Тайны пространства и времени - Комаров Виктор Ноевич - Страница 31

Спиральная структура

Характерной особенностью нашей Галактики является наличие в диске спиральных рукавов или ветвей, существование которых подтверждается целым рядом независимых астрономических данных. В этих ветвях концентрируется межзвездный водород, они являются областями наиболее интенсивного диффузного радио- и гамма-излучения.

Первоначально высказывалось предположение, что рукава естественным образом сформировались в процессе вращения нашего звездного острова, поскольку галактический диск вращается не как единое целое, а дифференциально. Различные объекты, которые входят в его состав, движутся с разными угловыми скоростями: начиная с некоторого расстояния, чем дальше от центра, тем ниже скорость. В принципе подобное вращение действительно может создавать структуры, близкие к спиральным. Однако, как показывают расчеты, эти структуры не могут быть долговечными. За несколько оборотов Галактики они неминуемо должны были бы разрушиться.

Предполагают, что спиральные рукава представляют собой своеобразные «волны плотности» – возмущения плотности, которые возникают в звездном населении диска и распространяются в радиальных направлениях, вращаясь в то же время вокруг центра Галактики как единое целое. Иными словами, вращение волн плотности происходит с постоянной угловой скоростью, независимо от расстояния до центра. По неизвестной причине дифференциальное вращение галактического диска на характер вращения волн плотности сколько-нибудь заметного влияния не оказывает.

В волнах плотности число звезд в единице объема по сравнению с другими районами Галактики возрастает незначительно. Но, тем не менее, суммарная сила их тяготения в этих областях несколько выше. Поэтому межзвездный газ в поле тяготения спиральной волны сильно разгоняется, достигая сверхзвуковой скорости. Происходящее при этом сжатие газа может привести к возникновению ударных волн, охватывающих значительную часть галактического диска. Не исключено, что такие сжатия и запускают процесс звездообразования.

Согласно данным ученых, наше Солнце расположено в промежутке между двумя спиральными рукавами (или на внутренней окраине одного из них). И, видимо, это обстоятельство сыграло не последнюю роль в появлении и существовании жизни на Земле. Внутри спиральных рукавов, в районах интенсивного звездообразования формирование живых структур вряд ли является возможным…

Есть и еще одно, благоприятное для существования жизни на нашей планете обстоятельство, также связанное с галактическим расположением Солнца. Поскольку спиральные рукава вращаются как единое целое, а угловые скорости звезд по мере удаления от центра Галактики убывают, то на некотором расстоянии от него эти угловые скорости должны совпадать с угловой скоростью вращения спиральных ветвей – здесь и звезды и волны плотности движутся синхронно! Образуется своеобразное «кольцо», получившее название «коротационного круга» (от английского corotation, что означает «совместное вращение»).

Судя по всему, коротационный круг находится как раз в районе галактической орбиты Солнца. Если это действительно так, то наше светило расположено в «особой зоне» Галактики, то есть в «специальных условиях», где из-за равенства указанных выше угловых скоростей отсутствует ударная волна. Поэтому не исключено, что расположение Солнца в коротационном круге также могло сыграть весьма важную, если не решающую роль в формировании Солнечной системы и в появлении жизни на Земле!

Галактические опасности

Как уже говорилось, физические условия на Земле во многом зависят от физической обстановки в окружающей космической среде. А поскольку Солнце перемещается в пространстве Галактики и при этом пересекает области с различными свойствами, то эта обстановка с течением времени может изменяться довольно существенным образом. Особенно важное значение, по-видимому, может играть то обстоятельство, что Солнце не только обращается вокруг галактического центра, но и совершает периодические колебательные движения относительно галактической плоскости. Под действием притяжения массы «диска» Солнце приобретает ускорение, направленное к галактической плоскости, так сказать, «падает» на диск, а затем, «проскочив» его, продолжает двигаться в том же направлении по инерции, удаляясь в противоположную полусферу Галактики. Затем вновь ускоряется по направлению к диску и т. д.

Периодически пересекая галактическую плоскость, Солнце проходит через массивные облака пыли и газа, которые сосредоточены в этом районе. Гравитационное воздействие таких облаков может вызывать возмущения объектов «кометного облака», окружающего Солнечную систему, и «массовые «высыпания» ледяных глыб (кометных ядер), порождающие бомбардировку Земли «кометными ливнями».

Заметное воздействие на состояние земной среды могут оказывать и сами газопылевые комплексы, если они обладают достаточно высокой плотностью. По мнению специалистов, попадание Земли внутрь таких комплексов может приводить к существенным похолоданиям и даже к глобальным леденениям. Определенное влияние на окружающую среду, в частности на химический состав земной атмосферы, способны также оказывать органические соединения, которые входят в состав молекулярных облаков. Однако возможные экологические последствия подобного явления изучены еще недостаточно.

Правда, в последнее время появились сообщения о том, что Солнце пересекает плоскость Галактики не через каждые 26-28 миллионов лет, как считалось раньше, а через каждые 30-36 миллионов лет. Если это действительно так, то прохождения Солнца через галактическую плоскость с кризисными эпохами в состоянии земной биосферы, сопровождавшимися массовыми вымираниями отдельных видов живых организмов, не вполне совпадают.

Хотя космические процессы традиционно представляются нам весьма протяженными во времени, но, возможно, это привычное представление не отражает всего великого многообразия подобных процессов и их всевозможных сочетаний. Не исключено, что природой нам отпущен не столь уж большой срок для того, чтобы познать все тонкости галактическо-земных связей и научиться прогнозировать возможные неблагоприятные земные последствия тех или иных галактических ситуаций. И не только прогнозировать, но и в максимальной степени их нейтрализовать!

В мире галактик

В сравнении с Солнечной системой Галактика огромна. Однако и она представляет собой лишь небольшую часть Вселенной. В доступной современным средствам астрономических исследований области пространства (ее радиус достигает 14 миллиардов световых лет) «разбросаны» миллиарды звездных островов. Их совокупность называется Метагалактикой.

Когда ученым нужно изучить множество каких-либо объектов, то первым шагом в этом направлении является создание их классификации, то есть выделение групп однотипных объектов, обладающих существенными сходными признаками, и установление между такими группами причинной или генетической связи. Научная классификация имеет колоссальное эвристическое значение, так как она отражает те объективные законы, которые управляют изучаемой областью явлений. Хорошо известно, какую огромную роль в развитии естествознания сыграли такие классификационные системы, как периодическая система химических элементов Менделеева или классификация Линнея множества животных и растений.

Классификацию галактик одним из первых начал создавать известный американский астроном Э. Хаббл. В ее основу он положил морфологические особенности звездных островов Вселенной, а именно – их форму и строение.

Ближайшими к нам галактиками являются так называемые Магеллановы Облака – Большое и Малое, которые удалены от Солнца на расстояние порядка 180 тысяч световых лет. Они являются спутниками нашей Галактики и, обращаясь вокруг нее, делают один полный оборот за миллиард лет.