ირმის ნახტომის გალაქტიკის მკლავების წარმოშობა. ირმის ნახტომის გალაქტიკის სუპერმასიური შავი ხვრელი

ელიფსებში ენერგიის ბრუნვა თავად სივრცის ექსკლუზიური თვისებაა. როდესაც ელიფსები ბრუნავს გარკვეული კუთხით, როგორც ეს ნაჩვენებია ფიგურაში, ელიფსების შეხების წერტილებს ექნებათ ყველაზე მაღალი ენერგიის სიმკვრივე. ამიტომ, ამ ადგილებში გამოთავისუფლებული ენერგიის რაოდენობა შეჯამდება. ამ შემთხვევაში სივრცეში ისევ ჩნდება ენერგეტიკული სტრუქტურა. როგორც ნულოვანი მოდულის ქრონოშელებში მივიღეთ დოდეკედრის ენერგეტიკული მოდელი, ასევე პირველი მოდულის ქრონოშელებში ვიღებთ სპირალურ სურათს. იმის შესაბამისად, რომ სპირალური მკლავების გასწვრივ ენერგიის განთავისუფლება უფრო დიდი ამპლიტუდით ხდება, სწორედ ამ ადგილებში მოხდება ვარსკვლავის ფორმირების პროცესი ყველაზე ინტენსიურად.

კიდევ ერთხელ მინდა ხაზგასმით აღვნიშნო, რომ მბრუნავი დისკის ფორმირება და სპირალური მკლავების ფორმირება სრულიად განსხვავებული ბუნების სტრუქტურებია. მბრუნავი დისკი არის მატერიალური სხეულების სისტემა, რომელიც წარმოიქმნება დროის ტრანსფორმაციის დროს. და სპირალური მკლავები არის სივრცის ენერგეტიკული სტრუქტურა, რომელიც გვიჩვენებს, რომელ უბანში ხდება ენერგიის გამოყოფა ყველაზე ინტენსიურად. მაშასადამე, ტალღის სპირალური ნიმუშის მთავარი თვისებაა მისი ერთგვაროვანი ბრუნვა, როგორც ტორის მიერ წარმოქმნილი სივრცეების ერთიანი სისტემა. შესაბამისად, სპირალური ნიმუშის ნიმუში მთლიანობაში ბრუნავს მუდმივი კუთხური სიჩქარით. მიუხედავად იმისა, რომ გალაქტიკური დისკი ბრუნავს განსხვავებულად, რადგან ის სხვადასხვა პირობებში ჩამოყალიბდა და მისი თითოეული ნაწილი ევოლუციის საკუთარ ეტაპზეა. მაგრამ დისკი თავისთავად მეორეხარისხოვანია სპირალურ მკლავებთან მიმართებაში, ეს არის სპირალების ენერგეტიკული სტრუქტურა, რომელიც ადგენს ტემპს დისკის მთელი ვარსკვლავის ფორმირების პროცესს. სწორედ ამ მიზეზის გამო, რომ სპირალური ნიმუში მითითებულია ასე ნათლად და ნათლად და ინარჩუნებს სრულ კანონზომიერებას გალაქტიკის მთელ დისკზე, არანაირად არ არის დამახინჯებული დისკის დიფერენციალური ბრუნვით.

ვარსკვლავების სიმკვრივე სპირალურ მკლავებში.

ვარსკვლავების ფორმირება დაახლოებით თანაბრად ხდება მთელ დისკზე, ამიტომ ვარსკვლავების სიმკვრივე დამოკიდებული იქნება იმაზე, თუ რამდენად მჭიდროდ არიან განლაგებულნი ქრონოშლაგები ერთმანეთს შორის. იმისდა მიუხედავად, რომ ვარსკვლავების ფორმირება უფრო ინტენსიურად ხდება მკლავებში, ვარსკვლავების სიმკვრივე აქ დიდად არ უნდა განსხვავდებოდეს დისკის სხვა რეგიონებისგან, თუმცა გაზრდილი ენერგიის ამპლიტუდა იწვევს ნაკლებად ხელსაყრელ პირობებში მყოფი ქრონოს გარსების დაწყებას. ასტრონომიულმა დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ სპირალურ მკლავებში ვარსკვლავების სიმკვრივე არც თუ ისე მაღალია, ისინი დისკზე საშუალოზე ოდნავ უფრო მკვრივია - მხოლოდ 10 პროცენტი, არა უმეტეს.

ასეთი სუსტი კონტრასტი ვერასოდეს შეიმჩნევა შორეული გალაქტიკების ფოტოებზე, თუ სპირალურ მკლავში ვარსკვლავები იგივე იქნებოდა, რაც მთელ დისკზე. საქმე ის არის, რომ სპირალურ მკლავებში ვარსკვლავებთან ერთად ხდება ვარსკვლავთშორისი გაზის ინტენსიური წარმოქმნა, რომელიც შემდეგ კონდენსირდება ვარსკვლავებად. მათი ევოლუციის საწყის ეტაპზე ეს ვარსკვლავები ძალიან კაშკაშაა და ძლიერად გამოირჩევიან დისკის სხვა ვარსკვლავებს შორის. ჩვენი გალაქტიკის დისკზე ნეიტრალურ წყალბადზე დაკვირვებამ (მისი რადიო გამოსხივების საფუძველზე 21 სმ ტალღის სიგრძეზე) აჩვენა, რომ გაზი მართლაც ქმნის სპირალურ მკლავებს.

