65. ვარსკვლავების განაწილება გალაქტიკაში. კლასტერები. გალაქტიკის ზოგადი სტრუქტურა.
ფორმის დასასრული ფორმის დასაწყისი ვარსკვლავებამდე მანძილის ცოდნა საშუალებას გვაძლევს მივუდგეთ სივრცეში მათი განაწილების და, შესაბამისად, გალაქტიკის სტრუქტურის შესწავლას. გალაქტიკის სხვადასხვა ნაწილში ვარსკვლავების რაოდენობის დასახასიათებლად შემოტანილია ვარსკვლავური სიმკვრივის ცნება, რომელიც მოლეკულების კონცენტრაციის კონცეფციის ანალოგია. ვარსკვლავური სიმკვრივე არის ვარსკვლავების რაოდენობა სივრცის ერთეული მოცულობით. მოცულობის ერთეული ჩვეულებრივ მიიღება 1 კუბური პარსეკი. მზის სიახლოვეს, ვარსკვლავური სიმკვრივე არის დაახლოებით 0,12 ვარსკვლავი კუბურ პარსეკზე, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თითოეულ ვარსკვლავს აქვს საშუალო მოცულობა 8 ps3-ზე მეტი; ვარსკვლავებს შორის საშუალო მანძილი არის დაახლოებით 2 ps. იმის გასარკვევად, თუ როგორ იცვლება ვარსკვლავური სიმკვრივე სხვადასხვა მიმართულებით, დათვლილია ვარსკვლავების რაოდენობა ერთეულ ფართობზე (მაგალითად, 1 კვადრატული გრადუსი) ცის სხვადასხვა ნაწილში.
პირველი, რაც ასეთ გამოთვლებში იპყრობს თვალს, არის ვარსკვლავების კონცენტრაციის უჩვეულოდ ძლიერი მატება, როდესაც ადამიანი უახლოვდება ირმის ნახტომის ზოლს, რომლის შუა ხაზი ქმნის დიდ წრეს ცაში. პირიქით, როცა ამ წრის პოლუსს ვუახლოვდებით, ვარსკვლავების კონცენტრაცია სწრაფად იკლებს. ეს ფაქტი უკვე მე-18 საუკუნის ბოლოსაა. ნება დართო ვ.ჰერშელს, გამოეტანა სწორი დასკვნა, რომ ჩვენს ვარსკვლავურ სისტემას აქვს გაშლილი ფორმა და მზე ახლოს უნდა იყოს ამ წარმონაქმნის სიმეტრიის სიბრტყესთან, სფერული სექტორი, რომლის რადიუსი განისაზღვრება ფორმულით.
lg r m =1 + 0.2 (მ * მ)
ფორმის დასასრული ფორმის დასაწყისი იმისთვის, რომ დავახასიათოთ, თუ რამდენი ვარსკვლავია სხვადასხვა სიკაშკაშით შეიცავს სივრცის მოცემულ რეგიონში, შემოყვანილია სიკაშკაშის ფუნქცია j (M), რომელიც გვიჩვენებს, თუ რა პროპორციას აქვს ვარსკვლავების მთლიანი რაოდენობის აბსოლუტური ვარსკვლავის მოცემული მნიშვნელობა. მაგნიტუდა, ვთქვათ, M-დან M-მდე + 1.
ფორმის დასასრული ფორმის დასაწყისი გალაქტიკათა გროვა გრავიტაციულად შეკრული სისტემებია გალაქტიკები, ერთ-ერთი უდიდესი სტრუქტურა სამყარო. გალაქტიკათა გროვების ზომამ შეიძლება მიაღწიოს 108-ს სინათლის წლები.
დაგროვება პირობითად იყოფა ორ ტიპად:
რეგულარული - რეგულარული სფერული ფორმის მტევნები, რომლებშიც ელიფსური და ლენტიკულური გალაქტიკები, მკაფიოდ გამოკვეთილი ცენტრალური ნაწილით. ასეთი გროვების ცენტრებში გიგანტური ელიფსური გალაქტიკებია. ჩვეულებრივი კლასტერის მაგალითი - ვერონიკას თმის მტევანი.
არარეგულარული - მტევანი გარკვეული ფორმის გარეშე, გალაქტიკების რაოდენობით ჩამორჩება ჩვეულებრივს. ამ სახეობის მტევანი დომინირებს სპირალური გალაქტიკები. მაგალითი - ქალწულის მტევანი.
კასეტური მასები მერყეობს 10 13-დან 10 15-მდე მზის მასები.
გალაქტიკის სტრუქტურა
გალაქტიკაში ვარსკვლავების განაწილებას აქვს ორი გამოხატული თვისება: პირველი, ვარსკვლავების ძალიან მაღალი კონცენტრაცია გალაქტიკის სიბრტყეში და მეორეც, დიდი კონცენტრაცია გალაქტიკის ცენტრში. ასე რომ, თუ მზის სიახლოვეს, დისკზე, ერთი ვარსკვლავი ეცემა 16 კუბურ პარსეკზე, მაშინ გალაქტიკის ცენტრში არის 10000 ვარსკვლავი ერთ კუბურ პარსეკში. გალაქტიკის სიბრტყეში, ვარსკვლავების გაზრდილი კონცენტრაციის გარდა, შეინიშნება მტვრისა და აირის მომატებული კონცენტრაციაც.
გალაქტიკის ზომები: - გალაქტიკის დისკის დიამეტრი არის დაახლოებით 30 kpc (100000 სინათლის წელი), - სისქე დაახლოებით 1000 სინათლის წელია.
