Сложная зона
Интернациональный коллектив астрономов сообщил в журнале Nature, что внешняя зона нашей Галактики обладает весьма сложным устройством.
Мы живем во вполне типичной галактике спирального типа. Ее центральная часть представляет собой выпуклый звездный сгусток, так называемый балж. Балж окружен плоским диском, где звезды в основном группируются в изогнутые по спирали ветви – галактические рукава. Диск погружен в шарообразное облако, состоящее из космической пыли и старых звезд, сгруппированных в сферические скопления - глобулярные кластеры. Такое облако называется галактическим гало. Гало выступает в качестве гравитационного стабилизатора галактики. Своим тяготением оно удерживает в равновесии звезды и галактический газ и не дает им рассеяться в пространстве.
Астрономы уже лет тридцать подозревали, что гало Млечного Пути не представляет из себя единую структуру. Теперь эта гипотеза подтверждена наблюдениями. Исследователи из США, Италии, Австралии, Японии и Словении обнаружили, что гало распадается на две пересекающиеся области – внутреннюю и внешнюю. Первая удалена от центра Млечного Пути на 10-15 килопарсек, вторая – на 15-20. Внутреннее гало обращается вокруг галактического центра в том же направлении, что и диск, только с куда меньшей угловой скоростью. Внешнее гало вращается быстрее внутреннего, однако в противоположном направлении.
Эти зоны отличаются и по составу, а следовательно, по возрасту. Внешнее гало содержит втрое меньше элементов тяжелее гелия, которые рождаются только в ходе термоядерных реакций, которые протекают в звездных недрах или сопровождают звездные взрывы. Это означает, что именно там находится большинство древнейших звезд Млечного Пути, многие из которых возникли, когда наша Вселенная была раз в восемь-десять раз моложе, чем в настоящее время. По всей вероятности, все эти различия объясняются тем, что обе части гало сформировались в разное время и разными способами.
Самая крошечная галактика
Другой интернациональный коллектив астрономов, возглавляемый сотрудниками Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, обнаружил далекую галактику рекордно малых размеров и массы. Этот результат был получен с помощью аппаратуры, установленной на Космическом телескопе Хаббл и десятиметровом телескопе гавайской обсерватории имени Кека. Собранная информация свидетельствует о том, что масса новой галактики составляет не более 1% массы Млечного Пути. Она содержит в десять раз меньше материи, чем самые легкие из уже известных галактик, и вдвое уступает им по линейным размерам.
Галактика-лилипут удалена от нас на огромную дистанцию, примерно 6 миллиардов световых лет. Если бы ее свет путешествовал через космическое пространство без всяких помех, она в лучшем случае предстала бы на фотографиях как очень тусклое пятнышко, по которому было бы трудно судить о ее размерах. Однако случилось так, что между нею и Землей находится другая галактика большой массы. Ее тяготение действует наподобие линзы, искривляя лучи расположенной позади минигалактики и фокусируя их в направлении Земли.
Этот эффект, который называется гравитационным линзированием, сильно увеличил количество света карликовой галактики, полученного земными приборами. В итоге ее видимая яркость возросла примерно в десять раз, что позволило сделать вполне качественные снимки.
Поскольку лучи минигалактики огибают промежуточное звездное скопление с разных сторон, на фотографиях они образуют фрагменты кольцевой дуги, в центре которой находится изображение самого скопления. Появление таких дуг в свое время предсказал Альберт Эйнштейн, поэтому их называют кольцами Эйнштейна. Анализ этих снимков как раз и позволил ученым оценить габариты новооткрытой галактики. Фил Маршалл и его коллеги представили результаты в статье, которую 20 декабря опубликует Astrophysical Journal.
Новый суперджет
Американские и английские астрономы впервые сфотографировали плазменные струи, которыми одна не слишком далекая галактика обстреливает свою соседку. Подобные потоки давно известны, хотя механизм их формирования до сих пор дискутируется. Они состоят из заряженных частиц, уходящих от черной дыры, лежащей в галактическом ядре. Эти частицы генерируют чрезвычайно сильное электромагнитное излучение, в особенности рентген и гамма-лучи. Поскольку плазменные струи движутся практически со скоростью света и подчиняются уравнениям теории относительности, их называют релятивистскими джетами (от английского слова jet – струя, выброс) или даже суперджетами. Иногда дыры выбрасывают по одному джету, но куда чаще - по два джета, направленные в противоположные стороны.