იმისთვის, რომ მკლავები მკაფიოდ გამოიკვეთოს ახალგაზრდა ვარსკვლავებით, საჭიროა გაზის ვარსკვლავებად გადაქცევის საკმარისად მაღალი მაჩვენებელი და, გარდა ამისა, ვარსკვლავის ევოლუციის ხანგრძლივობა მის საწყის ნათელ ეტაპზე არც თუ ისე დიდია. ორივე მართალია გალაქტიკების რეალურ ფიზიკურ პირობებში, მკლავებში გამოთავისუფლებული დროის ნაკადის გაზრდილი ინტენსივობის გამო. კაშკაშა მასიური ვარსკვლავების ევოლუციის საწყისი ფაზის ხანგრძლივობა ნაკლებია, ვიდრე დრო, რომლის დროსაც მკლავი შესამჩნევად გადაინაცვლებს მისი მთლიანი ბრუნვის დროს. ეს ვარსკვლავები ანათებენ დაახლოებით ათი მილიონი წლის განმავლობაში, რაც გალაქტიკური ბრუნვის პერიოდის მხოლოდ ხუთი პროცენტია. მაგრამ როდესაც სპირალური მკლავის შემოფარგლული ვარსკვლავები იწვის, ახალი ვარსკვლავები და მათთან დაკავშირებული ნისლეულები წარმოიქმნება მათ კვალდაკვალ, რაც უცვლელად ინარჩუნებს სპირალურ შაბლონს. ვარსკვლავები, რომლებიც გამოკვეთენ მკლავებს, ვერ გადაურჩებიან გალაქტიკის ერთ რევოლუციას; მხოლოდ სპირალური ნიმუშია სტაბილური.

გალაქტიკის მკლავების გასწვრივ ენერგიის გათავისუფლების გაზრდილი ინტენსივობა გავლენას ახდენს იმაზე, რომ აქ ძირითადად კონცენტრირებულია ყველაზე ახალგაზრდა ვარსკვლავები, მრავალი ღია ვარსკვლავური გროვა და ასოციაცია, ისევე როგორც ვარსკვლავთშორისი გაზის მკვრივი ღრუბლების ჯაჭვები, რომლებშიც ვარსკვლავები აგრძელებენ ფორმირებას. სპირალური მკლავები შეიცავს უამრავ ცვლადი და ანთებული ვარსკვლავების რაოდენობას და მათში ყველაზე ხშირად შეიმჩნევა ზოგიერთი ტიპის სუპერნოვას აფეთქება. ჰალოსგან განსხვავებით, სადაც ვარსკვლავური აქტივობის ნებისმიერი გამოვლინება ძალზე იშვიათია, ენერგიული სიცოცხლე გრძელდება სპირალურ მკლავებში, რაც დაკავშირებულია მატერიის უწყვეტ გადასვლასთან ვარსკვლავთშორისი სივრციდან ვარსკვლავებამდე და უკან. იმის გამო, რომ ნულოვანი მოდული, რომელიც არის ჰალო, არის მისი ევოლუციის ბოლო ეტაპზე. მაშინ როცა პირველი მოდული, რომელიც არის დისკი, თავისი ევოლუციური განვითარების პიკზეა.

დასკვნები

ჩამოვაყალიბოთ გალაქტიკური სივრცის ანალიზით მიღებული ძირითადი დასკვნები.

1. მატერიის სისტემური თვითორგანიზაციის თვალსაზრისით, გალაქტიკის შემადგენელი ორი ქვესისტემა მიეკუთვნება სამყაროს ინტეგრალური სტრუქტურის (ISM) სხვადასხვა მოდულს. პირველი - სფერული ნაწილი - არის ნულოვანი სივრცითი მოდული. გალაქტიკის მეორე დისკის ნაწილი ეკუთვნის პირველ ISM მოდულს. მიზეზ-შედეგობრივი ურთიერთობების მიხედვით, გალაქტიკის პირველი მოდული ან დისკის ნაწილი არის ეფექტი, ხოლო ნულოვანი მოდული ან ჰალო ითვლება მიზეზად.

2. ნებისმიერი სივრცე იქმნება ქრონოშელისგან, რომელიც ენერგიის შეყვანის მომენტში არის ვენტილატორის დიპოლური. ასეთი დიპოლის ერთ ბოლოში არის მატერია, ხოლო მეორეში არის გაფართოებული სივრცის სფერო. დიპოლის ერთ პოლუსს აქვს გრავიტაციული მასების თვისებები და წარმოადგენს მატერიალურ წერტილს, ხოლო მეორე პოლუსს აქვს სივრცის გაფართოების ანტიგრავიტაციული თვისებები და წარმოადგენს მატერიალური წერტილის მიმდებარე სფეროს. ამრიგად, გულშემატკივართა ნებისმიერ დიპოლს აქვს ფიზიკური სხეული და სამგანზომილებიანი ფიზიკური სივრცე. მაშასადამე, თითოეული მიზეზ-შედეგობრივი კავშირი შედგება ოთხი ელემენტისაგან: მიზეზის სხეული და მიზეზის სივრცე, ეფექტის სხეული და ეფექტის სივრცე.

3. ჰალოს ძირითადი მახასიათებლები განისაზღვრება ნულოვანი მოდულის ქრონოშლის თვისებებით. ჩამოვთვალოთ ისინი.

1). ჰალოს საზღვარი არის მემბრანა, რომელსაც აქვს ანტიგრავიტაციული თვისებები, რომელიც ზღუდავს ვენტილატორის დიპოლის გაფართოებულ ვაკუუმურ სფეროს. იგი წარმოდგენილია წყალბადის პლაზმური ფენით, რომელიც გარშემორტყმულია ჰალოს გარედან, კორონის სახით. კორონა წარმოიქმნება წყალბადის იონებზე მემბრანის ინჰიბიტორული ეფექტის გამო. ჰალო სივრცის ტოპოლოგია სფერულია.