მზე მდებარეობს გალაქტიკის ბირთვიდან ძალიან შორს - 8 კმკ (დაახლოებით 26000 სინათლის წელი) მანძილზე.
გალაქტიკის ცენტრი მდებარეობს მშვილდოსნის თანავარსკვლავედში მიმართულებით? = 17h46.1m, ? = –28°51′.
გალაქტიკა შედგება დისკის, ჰალოსა და კორონისგან. გალაქტიკის ცენტრალურ, ყველაზე კომპაქტურ რეგიონს ბირთვი ეწოდება. ბირთვში ვარსკვლავების მაღალი კონცენტრაციაა: ყოველ კუბურ პარსეკში ათასობით ვარსკვლავია. თუ ჩვენ ვცხოვრობდით პლანეტაზე გალაქტიკის ბირთვთან მდებარე ვარსკვლავთან ახლოს, მაშინ ცაზე ათობით ვარსკვლავი იქნებოდა ხილული, სიკაშკაშით მთვარესთან შედარებით. ვარაუდობენ, რომ მასიური შავი ხვრელი არსებობს გალაქტიკის ცენტრში. ვარსკვლავთშორისი გარემოს თითქმის მთელი მოლეკულური ნივთიერება კონცენტრირებულია გალაქტიკური დისკის რგოლურ რეგიონში (3–7 კპკ); აქ არის პულსარების, სუპერნოვას ნარჩენების და ინფრაწითელი გამოსხივების წყაროების უდიდესი რაოდენობა. გალაქტიკის ცენტრალური რეგიონების ხილული გამოსხივება მთლიანად დაფარულია ჩვენგან შთამნთქმელი მატერიის ძლიერი ფენებით.
გალაქტიკა შეიცავს ორ მთავარ ქვესისტემას (ორ კომპონენტს), რომლებიც ერთმანეთშია ჩადგმული და გრავიტაციულად შეკრულია ერთმანეთთან. პირველს სფერული ეწოდება - ჰალო, მისი ვარსკვლავები კონცენტრირებულია გალაქტიკის ცენტრისკენ და მატერიის სიმკვრივე, რომელიც მაღალია გალაქტიკის ცენტრში, საკმაოდ სწრაფად მცირდება მისგან დაშორებით. ჰალოს ცენტრალურ, ყველაზე მკვრივ ნაწილს, გალაქტიკის ცენტრიდან რამდენიმე ათასი სინათლის წლის მანძილზე, ამობურცულობა ეწოდება. მეორე ქვესისტემა არის მასიური ვარსკვლავური დისკი. კიდეებზე დაკეცილ ორ ფირფიტას ჰგავს. ვარსკვლავების კონცენტრაცია დისკზე გაცილებით მეტია, ვიდრე ჰალოში. დისკის შიგნით მყოფი ვარსკვლავები გალაქტიკის ცენტრის გარშემო წრიული ბილიკებით მოძრაობენ. მზე მდებარეობს ვარსკვლავურ დისკზე სპირალურ მკლავებს შორის.
გალაქტიკური დისკის ვარსკვლავებს უწოდეს პოპულაციის ტიპი I, ჰალოს ვარსკვლავებს - პოპულაციის ტიპი II. დისკი, გალაქტიკის ბრტყელი კომპონენტი, მოიცავს ადრეული სპექტრული O და B კლასების ვარსკვლავებს, ღია გროვების ვარსკვლავებს და ბნელ მტვრიან ნისლეულებს. ჰალოები, პირიქით, შედგება ობიექტებისგან, რომლებიც წარმოიშვა გალაქტიკის ევოლუციის ადრეულ ეტაპებზე: გლობულური გროვების ვარსკვლავები, RR Lyrae ტიპის ვარსკვლავები. ბრტყელი კომპონენტის ვარსკვლავები, სფერული კომპონენტის ვარსკვლავებთან შედარებით, გამოირჩევიან მძიმე ელემენტების მაღალი სიმრავლით. სფერული კომპონენტის მოსახლეობის ასაკი 12 მილიარდ წელს აღემატება. ის ჩვეულებრივ აღიქმება როგორც თავად გალაქტიკის ასაკი.
ჰალოსთან შედარებით, დისკი შესამჩნევად უფრო სწრაფად ბრუნავს. დისკის ბრუნვის სიჩქარე არ არის იგივე ცენტრიდან სხვადასხვა მანძილზე. დისკის მასა შეფასებულია 150 მილიარდ მ. დისკზე არის სპირალური ტოტები (სლაივები). ახალგაზრდა ვარსკვლავები და ვარსკვლავთფორმირების ცენტრები განლაგებულია ძირითადად მკლავების გასწვრივ.
დისკი და მის გარშემო არსებული ჰალო ჩაეფლო კორონაში. ამჟამად ითვლება, რომ გალაქტიკის კორონას ზომა 10-ჯერ აღემატება დისკის ზომას.
სადაც H¾ჰაბლის მუდმივი. მიმართებაში (6.12) ვგამოხატული კმ/წმ, ა r¾ in Mps.
ამ კანონს ე.წ ჰაბლის კანონი . ჰაბლის მუდმივი ამჟამად მიღებულია ჰ = 72 კმ/(s∙Mpc).
