гипотез о возникновении Вселенной существует множество, но всё же принято считать, что вся материя была создана в ней примерно 13, 8 млрд лет назад во время Большого Взрыва: вещество, сжатое в бесконечно плотную точку, вырвалось наружу – так и родилась наша Вселенная.

Жизненный цикл галактик

Благодаря теории Относительности и открытию скорости света учёные поняли, что если наблюдатель смотрит сквозь пространство, он смотрит назад во времени: например, если любоваться галактикой Андромеды, которая находится от нас на расстоянии около 2,5 млн световых лет, то мы видим её именно такой, какая она была 2, 5 миллиона лет назад. Этот эффект машины времени и позволил астрономам изучить эволюцию («жизнь») галактик.

Галактика Андромеда. Фото "Хаббл"
Галактика Андромеда. Фото "Хаббл"
Галактика Андромеда. Фото "Хаббл"

Образование галактик рассматривается как естественный этап эволюции Вселенной. Итак, после её расширения и последующего охлаждения всё вещество было распределено почти однородно. Затем частицы пыли и газа начали группироваться, объединяться, сталкиваться и таким образом появлялись сгустки, которые позднее превращались в галактики. Все галактики, как и люди, разные, можно найти похожие, но мы никогда не увидим их точные копии. Галактики имеют разные виды: спиральные, эллиптические, галактики с перемычкой, линзовидные и неправильные. Такой «набор» форм связан с разнообразием начальных условий образования галактик. Скопление газообразного водорода в пределах таких сгустков стало первыми звездами.

В момент своего рождения галактика начинает сжиматься. Сжатие длится примерно 3 млрд лет. За это время газовое облако превращается в звездную систему. Звезды образуются путем гравитационного сжатия облаков газа. Когда в центре сжатого облака достигаются плотности и температуры, достаточные для эффективного протекания термоядерных реакций, рождается звезда. Процесс рождения звезд идет при продолжающемся сжатии галактики, поэтому формирование звезд происходит ближе к центру всей этой гравитационно-связанной системы, и, чем ближе к её центру, тем больше должно быть в звездах тяжелых элементов, поэтому, если мы заглянем в центр галактики, то увидим, что он будто «кишит» звёздами.

Центр Андромеды
Центр Андромеды
Центр Андромеды

Сжатие всего вещества протогалактики не может длиться вечно: когда кинетическая энергия образовавшихся звезд диска равна энергии коллективного гравитационного взаимодействия, сжатие прекращается и начинают формироваться спиральные структуры галактики – её рукава. Сжатого газа теперь очень много – таким образом, в галактике созданы все условия и для дальнейшего формирования новых звёзд.

Спиральная галактика в Треугольнике
Спиральная галактика в Треугольнике
Спиральная галактика в Треугольнике

Но запасы газа не вечны, и они тоже с течением времени будут истощаться, в связи с чем рождение новых звёзд пойдёт на спад. Через миллиарды лет (сколько пройдёт точно – сказать очень сложно), когда будут исчерпаны все запасы газа, спиральная галактика превратится в линзообразную, состоящую из слабых красных звезд. Эллиптические галактики уже находятся на этой стадии: весь газ в них израсходован около 9 млрд. лет назад. Формироваться галактики начали после Большого Взрыва, соответственно, они являются примерными ровесниками всей Вселенной, если вести отсчёт именно с момента их формирования. Угасание звёзд в галактике и отсутствие процесса зарождения в ней новых из-за того, что запасы пыли и газа были потрачены, - это медленная «старость» галактик.

Часто галактики сталкиваются с другими и, таким образом, продлевают себе жизнь, обмениваясь друг с другом внутренним веществом. В процессе слияния начинаются новые процессы звездообразования. Иногда кажется, что галактики – это самые настоящие хищники: так, Млечный Путь поглотил несколько небольших галактик, увеличив, тем самым, свою массу.

Слияние галактик
Слияние галактик
Слияние галактик

Считается, что наш Млечный Путь уже истратил большую часть своего «звёздного топлива» и уже не такой активный, как во времена своей молодости. Но через 4 млрд лет Млечный Путь столкнётся со своей соседкой Андромедой, и так эти две огромные галактики, объединившись в одну, «оттянут» время своей смерти, которая выглядит как постепенное остывание и угасание.

Но есть и другая версия завершения галактической эволюции: однажды все галактики местных групп объединятся в одного эллиптического гиганта. Конечно, это продлит им жизнь, но всё равно даже такая огромная галактика будет обречена на гибель в вечной темноте: запасы газа будут исчерпаны и в этом гиганте, и звёзды, больше не удерживаемые силой гравитации, будут постепенно отдаляться, а затем всё пространство достигнет окружающей температуры.