2). მისი ევოლუციური ტრანსფორმაციისას ჰალომ გაიარა ინფლაციის ეტაპი, რომლის დროსაც ჰალო-ქრონოშელი დაიშალა 256 პატარა ქრონოშელად, რომელთაგან თითოეული ახლა გალაქტიკის ერთ-ერთი გლობულური გროვაა. ინფლაციის დროს გალაქტიკის სივრცე ექსპონენტურად გაიზარდა ზომაში. ჩამოყალიბებულ სისტემას ეწოდა უჯრედულ-თაფლოვანი ჰალო სტრუქტურა.

3). ვარსკვლავთა გლობულური მტევნების ქრონოშელურები განაგრძობდნენ შემდგომ ფრაგმენტაციას. ვარსკვლავები და ვარსკვლავური სისტემები ხდება გალაქტიკების კვანტიზაციის შემზღუდავი დონე. კვანტიზაციის შემზღუდველი დონე არის მატერიის ახალი სტრუქტურული ორგანიზაცია.

4). ჰალოს უჯრედულ-თაფლისებრ სტრუქტურაში მდებარე ვარსკვლავების ქრონოშელების შედარებითი მდებარეობა უკიდურესად არათანაბარია. ზოგი მათგანი გალაქტიკის ცენტრთან უფრო ახლოს მდებარეობს, ზოგიც პერიფერიასთან. ამ უთანასწორობის შედეგად, ვარსკვლავების წარმოქმნას თითოეულ ქრონოშელში აქვს საკუთარი მახასიათებლები, რაც გავლენას ახდენს მატერიის სიმკვრივეზე ან მათი მოძრაობის ბუნებაზე.

5). ჩვენს გალაქტიკაში აღმოჩენილი ჯუჯა სისტემები მიეკუთვნება მეორე ან მესამე დონის ოთხპოლუსების ქრონოშელებს, რომლებიც ასევე არის გალაქტიკის კუთვნილი დახურული თვითორგანიზებული ქვესისტემები.

6). ჰალოს ამჟამინდელი მდგომარეობა ევოლუციის ბოლო სტადიას ეკუთვნის. მისი სივრცის გაფართოება დასრულდა გამოთავისუფლებული ენერგიის სასრულობის გამო. არაფერი ეწინააღმდეგება მიზიდულობის ძალებს. აქედან გამომდინარე, ჰალო ევოლუციის ბოლო ეტაპი გამოწვეულია დაშლის პროცესებით. გრავიტაცია ხდება მთავარი ძალა სისტემაში, რომელიც აიძულებს მატერიალურ სხეულებს გადაადგილდნენ გალაქტიკის ცენტრისკენ მზარდი გრავიტაციული ველით. გალაქტიკის ცენტრში ყალიბდება მიმზიდველი მიმზიდველი.

4. დისკის ძირითადი მახასიათებლები განისაზღვრება პირველი მოდულის ქრონოშილის თვისებებით, რაც ნულოვანი მოდულის შედეგია. ჩამოვთვალოთ ისინი.

1). ვინაიდან გალაქტიკის დისკის ნაწილი შედეგია, ამიტომ გრავიტაციული ვენტილატორის დიპოლი იქნება ღერძული ვექტორი M=1, რომელიც ბრუნავს ღერძულ ვექტორზე M=0.

2). ვენტილატორის დიპოლის ერთ-ერთი პოლუსით წარმოქმნილი სივრცე იქმნება M=0 ღერძის გარშემო მბრუნავი გაფართოებული სფეროს სახით. ამიტომ, პირველი მოდულის სივრცის ტოპოლოგია აღწერილია ნულოვანი მოდულის სფერულ სივრცეში ჩადგმული ტორუსით. ტორუსი წარმოიქმნება ორი ღერძული ვექტორით M=0 და M=1, სადაც M=0 წარმოადგენს ტორუსის ძირითად რადიუსს, ხოლო M=1 არის ტორუსის მცირე რადიუსი.

3). პირველი მოდულის ქრონოშილის ინფლაციის ეტაპმა წარმოშვა მრავალი ახალი ქვესისტემა - უფრო მცირე შიდა ქრონოშელი. ყველა მათგანი განლაგებულია მობუდარი თოჯინის ტიპში, პირველი მოდულის ქრონოშელში. ყველა მათგანს ასევე აქვს ტოროიდული ტოპოლოგია. სტრუქტურა ჩნდება გალაქტიკის დისკის ნაწილის სივრცეში.

4). ვენტილატორის დიპოლის მეორე პოლუსისგან წარმოქმნილი ნივთიერება კონცენტრირებულია სფეროს ცენტრში, რომელიც აღწერს M=1 ტორუსის მცირე რადიუსს. ვინაიდან ეს ცენტრი, თავის მხრივ, აღწერს წრეს დიდი ტორუსის რადიუსის გასწვრივ, მთელი მატერია წარმოიქმნება ამ წრის გასწვრივ M=0 ღერძის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში.

5). ახალ ქვესისტემებში წარმოქმნილი მატერია ასევე იქმნება ტორუსის მცირე რადიუსის სფეროების ცენტრებში. მაშასადამე, მთელი მატერია წარმოიქმნება წრეების გასწვრივ, რომლებიც მდებარეობს M=0 ღერძის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში. ასე იქმნება გალაქტიკის დისკის ნაწილი.

5. გალაქტიკის ცენტრალურ რეგიონში არის ორი მიზეზი. ერთი მათგანია ჰალო გამომწვევი სხეული (გამობურცულობა), მეორე არის დისკის გამომწვევი სხეული (ბირთვული გაზის დისკი). დისკის გამომწვევი სხეული, თავის მხრივ, არის ეფექტის სხეული ჰალოსთან მიმართებაში. აქედან გამომდინარე, ერთი სხეული ბრუნავს მეორის გარშემო.