ჰაბლის კანონი ამის თქმის საშუალებას გვაძლევს სამყარო ფართოვდება. თუმცა, ეს საერთოდ არ ნიშნავს იმას, რომ ჩვენი გალაქტიკა არის ცენტრი, საიდანაც მიმდინარეობს გაფართოება. სამყაროს ნებისმიერ წერტილში დამკვირვებელი დაინახავს ერთსა და იმავე სურათს: ყველა გალაქტიკას აქვს წითელ გადანაცვლება მათი მანძილის პროპორციულად. ამიტომ, ზოგჯერ ამბობენ, რომ სივრცე თავად ფართოვდება. ეს, რა თქმა უნდა, პირობითად უნდა გავიგოთ: გალაქტიკები, ვარსკვლავები, პლანეტები და ჩვენ არ ვფართოვდებით.
მაგალითად, ზოგიერთი გალაქტიკისთვის წითელი წანაცვლების მნიშვნელობის ვიცით, ჩვენ შეგვიძლია დიდი სიზუსტით განვსაზღვროთ მანძილი დოპლერის ეფექტის (6.3) და ჰაბლის კანონის გამოყენებით. მაგრამ z ³ 0.1-ისთვის, ჩვეულებრივი დოპლერის ფორმულა აღარ გამოიყენება. ასეთ შემთხვევებში გამოიყენეთ ფორმულა ფარდობითობის სპეციალური თეორიიდან:
| . | (6.13) |
გალაქტიკები ძალიან იშვიათად არიან მარტოხელა. ჩვეულებრივ, გალაქტიკები გვხვდება მცირე ჯგუფებში, რომლებიც შეიცავენ ათ წევრს, რომლებიც ხშირად გაერთიანებულია ასობით და ათასობით გალაქტიკის უზარმაზარ გროვად. ჩვენი გალაქტიკა ნაწილია ე.წ ადგილობრივი ჯგუფი, რომელიც მოიცავს სამ გიგანტურ სპირალურ გალაქტიკას (ჩვენი გალაქტიკა, ანდრომედას ნისლეული და გალაქტიკა თანავარსკვლავედის სამკუთხედში), ასევე რამდენიმე ათეული ჯუჯა ელიფსური და არარეგულარული გალაქტიკა, რომელთაგან ყველაზე დიდი რამდენიმე მეგაპარსეკია. . ისინი იყოფა არარეგულარულიდა რეგულარულიმტევანი. არარეგულარულ მტევნებს არ აქვთ რეგულარული ფორმა და აქვთ ბუნდოვანი კონტურები. გალაქტიკები არის მაგელანის ღრუბლები.
საშუალოდ, მათში ჰალო მტევნის ზომები ძალიან სუსტად არის კონცენტრირებული ცენტრისკენ. გიგანტური ღია გროვის მაგალითია ქალწულის თანავარსკვლავედის გალაქტიკების უახლოესი გროვა. ცაში ის დაახლოებით 120 კვადრატულ მეტრს იკავებს. გრადუსი და შეიცავს რამდენიმე ათას უპირატესად სპირალურ გალაქტიკას. მანძილი ამ მტევნის ცენტრამდე დაახლოებით 15-ია Mps.
გალაქტიკების რეგულარული გროვები უფრო კომპაქტური და სიმეტრიულია. მათი წევრები შესამჩნევად არიან კონცენტრირებულნი ცენტრისკენ. სფერული გროვის მაგალითია გალაქტიკათა გროვა კომა-ბერენიკეს თანავარსკვლავედში, რომელიც შეიცავს ელიფსური და ლინტიკულური გალაქტიკების ძალიან დიდ რაოდენობას. ის შეიცავს დაახლოებით 30 000 გალაქტიკას, რომლებიც უფრო კაშკაშაა ვიდრე 19 ფოტომასალა. მანძილი მტევნის ცენტრამდე დაახლოებით 100-ია Mps.
მრავალი გროვა, რომელიც შეიცავს გალაქტიკების დიდ რაოდენობას, დაკავშირებულია ძლიერ გაფართოებულ რენტგენის წყაროებთან.
არსებობს საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ გალაქტიკების გროვები, თავის მხრივ, ასევე არათანაბრად არის განაწილებული. ზოგიერთი კვლევის მიხედვით, ჩვენს გარშემო არსებული გალაქტიკათა გროვები და ჯგუფები ქმნიან გრანდიოზულ სისტემას - სუპერგალაქტიკაან ადგილობრივი სუპერკლასტერი.ამ შემთხვევაში, ცალკეული გალაქტიკები აშკარად კონცენტრირდება გარკვეული სიბრტყისკენ, რომელსაც შეიძლება ვუწოდოთ სუპერგალაქტიკის ეკვატორული სიბრტყე. ქალწულის თანავარსკვლავედში ახლახან განხილული გალაქტიკათა გროვა ასეთი გიგანტური სისტემის ცენტრშია. ვერონიკას თმის მტევანი სხვა, ახლომდებარე სუპერკლასტერის ცენტრია.
სამყაროს დაკვირვებად ნაწილს ჩვეულებრივ უწოდებენ მეტაგალაქტიკა . მეტაგალაქტიკა შედგება სხვადასხვა დაკვირვებადი სტრუქტურული ელემენტებისაგან: გალაქტიკები, ვარსკვლავები, სუპერნოვა, კვაზარები და ა.შ. მეტაგალაქტიკის ზომები შემოიფარგლება ჩვენი დაკვირვების შესაძლებლობებით და ამჟამად აღებულია 10 26 მ. ცხადია, რომ სამყაროს ზომების კონცეფცია ძალზე თვითნებურია: რეალური სამყარო შეუზღუდავია და არსად არ მთავრდება.