Новооткрытый джет рожден внутри галактической системы 3C321, расположенной в созвездии Змеи в миллиарде четырехстах миллионах световых лет от Солнца. Она состоит из пары разнокалиберных галактик, которые обращаются вокруг друг друга. При этом дистанция между ними составляет всего лишь около 20 тысяч световых лет – это примерно вчетверо меньше поперечника нашей Галактики, Млечного Пути. В итоге они постепенно сливаются, хотя пока сохраняют автономию.
Аппаратура американской орбитальной рентгеновской обсерватории Чандра установила, что обе галактики скрывают в своих ядрах гигантские черные дыры. Масса одной из них составляет примерно сто миллионов солнечных масс, другой – от десяти до пятидесяти миллионов. Более крупная дыра служит источником мощного плазменного выброса. Этот джет проходит через периферийную зону второй галактики и там рассеивается при взаимодействии с ее веществом. До сих пор подобные феномены астрономам еще не встречались.
Приборы обсерватории Чандра позволили получить только рентгеновский портрет джета. Однако ученые дополнили эти сведения фотографиями в ультрафиолетовом и видимом свете, сделанными камерами космического телескопа Хаббл, инфракрасными снимками, поставленными аппаратурой орбитальной обсерватории Спитцер, а также данными с наземных радиотелескопов. В итоге они пришли к заключению, что младший партнер галактической пары 3C321 стал жертвой лучевой атаки со стороны старшего собрата менее миллиона лет назад. Теория утверждают, что прохождение джета через внутригалактический газ порождает ударные волны, которые могут привести к возникновению новых звезд, возможно, даже с планетными системами.
Научный коллектив возглавил гарвардский астрофизик Дэн Эванс. В интервью Русскому отделу «Голоса Америки» он отметил, что новооткрытый джет почти не расплылся на пути между галактиками, так что плотность энергии внутри него осталась очень высокой. Эванс и его коллеги подсчитали, что земной озоновый слой под его ударами устоял бы всего от трех месяцев до года. Так что, если на пути джета оказались какие-то планеты, они подверглись полной стерилизации. Если ранее там и была какая-то жизнь, то после лучевого удара от нее скорее всего ничего не осталось.
Мародерствующая галактика
Американский инфракрасный космический телескоп Спитцер сделал фотоснимки, уличающие далекое звездное скопление в банальной краже. Галактика 3С 326 North находится в миллиарде световых лет от Земли в созвездии Змеи. По массе и размеру она примерно равна нашему Млечному Пути. По соседству с ней расположена галактика 3С 326 South вдвое меньшей массы. Обе галактики под действием взаимного притяжения постепенно сближаются и скорее всего в конце концов сольются воедино.
Однако более крупная галактика уже сейчас перетягивает к себе принадлежащие незадачливой соседке запасы космического молекулярного водорода, масса которых в миллиард раз превышает массу нашего Солнца. Температура перемещенного газа достигает 730 градусов Цельсия. Поэтому он испускает сильное тепловое излучение, которое и регистрируют приборы телескопа имени Спитцера.
Похищенный водород по большей части накапливается внутри галактики-грабителя и постепенно охлаждается. Когда его температура достаточно снизится, он будет стягиваться гравитационными силами в плотные облака, некоторые из которых со временем дадут начало новым звездам. Его небольшую долю поглощает исполинская черная дыра, лежащая в центральном галактическом ядре.
При приближении к внешней границе дыры газ закручивается по спиралям и сильно нагревается. Часть газа ускользает из гравитационных объятий дыры и выстреливается в пространство в виде сверхбыстрых струй протяженностью в миллионы световых лет, которые генерируют мощные радиоволны. В центре галактики 3С 326 South имеется такая же дыра, которая тоже служит источником радиоизлучения.