6. ამობურცულობა, ისევე როგორც ჰალო, ევოლუციის ბოლო სტადიაზეა, ამიტომ ის ხდება მიმზიდველი, რომლის მიმართაც მიზიდულობს მთელი მატერია, რომელიც ადრე იყო მიმოფანტული ჰალოს მთელ მოცულობაში. ცენტრში დაგროვებისას ის აყალიბებს მძლავრ გრავიტაციულ ველებს, რომლებიც თანდათანობით შეკუმშავს მატერიას შავ ხვრელში.

7. ცირკულარული გაზის დისკი გალაქტიკის დისკის ნაწილის გამომწვევი სხეულია და ევოლუციის ადრეულ ეტაპზეა. თავის სისტემასთან - დისკთან მიმართებაში, ეს არის თეთრი ხვრელი, საიდანაც ენერგია მიეწოდება გალაქტიკის დისკის ნაწილში სივრცისა და მატერიის განვითარებას.

8. სპირალური მკლავები არის სივრცის ენერგეტიკული სტრუქტურა, რომელიც აჩვენებს რომელ უბანში ხდება ენერგიის გამოყოფა ყველაზე ინტენსიურად. ეს სტრუქტურა იქმნება ტორუსის შიგნით ენერგიის მიმოქცევის გამო. ტორის უმეტესობაში ენერგია ცირკულირებს არა წრეში, არამედ ელიფსში, რომლის ერთ ფოკუსში არის მიზეზის სხეული (შავი ხვრელი), მეორეში - ეფექტის სხეული (თეთრი ხვრელი). შესაბამისად იცვლება სივრცის ტოპოლოგია, ტორუსი უფრო რთულ ფორმას იღებს და იმ წრის ნაცვლად, რომელსაც ტორუსის დიდი რადიუსი აღწერს, გვაქვს ელიფსი.

9. ვინაიდან გალაქტიკის დისკის ქვესისტემა ჩაეფლო სფერულ ქვესისტემაში, დროთა განმავლობაში მათ შორის დამატებითი ურთიერთქმედება ხდება. ერთი ქვესისტემის გავლენა მეორეზე მივყავართ იმ ფაქტს, რომ სფერულ ნაწილში არსებული ბრუნვის მომენტი ზედმეტად ედება ენერგიის ცირკულაციას დისკის ქვესისტემაში, რის შედეგადაც ტორი ბრუნავს ერთმანეთთან შედარებით მცირე კუთხით. როდესაც ელიფსები ბრუნავენ გარკვეული კუთხით, ენერგიას ექნება უდიდესი სიმკვრივე ელიფსების შეხების წერტილებში. ვარსკვლავების ფორმირების პროცესი ამ ადგილებში ყველაზე ინტენსიური იქნება. მაშასადამე, ტალღის სპირალური ნიმუშის მთავარი თვისებაა მისი ერთგვაროვანი ბრუნვა, როგორც ტორის მიერ წარმოქმნილი სივრცეების ერთიანი სისტემა.

ლიტერატურა

1. Boer K., Savage B. გალაქტიკები და მათი გვირგვინები. Jl Scentific American. თარგმანი ინგლისურიდან - ალექს მოისეევი, შორეული აღმოსავლეთის ასტრონომიის ვებგვერდი.

2. ვერნადსკი V.I. ბიოსფერო და ნოოსფერო. M.: Iris-Press, 2004 წ.

3. Kapitsa S.P., Kurdyumov S.P., Malinetsky G.G. Synergetics და სამომავლო პროგნოზები. M.: URSS, 2003 წ

4. მანდელბროტი ბ. ფრაქტალები, შანსი და ფინანსები. მ., 2004 წ.

5. ნოვიკოვი ი.დ. სამყაროს ევოლუცია. მ.: ნაუკა, 1983. 190 გვ.

6. Prigogine I., Stengers I. დრო, ქაოსი, კვანტური. M.: პროგრესი, 1999. მე-6 გამოცემა. M.: KomKniga, 2005 წ.

7. Prigogine K., Stengers I. Order out of ქაოსი. ახალი დიალოგი ადამიანსა და ბუნებას შორის. M.: URSS, 2001. მე-5 გამოცემა. M.: KomKniga, 2005 წ.

8. Sagan K. Cosmos. პეტერბურგი: ამფორა, 2004 წ.

9. ჰვანგ მ.პ. მრისხანე სამყარო: დიდი აფეთქებიდან აჩქარებულ გაფართოებამდე, კვარკებიდან სუპერსიმებამდე. - M.: LENAND, 2006 წ.

10. Hawking S. A Brief History of Time. პეტერბურგი: ამფორა, 2000 წ.

11. ჰოკინგ ს. შავი ხვრელები და ახალგაზრდა სამყაროები. პეტერბურგი: ამფორა, 2001 წ.

ირმის ნახტომის გალაქტიკის ბრუნვის მრუდის გავლენის მიკერძოებული და სკრუპულოზური ანალიზი მისი მკლავების ფორმაზე იწვევს მოულოდნელ დასკვნებს. თუ გალაქტიკა მოძრაობდა ასეთი ბრუნვის მრუდით, მაშინ სულ რაღაც ორი რევოლუციის წინ - დაახლოებით 600 მილიონი წლის წინ - მისი მკლავები საპირისპირო მიმართულებით იყო "გადაგრეხილი". და, პირიქით, მომდევნო რამდენიმე რევოლუციის განმავლობაში მან მთლიანად უნდა დაკარგოს ყდა, რომელიც მჭიდროდ დაიხვევა და თანაბრად ავსებს მთელ დისკს. იმის გათვალისწინებით, რომ გალაქტიკის ასაკი სავარაუდოდ ათეულობით მილიარდი წელია, მისი წარსული კიდევ უფრო იდუმალი ჩანს - მკლავების გაჩენა არ შეიძლება აიხსნას წმინდა კინემატიკური წინააღმდეგობებით.