მეტაგალაქტიკის ხანგრძლივმა კვლევებმა გამოავლინა ორი ძირითადი თვისება, რომლებიც ქმნიან ძირითადი კოსმოლოგიური პოსტულატი:
1. მეტაგალაქტიკა არის ერთგვაროვანი და იზოტროპული დიდი მოცულობით.
2. მეტაგალაქტიკა არ არის სტაციონარული.
ჩვეულებრივ, გალაქტიკები გვხვდება მცირე ჯგუფებში, რომლებიც შეიცავენ ათ წევრს, რომლებიც ხშირად გაერთიანებულია ასობით და ათასობით გალაქტიკის უზარმაზარ გროვად. ჩვენი გალაქტიკა არის ეგრეთ წოდებული ლოკალური ჯგუფის ნაწილი, რომელიც მოიცავს სამ გიგანტურ სპირალურ გალაქტიკას (ჩვენი გალაქტიკა, ანდრომედას ნისლეული და ნისლეული თანავარსკვლავედის სამკუთხედში), ასევე 15-ზე მეტი ჯუჯა ელიფსური და არარეგულარული გალაქტიკა, რომელთაგან ყველაზე დიდია. არის მაგელანის ღრუბლები. გალაქტიკათა გროვების საშუალო ზომა არის დაახლოებით 3 Mpc. ზოგიერთ შემთხვევაში, მათი დიამეტრი შეიძლება აღემატებოდეს 10-20 Mpc. ისინი იყოფა მიმოფანტულ (არარეგულარულ) და სფერულ (რეგულარულ) მტევნად. ღია მტევანებს არ აქვთ რეგულარული ფორმა და აქვთ ბუნდოვანი კონტურები. მათში არსებული გალაქტიკები ძალიან სუსტად არის კონცენტრირებული ცენტრისკენ. გიგანტური ღია გროვის მაგალითია გალაქტიკების ჩვენთან უახლოესი გროვა ქალწულის თანავარსკვლავედში (241). ცაში ის დაახლოებით 120 კვადრატულ მეტრს იკავებს. გრადუსი და შეიცავს რამდენიმე ათას უპირატესად სპირალურ გალაქტიკას. მანძილი ამ კასეტურის ცენტრამდე არის დაახლოებით 11 Mpc. გალაქტიკების სფერული გროვები უფრო კომპაქტურია ვიდრე ღია და აქვთ სფერული სიმეტრია. მათი წევრები შესამჩნევად არიან კონცენტრირებულნი ცენტრისკენ. სფერული გროვის მაგალითია გალაქტიკათა გროვა თანავარსკვლავედის კომა-ბერენიკესში, რომელიც შეიცავს დიდი რაოდენობით ელიფსურ და ლენტიკულურ გალაქტიკებს (242). მისი დიამეტრი თითქმის 12 გრადუსია. ის შეიცავს დაახლოებით 30 000 გალაქტიკას, რომლებიც უფრო კაშკაშაა ვიდრე 19 ფოტომასალა. მანძილი კასეტურის ცენტრამდე არის დაახლოებით 70 Mpc. გალაქტიკების ბევრი მდიდარი გროვა დაკავშირებულია ძლიერ გაფართოებულ რენტგენის წყაროებთან, რომელთა ბუნება, სავარაუდოდ, დაკავშირებულია გალაქტიკათშორის ცხელი გაზის არსებობასთან, ცალკეული გალაქტიკების გვირგვინების მსგავსი. არსებობს საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ გალაქტიკების გროვები, თავის მხრივ, ასევე არათანაბრად არის განაწილებული. ზოგიერთი კვლევის მიხედვით, ჩვენს გარშემო არსებული გალაქტიკათა გროვები და ჯგუფები ქმნიან გრანდიოზულ სისტემას - სუპერგალაქტიკას. ამ შემთხვევაში, ცალკეული გალაქტიკები აშკარად კონცენტრირდება გარკვეული სიბრტყისკენ, რომელსაც შეიძლება ვუწოდოთ სუპერგალაქტიკის ეკვატორული სიბრტყე. ქალწულის თანავარსკვლავედში ახლახან განხილული გალაქტიკათა გროვა ასეთი გიგანტური სისტემის ცენტრშია. ჩვენი სუპერგალაქტიკის მასა უნდა იყოს დაახლოებით 1015 მზის მასა, ხოლო მისი დიამეტრი უნდა იყოს დაახლოებით 50 Mpc. თუმცა, მეორე რიგის გალაქტიკების ასეთი გროვების არსებობის რეალობა ამჟამად საკამათო რჩება. თუ ისინი არსებობენ, მაშინ მხოლოდ როგორც სამყაროში გალაქტიკების განაწილების სუსტად გამოხატული არაერთგვაროვნება, რადგან მათ შორის მანძილი შეიძლება ოდნავ აღემატებოდეს მათ ზომებს.
გალაქტიკაში გლობულური გროვების სივრცითი განაწილების ყველაზე თვალსაჩინო მახასიათებელია მისი ცენტრისადმი ძლიერი კონცენტრაცია. ნახ. 8-8 გვიჩვენებს გლობულური გროვების განაწილებას მთელ ციურ სფეროზე, აქ გალაქტიკის ცენტრი ფიგურის ცენტრშია, გალაქტიკის ჩრდილოეთ პოლუსი ზევით. გალაქტიკის სიბრტყის გასწვრივ არ არის თვალსაჩინო აცილების ზონა, ამიტომ ვარსკვლავთშორისი გადაშენება დისკზე არ გვიმალავს მტევნების მნიშვნელოვან რაოდენობას.
ნახ. 8-9 გვიჩვენებს გლობულური გროვების განაწილებას გალაქტიკის ცენტრიდან დაშორებით. ცენტრისკენ არის ძლიერი კონცენტრაცია - გლობულური მტევნების უმეტესობა განლაგებულია სფეროში, რომლის რადიუსია ≈ 10 kpc. სწორედ ამ რადიუსშია განთავსებული მატერიისგან წარმოქმნილი თითქმის ყველა გლობულური გროვა. ერთი პროტოგალაქტიკური ღრუბელი და ჩამოყალიბდა სქელი დისკის ქვესისტემები (მტევანი > -1.0) და ჰალო (ნაკლებად მეტალის მტევანი უკიდურესი ლურჯი ჰორიზონტალური ტოტებით). ლითონისგან ღარიბი მტევანი ჰორიზონტალური ტოტებით ანომალიურად წითელი მათი მეტალის გამო ქმნიან სფერულ ქვესისტემას. აკრეტული ჰალო რადიუსი ≈ 20 კპც. კიდევ ათეული შორეული მტევანი ეკუთვნის იმავე ქვესისტემას (იხ. სურ. 8-9), რომელთა შორის არის რამდენიმე ობიექტი ანომალიურად მაღალი ლითონის შემცველობით.
აკრეტული ჰალოს გროვები, როგორც ვარაუდობენ, გალაქტიკის გრავიტაციული ველის მიერ არის შერჩეული სატელიტური გალაქტიკებიდან. ნახ. 8-10 სქემატურად გვიჩვენებს ამ სტრუქტურას ბორკოვასა და მარსაკოვის მიხედვით სამხრეთ ფედერალური უნივერსიტეტიდან. აქ ასო C აღნიშნავს გალაქტიკის ცენტრს, S არის მზის სავარაუდო პოზიცია. ამავდროულად, ლითონების მაღალი შემცველობის მქონე აკუმულაციები განეკუთვნება ბალიშის ქვესისტემას. ჩვენ ვისაუბრებთ გლობულური მტევნების ქვესისტემებად დაყოფის უფრო დეტალურ დასაბუთებაზე § 11.3 და § 14.3.
გლობულური მტევნები ასევე გავრცელებულია სხვა გალაქტიკებში და მათი სივრცითი განაწილება სპირალურ გალაქტიკებში წააგავს ჩვენს გალაქტიკაში არსებულ განაწილებას. შესამჩნევად განსხვავდება მაგელანის ღრუბლების გალაქტიკური გროვებისგან. მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ძველ ობიექტებთან ერთად, ისევე როგორც ჩვენს გალაქტიკაში, მაგელანის ღრუბლებშიც შეიმჩნევა ახალგაზრდა გროვები - ეგრეთ წოდებული ლურჯი გლობულური მტევნები. ალბათ, მაგელანის ღრუბლებში გლობულური მტევნების ფორმირების ეპოქა ან გრძელდება ან შედარებით ცოტა ხნის წინ დასრულდა. როგორც ჩანს, ჩვენს გალაქტიკაში არ არსებობს ახალგაზრდა გლობულური მტევნები მაგელანის ღრუბლების ცისფერი გროვების მსგავსი, ამიტომ ჩვენს გალაქტიკაში გლობულური გროვების ფორმირების ერა ძალიან დიდი ხნის წინ დასრულდა.
გლობულური გროვა არის განვითარებადი ობიექტები, რომლებიც თანდათან კარგავენ ვარსკვლავებს ამ პროცესში. დინამიური ევოლუცია . ამრიგად, ყველა კლასტერმა, რომლისთვისაც შესაძლებელი იყო მაღალი ხარისხის ოპტიკური გამოსახულების მიღება, აჩვენა გალაქტიკასთან მოქცევის ურთიერთქმედების კვალი გაფართოებული დეფორმაციების სახით (მოქცევის კუდები). ამჟამად, ასეთი დაკარგული ვარსკვლავები ასევე შეინიშნება ვარსკვლავური სიმკვრივის ზრდის სახით გროვათა გალაქტიკური ორბიტების გასწვრივ. ზოგიერთი გროვა, რომელიც ორბიტაზე ტრიალებს გალაქტიკური ცენტრის მახლობლად, განადგურებულია მისი მოქცევის შედეგად. ამავდროულად, გროვების გალაქტიკური ორბიტები ასევე ვითარდება დინამიური ხახუნის გამო.