გამოდის, რომ ჰიპოთეზა ბნელი მატერიის შესახებ არა მხოლოდ არ გამორიცხავს წინააღმდეგობებს თავად ჩვენი გალაქტიკის ბრუნვის მრუდის დაკვირვებაში, არამედ, პირიქით, ქმნის ახალს.

შესაძლებელია, რომ გალაქტიკის დაკვირვებული, გამოთვლილი ბრუნვის მრუდი არასტაბილურია და არ ასახავს ირმის ნახტომის გრძელვადიან ევოლუციას. ვარსკვლავების გაზომილი სიჩქარე შეესაბამება დროის მიმდინარე მომენტს და, როგორც ჩანს, ცოტას ამბობს მათ წარსულსა თუ მომავალ მნიშვნელობებზე. შესაძლოა მათი მოძრაობის დინამიკაზე საუბარი მხოლოდ გარკვეული სანდოობით იყოს შესაძლებელი. წინააღმდეგ შემთხვევაში, მექანიკის კანონები იძლევა ამ ბუნებრივ ლოგიკურ შედეგს.

ლოგიკურია ვივარაუდოთ, რომ შესაძლებელია ბრუნვის მრუდის განსხვავებული გრძელვადიანი ფორმა, რამაც მრავალი მილიარდი წლის განმავლობაში საშუალება მისცა ირმის ნახტომის მკლავებს მიეღოთ ის ფორმა, რომლის გამოთვლაც ახლა შესაძლებელი გახდა ასტრონომიული დაკვირვებებიდან. მაგრამ ამ შემთხვევაში ჩნდება ლოგიკური კითხვა: როგორი იყო გალაქტიკა „დასაწყისში“? და "როცა დაიწყო, დაიწყო"?

მოდით ვივარაუდოთ, რომ გალაქტიკა ჩამოყალიბდა, ვთქვათ, 3 მილიარდი წლის წინ. ეს პერიოდი აღებული იქნა უტილიტარული მიზეზების გამო: ანიმაციაში ევოლუციის დანახვის გასაადვილებლად. და მკლავები შეიძლებოდა გაჩენილიყო, მაგალითად, ორი შავი ხვრელის ჩამონგრევის შედეგად, რომლებმაც მათი ჭავლები სხვადასხვა მიმართულებით ამოაგდეს. ბრუნვისას, ამ ჭავლებმა, ასე ვთქვათ, „გადასრეს“ მიმდებარე სივრცე, შეაგროვეს გაზი და ვარსკვლავები. ნელ-ნელა მკლავები ამჟამინდელ ფორმაში მოიხვია. რატომ არის ორი შავი ხვრელი? იმის გამო, რომ არსებობს ოთხი მკლავი, და ჭავლები იქმნება წყვილებში.

კრედიტი: თიაგო იზე და კრის ჯონსონი, კომპიუტერული კომპიუტერული და გამოსახულების სამეცნიერო ინსტიტუტი.

ასტროფიზიკოსები ხსნიან, თუ როგორ ქმნიან დისკის გალაქტიკები თავიანთ სპირალურ მკლავებს თითქმის იმდენი ხნის განმავლობაში, რაც მათ აკვირდებოდნენ. დროთა განმავლობაში ისინი ორ დასკვნამდე მივიდნენ... ან მათი სტრუქტურა გამოწვეულია გრავიტაციის განსხვავებებით, აირზე, მტვერში და ნაცნობ ფორმებად გამოძერწვით, ან შემთხვევითი არსებობა, რომელიც დროთა განმავლობაში მოდის და მიდის.

ახლა მკვლევარები იწყებენ თავიანთი აღმოჩენების თარგმნას ახალ სუპერკომპიუტერულ სიმულაციებზე დაყრდნობით - სიმულაციები, რომლებიც მოიცავს 100 მილიონამდე "ვარსკვლავური ნაწილაკების" მოძრაობას, რომლებიც მიბაძავს გრავიტაციულ და ასტროფიზიკურ ძალებს, რომლებიც მათ ბუნებრივ სპირალურ სტრუქტურად აყალიბებენ. ვისკონსინ-მედისონის უნივერსიტეტისა და ჰარვარდ-სმითსონის ასტროფიზიკის ცენტრის მკვლევარები კმაყოფილი იყვნენ ამ აღმოჩენებით და აცხადებენ, რომ მოდელები შეიძლება შეიცავდეს მნიშვნელოვან ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ როგორ წარმოიქმნა სპირალური მკლავები.

„ჩვენ პირველად ვაჩვენებთ, რომ ვარსკვლავური სპირალური მკლავები არ არის გარდამავალი მახასიათებელი, როგორც ამას ათწლეულების განმავლობაში ამტკიცებდნენ“, - ამბობს ასტროფიზიკოსი ელენა დ'ონგია UW-Madison-დან, რომელიც ხელმძღვანელობდა ახალ კვლევას ჰარვარდის კოლეგებთან მარკ ვოგელსბერგერთან და ლარს ჰერნკვისტთან ერთად.

„სპირალური მკლავები თვითშენარჩუნებულია, მუდმივი და საოცრად დიდხანს ცოცხლობს“, დასძენს ვოგელსბერგერი.

როდესაც სპირალური სტრუქტურა ჩნდება, ის, ალბათ, ყველაზე გავრცელებულია სამყაროს ფორმებს შორის. განიხილება ჩვენი და ჩვენს ირგვლივ გალაქტიკების დაახლოებით 70%-ს ასევე აქვს სპირალური სტრუქტურა. როდესაც უფრო ფართო გაგებით ვფიქრობთ, რამდენი რამ იძენს ამ ჩვეულებრივ ფორმირებას? ცოცხით მტვრის ჩამორეცხვა იწვევს ნაწილაკების სპირალურ ფორმას... წყლის ამოწურვა იწვევს მორევს... ამინდის წარმონაქმნები სპირალის ფორმისაა. ეს არის უნივერსალური შემთხვევა და ეს ხდება მიზეზის გამო. ცხადია, მიზეზი არის გრავიტაცია და რაღაც არღვევს მას. გალაქტიკის შემთხვევაში, ეს არის გიგანტური მოლეკულური ღრუბელი - . სიმულაციაში შეყვანილი ღრუბლები, ამბობს დ'ონგია, ასტრონომიის პროფესორი UW-Madison-ში, მოქმედებენ როგორც "შემაშფოთებელი" და საკმარისია არა მხოლოდ სპირალური მკლავების ფორმირების გასააქტიურებლად, არამედ მათი განუსაზღვრელი ვადით შესანარჩუნებლად.

”ჩვენ ვსწავლობთ, რომ ისინი ქმნიან სპირალურ მკლავებს”, - განმარტავს დ'ონგია. "წარსული თეორია, რომელიც მხარს უჭერს იარაღს, გაქრება აურზაურების მოცილებით, მაგრამ ჩვენ ვხედავთ, რომ ჩამოყალიბების შემდეგ მკლავები თვითშენარჩუნებულია მაშინაც კი, როდესაც არეულობები ამოღებულია. ეს ადასტურებს, რომ როდესაც მკლავები იქმნება ამ ღრუბლებში, ისინი შეიძლება არსებობდნენ. დამოუკიდებლად გრავიტაციის გავლენით." მაშინაც კი, როცა აღარ არის არეულობა."

მაშ, რაც შეეხება კომპანიონ გალაქტიკებს? შეიძლება თუ არა სპირალური სტრუქტურა გამოწვეული იყოს მათთან სიახლოვით? ახალი კვლევა ასევე იძლევა ამის საშუალებას "მარტოხელა" გალაქტიკების გამოთვლებსა და მოდელებში. თუმცა, ეს არ არის მთელი კვლევა. ვოგელსბერგერისა და ჰერნკვისტის თქმით, ახალი კომპიუტერული სიმულაციები ფოკუსირებულია დაკვირვების მონაცემების გაწმენდაზე. ისინი უფრო ახლოს ათვალიერებენ მაღალი სიმკვრივის მოლეკულურ ღრუბლებს და „სივრცეში გრავიტაციით გამოწვეულ ხვრელებს“, რომლებიც მოქმედებენ როგორც „მექანიზმები, რომლებიც განაპირობებენ სპირალური გალაქტიკების დამახასიათებელი მკლავების ფორმირებას“.

მანამდე ჩვენ ვიცით, რომ სპირალური სტრუქტურა არ არის მხოლოდ უბედური შემთხვევა, ის ალბათ ყველაზე გავრცელებული ფორმაა

ვარსკვლავებით მოჭედილი ცა ხალხის მზერას უძველესი დროიდან იპყრობდა. ყველა ერის საუკეთესო გონება ცდილობდა გაეგო ჩვენი ადგილი სამყაროში, წარმოედგინა და გაემართლებინა მისი სტრუქტურა. მეცნიერულმა პროგრესმა შესაძლებელი გახადა სივრცის უკიდეგანო სივრცის შესწავლაში გადასვლა რომანტიული და რელიგიური კონსტრუქციებიდან ლოგიკურად დამოწმებულ თეორიებამდე, რომელიც დაფუძნებულია მრავალ ფაქტობრივ მასალაზე. ახლა ნებისმიერ სკოლის მოსწავლეს აქვს წარმოდგენა იმაზე, თუ როგორ გამოიყურება ჩვენი გალაქტიკა უახლესი კვლევის მიხედვით, ვინ, რატომ და როდის დაარქვა მას ასეთი პოეტური სახელი და როგორია მისი მოსალოდნელი მომავალი.

სახელის წარმოშობა

გამოთქმა „ირმის ნახტომის გალაქტიკა“ არსებითად ტავტოლოგიაა. Galacticos უხეშად თარგმნილი ძველი ბერძნულიდან ნიშნავს "რძე". ასე უწოდეს პელოპონესის მაცხოვრებლებმა ღამის ცაზე ვარსკვლავთა გროვას და მის წარმოშობას ცხელ ჰერას მიაწერეს: ქალღმერთს არ სურდა ზევსის უკანონო შვილი ჰერკულესის გამოკვება და გაბრაზებულმა ასხამდა დედის რძეს. წვეთები ქმნიდნენ ვარსკვლავურ ბილიკს, ხილული ნათელ ღამეებში. საუკუნეების შემდეგ მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ დაკვირვებული მნათობები არსებული ციური სხეულების მხოლოდ უმნიშვნელო ნაწილია. მათ დაარქვეს გალაქტიკა ან ირმის ნახტომის სისტემა სამყაროს სივრცეს, რომელშიც ჩვენი პლანეტა მდებარეობს. სივრცეში სხვა მსგავსი წარმონაქმნების არსებობის ვარაუდის დადასტურების შემდეგ პირველი ტერმინი მათთვის უნივერსალური გახდა.