ნახ. 8-11 არის დამოკიდებულების დიაგრამა გლობულური მტევნების მასები
მათი გალაქტოცენტრული პოზიციებიდან. წყვეტილი ხაზები აღნიშნავს გლობულური მტევნების ნელი ევოლუციის რეგიონს. ზედა ხაზი შეესაბამება მასის კრიტიკულ მნიშვნელობას, რომლისთვისაც სტაბილურია დინამიური ხახუნის ეფექტი
, რაც იწვევს მასიური ვარსკვლავური გროვის შენელებას და მის დაცემას გალაქტიკის ცენტრში, ხოლო ქვედა - ამისთვის დაშლის ეფექტები
გალაქტიკური სიბრტყის გავლით ფრენის დროს მოქცევის მტევნების გათვალისწინებით. დინამიური ხახუნის მიზეზი გარეგანია: მასიური გლობულური გროვა, რომელიც მოძრაობს ველის ვარსკვლავებში, იზიდავს ვარსკვლავებს, რომლებსაც გზაზე ხვდება და აიძულებს მათ თავის გარშემო იფრინონ ჰიპერბოლური ტრაექტორიის გასწვრივ, რის გამოც წარმოიქმნება ვარსკვლავების გაზრდილი სიმკვრივე. მის უკან, ქმნის შენელებულ აჩქარებას. შედეგად, გროვა ანელებს და იწყებს სპირალური ტრაექტორიის გასწვრივ გალაქტიკურ ცენტრს, სანამ არ დაეცემა მასზე სასრულ დროში. რაც უფრო დიდია მტევნის მასა, მით უფრო მოკლეა ეს დრო. გლობულური გროვების გაფანტვა (აორთქლება) ხდება ვარსკვლავურ-ვარსკვლავური რელაქსაციის შიდა მექანიზმის გამო, რომელიც მუდმივად მოქმედებს გროვაში და ანაწილებს ვარსკვლავებს სიჩქარის მიხედვით მაქსველის კანონის მიხედვით. შედეგად, ვარსკვლავები, რომლებმაც მიიღეს სიჩქარის ყველაზე დიდი ზრდა, ტოვებენ სისტემას. ამ პროცესს მნიშვნელოვნად აჩქარებს მტევნის გავლა გალაქტიკის ბირთვთან და გალაქტიკური დისკის გავლით. ამრიგად, დიდი ალბათობით შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ამ ორი ხაზით შემოსაზღვრული ტერიტორიის გარეთ დიაგრამაზე მოთავსებული მტევანი უკვე ამთავრებს ცხოვრების გზას.
საინტერესოა რომ აკრეტული გლობულური მტევნები აღმოაჩინეთ მათი მასების დამოკიდებულება გალაქტიკაში მათ პოზიციაზე. ნახატზე მყარი ხაზები წარმოადგენს პირდაპირ რეგრესიას გენეტიკურად დაკავშირებული (შავი წერტილები) და აკრეტული (ღია წრეები) გლობულური გროვებისთვის. ჩანს, რომ გენეტიკურად დაკავშირებული მტევნები არ აჩვენებენ საშუალო მასის ცვლილებას გალაქტიკური ცენტრიდან მანძილის გაზრდით. მეორეს მხრივ, არსებობს მკაფიო ანტიკორელაცია აკრეტული კლასტერებისთვის. ამრიგად, ჩნდება კითხვა, რომელზეც პასუხის გაცემაა საჭირო, რატომ არის გალაქტოცენტრული მანძილის გაზრდით მასიური გლობულური მტევნების მზარდი დეფიციტი გარე ჰალოში (დიაგრამაზე თითქმის ცარიელი ზედა მარჯვენა კუთხე)?
ჩვეულებრივ, გალაქტიკები გვხვდება მცირე ჯგუფებში, რომლებიც შეიცავენ ათ წევრს, რომლებიც ხშირად გაერთიანებულია ასობით და ათასობით გალაქტიკის უზარმაზარ გროვად. ჩვენი გალაქტიკა არის ეგრეთ წოდებული ლოკალური ჯგუფის ნაწილი, რომელიც მოიცავს სამ გიგანტურ სპირალურ გალაქტიკას (ჩვენი გალაქტიკა, ანდრომედას ნისლეული და ნისლეული თანავარსკვლავედის სამკუთხედში), ასევე 15-ზე მეტი ჯუჯა ელიფსური და არარეგულარული გალაქტიკა, რომელთაგან ყველაზე დიდია. არის მაგელანის ღრუბლები. გალაქტიკათა გროვების საშუალო ზომა არის დაახლოებით 3 Mpc. ზოგიერთ შემთხვევაში, მათი დიამეტრი შეიძლება აღემატებოდეს 10-20 Mps. ისინი იყოფა მიმოფანტულ (არარეგულარულ) და სფერულ (რეგულარულ) მტევნად. ღია მტევანებს არ აქვთ რეგულარული ფორმა და აქვთ ბუნდოვანი კონტურები. მათში არსებული გალაქტიკები ძალიან სუსტად არის კონცენტრირებული ცენტრისკენ. გიგანტური ღია გროვის მაგალითია ქალწულის თანავარსკვლავედის გალაქტიკების უახლოესი გროვა. ცაში ის დაახლოებით 120 კვადრატულ მეტრს იკავებს. გრადუსი და შეიცავს რამდენიმე ათას უპირატესად სპირალურ გალაქტიკას. მანძილი ამ კასეტურის ცენტრამდე არის დაახლოებით 11 Mpc. გალაქტიკების სფერული გროვები უფრო კომპაქტურია ვიდრე ღია და აქვთ სფერული სიმეტრია. მათი წევრები შესამჩნევად არიან კონცენტრირებულნი ცენტრისკენ. სფერული გროვის მაგალითია გალაქტიკათა გროვა კომა-ბერენიკეს თანავარსკვლავედში, რომელიც შეიცავს უამრავ ელიფსურ და ლინტიკულურ გალაქტიკას (სურ. 242). მისი დიამეტრი თითქმის 12 გრადუსია. ის შეიცავს დაახლოებით 30 000 გალაქტიკას, რომლებიც უფრო კაშკაშაა ვიდრე 19 ფოტომასალა. მანძილი კასეტურის ცენტრამდე არის დაახლოებით 70 Mpc. გალაქტიკების ბევრი მდიდარი გროვა დაკავშირებულია ძლიერ გაფართოებულ რენტგენის წყაროებთან, რომელთა ბუნება, სავარაუდოდ, დაკავშირებულია გალაქტიკათშორის ცხელი გაზის არსებობასთან, ცალკეული გალაქტიკების გვირგვინების მსგავსი.