მზერა შიგნიდან

მეცნიერული ცოდნა სამყაროს ნაწილის, მათ შორის მზის სისტემის სტრუქტურის შესახებ, ცოტა რამ ისწავლა ძველი ბერძნებისგან. იმის გაგება, თუ როგორ გამოიყურება ჩვენი გალაქტიკა, განვითარდა არისტოტელეს სფერული სამყაროდან თანამედროვე თეორიებამდე, რომელიც მოიცავს შავ ხვრელებს და ბნელ მატერიას.

ის ფაქტი, რომ დედამიწა ირმის ნახტომის სისტემის ნაწილია, გარკვეულ შეზღუდვებს აწესებს მათ, ვინც ცდილობს გაარკვიოს, რა ფორმა აქვს ჩვენს გალაქტიკას. ამ კითხვაზე ცალსახად პასუხის გასაცემად საჭიროა ხედი გარედან და დაკვირვების ობიექტიდან დიდ მანძილზე. ახლა მეცნიერება მოკლებულია ასეთ შესაძლებლობას. გარე დამკვირვებლის ერთგვარი შემცვლელი არის გალაქტიკის სტრუქტურის შესახებ მონაცემების შეგროვება და მისი კორელაცია სხვა კოსმოსური სისტემების პარამეტრებთან შესასწავლად.

შეგროვებული ინფორმაცია გვაძლევს საშუალებას დარწმუნებით ვთქვათ, რომ ჩვენს გალაქტიკას აქვს დისკის ფორმა შუაში გასქელება (გამობურცული) და სპირალური მკლავები, რომლებიც განსხვავდებიან ცენტრიდან. ეს უკანასკნელი შეიცავს სისტემის ყველაზე კაშკაშა ვარსკვლავებს. დისკის დიამეტრი 100 ათას სინათლის წელზე მეტია.

სტრუქტურა

გალაქტიკის ცენტრი დამალულია ვარსკვლავთშორისი მტვერით, რაც ართულებს სისტემის შესწავლას. რადიო ასტრონომიის მეთოდები დაგეხმარებათ პრობლემის მოგვარებაში. გარკვეული სიგრძის ტალღები ადვილად გადალახავს ნებისმიერ დაბრკოლებას და საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ სასურველი სურათი. ჩვენს გალაქტიკას, მიღებული მონაცემების მიხედვით, არაჰომოგენური სტრუქტურა აქვს.

პირობითად შეგვიძლია გამოვყოთ ერთმანეთთან დაკავშირებული ორი ელემენტი: ჰალო და თავად დისკი. პირველ ქვესისტემას აქვს შემდეგი მახასიათებლები:

• ფორმა არის სფერო;

• მისი ცენტრი მიჩნეულია გამობურცვად;
• ვარსკვლავების ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია ჰალოში დამახასიათებელია მისი შუა ნაწილისთვის, როდესაც უახლოვდებით კიდეებს, სიმკვრივე მნიშვნელოვნად მცირდება;
• გალაქტიკის ამ ზონის ბრუნვა საკმაოდ ნელია;
• ჰალო ძირითადად შეიცავს ძველ ვარსკვლავებს შედარებით დაბალი მასით;
• ქვესისტემის მნიშვნელოვანი სივრცე ივსება ბნელი მატერიით.

გალაქტიკურ დისკზე ვარსკვლავების სიმკვრივე მნიშვნელოვნად აღემატება ჰალოს. sleeves არის ახალგაზრდა და თუნდაც მხოლოდ განვითარებადი

ცენტრი და ბირთვი

ირმის ნახტომის „გული“ მდებარეობს მისი შესწავლის გარეშე, ძნელია ბოლომდე გაიგო, როგორია ჩვენი გალაქტიკა. სახელწოდება „ბირთი“ სამეცნიერო ნაშრომებში ან მხოლოდ ცენტრალურ რეგიონს ეხება, დიამეტრით მხოლოდ რამდენიმე პარსეკით, ან მოიცავს ამობურცულს და გაზის რგოლს, რომელიც ითვლება ვარსკვლავების დაბადების ადგილად. შემდგომში გამოყენებული იქნება ტერმინის პირველი ვერსია.

ხილულ შუქს უჭირს ირმის ნახტომის ცენტრში შეღწევა, რადგან ის ხვდება უამრავ კოსმოსურ მტვერს, რომელიც მალავს თუ როგორ გამოიყურება ჩვენი გალაქტიკა. ინფრაწითელ დიაპაზონში გადაღებული ფოტოები და სურათები მნიშვნელოვნად აფართოებს ასტრონომების ცოდნას ბირთვის შესახებ.

გალაქტიკის ცენტრალურ ნაწილში რადიაციის მახასიათებლების შესახებ მონაცემებმა მეცნიერები დააჯერა, რომ ბირთვის ბირთვში შავი ხვრელია. მისი მასა 2,5 მილიონჯერ აღემატება მზის მასას. ამ ობიექტის გარშემო, მკვლევარების აზრით, ბრუნავს კიდევ ერთი, მაგრამ მისი პარამეტრებით ნაკლებად შთამბეჭდავი შავი ხვრელი. სივრცის სტრუქტურული მახასიათებლების შესახებ თანამედროვე ცოდნა ვარაუდობს, რომ ასეთი ობიექტები გალაქტიკების უმეტესობის ცენტრალურ ნაწილში მდებარეობს.