არსებობს საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ გალაქტიკების გროვები, თავის მხრივ, ასევე არათანაბრად არის განაწილებული. ზოგიერთი კვლევის მიხედვით, ჩვენს გარშემო არსებული გალაქტიკათა გროვები და ჯგუფები ქმნიან გრანდიოზულ სისტემას - სუპერგალაქტიკას. ამ შემთხვევაში, ცალკეული გალაქტიკები აშკარად კონცენტრირდება გარკვეული სიბრტყისკენ, რომელსაც შეიძლება ვუწოდოთ სუპერგალაქტიკის ეკვატორული სიბრტყე. ქალწულის თანავარსკვლავედში ახლახან განხილული გალაქტიკათა გროვა ასეთი გიგანტური სისტემის ცენტრშია. ჩვენი სუპერგალაქტიკის მასა უნდა იყოს დაახლოებით 1015 მზის მასა, ხოლო მისი დიამეტრი უნდა იყოს დაახლოებით 50 Mpc. თუმცა, მეორე რიგის გალაქტიკების ასეთი გროვების არსებობის რეალობა ამჟამად საკამათო რჩება. თუ ისინი არსებობენ, მაშინ მხოლოდ როგორც სამყაროში გალაქტიკების განაწილების სუსტად გამოხატული არაერთგვაროვნება, რადგან მათ შორის მანძილი შეიძლება ოდნავ აღემატებოდეს მათ ზომებს. გალაქტიკების ევოლუციის შესახებ გალაქტიკაში ვარსკვლავური და ვარსკვლავთშორისი მატერიის ჯამური თანაფარდობა დროთა განმავლობაში იცვლება, ვინაიდან ვარსკვლავები ვარსკვლავთშორისი დიფუზური მატერიიდან წარმოიქმნება და მათი ევოლუციური გზის ბოლოს ისინი მატერიის მხოლოდ ნაწილს აბრუნებენ ვარსკვლავთშორის სივრცეში; ზოგიერთი მათგანი რჩება თეთრ ჯუჯებში. ამრიგად, ჩვენს გალაქტიკაში ვარსკვლავთშორისი მატერიის რაოდენობა დროთა განმავლობაში უნდა შემცირდეს. იგივე უნდა მოხდეს სხვა გალაქტიკებში. ვარსკვლავურ სიღრმეებში დამუშავების შედეგად გალაქტიკის მატერია თანდათან ცვლის თავის ქიმიურ შემადგენლობას, გამდიდრებულია ჰელიუმით და მძიმე ელემენტებით. ვარაუდობენ, რომ გალაქტიკა წარმოიქმნა გაზის ღრუბლისგან, რომელიც ძირითადად წყალბადისგან შედგებოდა. შესაძლებელია კიდეც, წყალბადის გარდა, სხვა ელემენტებს არ შეიცავდეს. ჰელიუმი და მძიმე ელემენტები ამ შემთხვევაში წარმოიქმნა ვარსკვლავების შიგნით თერმობირთვული რეაქციების შედეგად. მძიმე ელემენტების ფორმირება იწყება ჰელიუმის სამმაგი რეაქციით 3He4 ® C 12, შემდეგ C 12 ერწყმის a-ნაწილაკებს, პროტონებს და ნეიტრონებს, ამ რეაქციების პროდუქტები შემდგომ ტრანსფორმაციას განიცდის და, შესაბამისად, უფრო და უფრო რთული ბირთვები ჩნდება. თუმცა, უმძიმესი ბირთვების წარმოქმნა, როგორიცაა ურანი და თორიუმი, არ აიხსნება თანდათანობითი ზრდით. ამ შემთხვევაში, აუცილებლად უნდა გაიაროს არასტაბილური რადიოაქტიური იზოტოპების სტადია, რომლებიც უფრო სწრაფად იშლება, ვიდრე მომდევნო ნუკლეონის დაჭერას შეძლებენ. აქედან გამომდინარე, ვარაუდობენ, რომ პერიოდული ცხრილის ბოლოს ყველაზე მძიმე ელემენტები წარმოიქმნება სუპერნოვას აფეთქებების დროს. სუპერნოვას აფეთქება ვარსკვლავის სწრაფი შეკუმშვის შედეგია. ამავე დროს, ტემპერატურა კატასტროფულად იმატებს, ჯაჭვური თერმობირთვული რეაქციები მიმდინარეობს შეკუმშვის ატმოსფეროში და წარმოიქმნება ძლიერი ნეიტრონული ნაკადები. ნეიტრონული ნაკადების ინტენსივობა შეიძლება იყოს იმდენად მაღალი, რომ შუალედურ არასტაბილურ ბირთვებს არ აქვთ დრო კოლაფსისთვის. სანამ ეს მოხდება, ისინი იჭერენ ახალ ნეიტრონებს და ხდებიან სტაბილური. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, სფერული კომპონენტის ვარსკვლავებში მძიმე ელემენტების სიმრავლე გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ბრტყელი ქვესისტემის ვარსკვლავებში. როგორც ჩანს, ეს გამოწვეულია იმით, რომ სფერული კომპონენტის ვარსკვლავები ჩამოყალიბდნენ გალაქტიკის ევოლუციის საწყის ეტაპზე, როდესაც ვარსკვლავთშორისი გაზი ჯერ კიდევ ღარიბი იყო მძიმე ელემენტებით. იმ დროს ვარსკვლავთშორისი გაზი თითქმის სფერული ღრუბელი იყო, რომლის კონცენტრაცია ცენტრისკენ გაიზარდა. იგივე განაწილება შეინარჩუნეს ამ ეპოქაში წარმოქმნილი სფერული კომპონენტის ვარსკვლავებმაც. ვარსკვლავთშორისი გაზის ღრუბლების შეჯახების შედეგად მათი სიჩქარე თანდათან შემცირდა, კინეტიკური ენერგია გადაიქცა თერმულ ენერგიად და შეიცვალა გაზის ღრუბლის ზოგადი ფორმა და ზომა. გამოთვლებმა აჩვენა, რომ სწრაფი ბრუნვის შემთხვევაში, ასეთ ღრუბელს უნდა მიეღო დისკის ფორმა, რასაც ჩვენ ვაკვირდებით ჩვენს გალაქტიკაში. ვარსკვლავები, რომლებიც მოგვიანებით ჩამოყალიბდნენ, ქმნიან ბრტყელ ქვესისტემას. იმ დროისთვის, როდესაც ვარსკვლავთშორისი გაზი ბრტყელ დისკოდ ჩამოყალიბდა, იგი დამუშავებული იყო ვარსკვლავურ ინტერიერში, მძიმე ელემენტების სიმრავლე მნიშვნელოვნად გაიზარდა და ბრტყელი კომპონენტის ვარსკვლავები, შესაბამისად, ასევე მდიდარი იყვნენ მძიმე ელემენტებით. ხშირად ბრტყელი კომპონენტის ვარსკვლავებს უწოდებენ მეორე თაობის ვარსკვლავებს, ხოლო სფერული კომპონენტის ვარსკვლავებს უწოდებენ პირველი თაობის ვარსკვლავებს, რათა ხაზი გავუსვა იმ ფაქტს, რომ ბრტყელი კომპონენტის ვარსკვლავები წარმოიქმნება მატერიისგან, რომელიც უკვე იყო ვარსკვლავის ინტერიერში. სხვა სპირალური გალაქტიკების ევოლუცია ალბათ ანალოგიურად მიმდინარეობს. სპირალური მკლავების ფორმა, რომელშიც კონცენტრირებულია ვარსკვლავთშორისი გაზი, აშკარად განისაზღვრება ზოგადი გალაქტიკური მაგნიტური ველის ძალის ხაზების მიმართულებით. მაგნიტური ველის ელასტიურობა, რომელზედაც ვარსკვლავთშორისი გაზი არის „წებოვანი“, ზღუდავს აირისებრი დისკის გაბრტყელებას. ვარსკვლავთშორის გაზზე მხოლოდ გრავიტაცია რომ მოქმედებდეს, მისი შეკუმშვა განუსაზღვრელი ვადით გაგრძელდებოდა. ამ შემთხვევაში, მაღალი სიმკვრივის გამო, ის სწრაფად კონდენსირდება ვარსკვლავებად და პრაქტიკულად გაქრება. არსებობს საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ ვარსკვლავის წარმოქმნის სიჩქარე დაახლოებით პროპორციულია ვარსკვლავთშორისი გაზის სიმკვრივის კვადრატის.
თუ გალაქტიკა ბრუნავს ნელა, მაშინ ვარსკვლავთშორისი გაზი გროვდება ცენტრში გრავიტაციით. როგორც ჩანს, ასეთ გალაქტიკებში მაგნიტური ველი უფრო სუსტია და ვარსკვლავთშორისი გაზის შეკუმშვას ნაკლებად აფერხებს, ვიდრე სწრაფად მბრუნავებში. ცენტრალურ რეგიონში ვარსკვლავთშორისი გაზის მაღალი სიმკვრივე იწვევს იმ ფაქტს, რომ ის სწრაფად მოიხმარება და ვარსკვლავებად იქცევა. შედეგად, ნელა მბრუნავ გალაქტიკებს უნდა ჰქონდეთ დაახლოებით სფერული ფორმა, ცენტრში ვარსკვლავური სიმკვრივის მკვეთრი ზრდით. ჩვენ ვიცით, რომ ელიფსურ გალაქტიკებს სწორედ ასეთი მახასიათებლები აქვთ. როგორც ჩანს, მათი განსხვავების მიზეზი სპირალურიდან ნელა ბრუნვაშია. რაც ზემოთ ითქვა, ასევე ნათელია, რატომ არის ადრეული კლასის რამდენიმე ვარსკვლავი და მცირე ვარსკვლავთშორისი გაზი ელიფსურ გალაქტიკებში.
ამრიგად, გალაქტიკების ევოლუცია შეიძლება გამოიყურებოდეს დაახლოებით სფერული ფორმის აირისებრი ღრუბლის სტადიიდან. ღრუბელი შედგება წყალბადისგან, ის არ არის ერთგვაროვანი. გაზის ცალკეული გროვა, მოძრავი, ეჯახება ერთმანეთს - კინეტიკური ენერგიის დაკარგვა იწვევს ღრუბლის შეკუმშვას. თუ ის სწრაფად ბრუნავს, მიიღება სპირალური გალაქტიკა, თუ ნელა ბრუნავს, ელიფსური. ბუნებრივია კითხვა, თუ რატომ დაიშალა სამყაროში მატერია ცალკეულ გაზის ღრუბლებად, რომლებიც მოგვიანებით გალაქტიკებად იქცნენ, რატომ ვაკვირდებით ამ გალაქტიკების გაფართოებას, რა ფორმით იყო მატერია სამყაროში გალაქტიკების წარმოქმნამდე.