სინათლე და სიბნელე

შავი ხვრელების ერთობლივი გავლენა ვარსკვლავების მოძრაობაზე თავისებურად არეგულირებს ჩვენი გალაქტიკის გარეგნობას: ეს იწვევს ორბიტების სპეციფიკურ ცვლილებებს, რომლებიც არ არის დამახასიათებელი კოსმოსური სხეულებისთვის, მაგალითად, მზის სისტემის მახლობლად. ამ ტრაექტორიების შესწავლამ და მოძრაობის სისწრაფესა და გალაქტიკის ცენტრიდან დაშორებას შორის არსებული კავშირის საფუძველი გახდა ბნელი მატერიის ახლა აქტიურად განვითარებადი თეორია. მისი ბუნება ჯერ კიდევ საიდუმლოებით არის მოცული. ბნელი მატერიის არსებობა, რომელიც, სავარაუდოდ, სამყაროს მატერიის უდიდეს ნაწილს შეადგენს, აღირიცხება მხოლოდ ორბიტებზე გრავიტაციის ზემოქმედებით.

თუ ჩვენ გავფანტავთ მთელ კოსმოსურ მტვერს, რომელიც მალავს ჩვენგან ბირთვს, საოცარი სურათი გამოვლინდება. ბნელი მატერიის კონცენტრაციის მიუხედავად, სამყაროს ეს ნაწილი სავსეა შუქით, რომელიც გამოსხივებულია ვარსკვლავების დიდი რაოდენობით. აქ ასჯერ მეტია სივრცის ერთეულზე, ვიდრე მზესთან ახლოს. მათგან დაახლოებით ათი მილიარდი ქმნის უჩვეულო ფორმის გალაქტიკურ ზოლს, რომელსაც ასევე ბარს უწოდებენ.

კოსმოსური კაკალი

სისტემის ცენტრის შესწავლამ გრძელი ტალღის დიაპაზონში მოგვცა საშუალება მივიღოთ დეტალური ინფრაწითელი გამოსახულება. ჩვენს გალაქტიკას, როგორც ირკვევა, ბირთვში აქვს სტრუქტურა, რომელიც წააგავს ნაჭუჭში ჩასმული არაქისის. ეს "კაკალი" არის ხიდი, რომელიც მოიცავს 20 მილიონზე მეტ წითელ გიგანტს (ნათელ, მაგრამ ნაკლებად ცხელ ვარსკვლავებს).

ირმის ნახტომის სპირალური მკლავები ასხივებს ზოლის ბოლოებიდან.

ვარსკვლავური სისტემის ცენტრში „არაქისის“ აღმოჩენასთან დაკავშირებულმა სამუშაომ არა მხოლოდ ნათელი მოჰფინა ჩვენი გალაქტიკის სტრუქტურას, არამედ დაეხმარა იმის გაგებაში, თუ როგორ განვითარდა იგი. თავდაპირველად, სივრცის სივრცეში იყო ჩვეულებრივი დისკი, რომელშიც დროთა განმავლობაში წარმოიქმნა ჯუმპერი. შინაგანი პროცესების გავლენით ბარმა იცვალა ფორმა და დაიწყო თხილის მიმსგავსება.

ჩვენი სახლი კოსმოსურ რუკაზე

აქტივობა ხდება როგორც ბარში, ასევე სპირალურ მკლავებში, რომლებსაც ჩვენი გალაქტიკა ფლობს. მათ დაარქვეს თანავარსკვლავედები, სადაც აღმოაჩინეს ტოტების სექციები: პერსევსის, ციგნოსის, კენტავრის, მშვილდოსნისა და ორიონის მკლავები. ამ უკანასკნელთან ახლოს (ბირთვიდან სულ მცირე 28 ათასი სინათლის წლის მანძილზე) არის მზის სისტემა. ამ ტერიტორიას აქვს გარკვეული მახასიათებლები, რამაც, ექსპერტების აზრით, შესაძლებელი გახადა სიცოცხლის გაჩენა დედამიწაზე.

გალაქტიკა და ჩვენი მზის სისტემა მასთან ერთად ბრუნავს. ცალკეული კომპონენტების მოძრაობის ნიმუშები არ ემთხვევა. ვარსკვლავები ხან შედიან სპირალურ ტოტებში, ხან გამოყოფილი მათგან. მხოლოდ კოროტაციის წრის საზღვარზე მწოლიარე მნათობები არ აკეთებენ ასეთ "მოგზაურობებს". მათ შორისაა მზე, რომელიც დაცულია მკლავებში მუდმივად მიმდინარე მძლავრი პროცესებისგან. უმნიშვნელო ცვლილებაც კი უარყოფს ყველა სხვა სარგებელს ჩვენს პლანეტაზე ორგანიზმების განვითარებისთვის.

ცა ბრილიანტებშია

მზე არის მხოლოდ ერთი მრავალი მსგავსი სხეულიდან, რომლითაც ჩვენი გალაქტიკა სავსეა. ვარსკვლავები, ერთი ან დაჯგუფებული, სულ 400 მილიარდზე მეტია უახლესი მონაცემებით ჩვენთან ყველაზე ახლოს, პროქსიმა კენტავრი, არის სამი ვარსკვლავისგან შემდგარი სისტემის ნაწილი, ოდნავ უფრო შორეულ Alpha Centauri A და Alpha Centauri B. ყველაზე კაშკაშა წერტილი. ღამის ცის სირიუს A მდებარეობს მისი სიკაშკაშე, სხვადასხვა წყაროების მიხედვით, 17-23-ჯერ აღემატება მზისას. სირიუსი ასევე არ არის მარტო მას თან ახლავს თანამგზავრი, რომელსაც აქვს მსგავსი სახელი, მაგრამ აღინიშნება B.

ბავშვები ხშირად იწყებენ გაეცნონ იმას, თუ როგორ გამოიყურება ჩვენი გალაქტიკა ცაში ჩრდილოეთ ვარსკვლავის ან ალფა მცირე ურსის ძიებით. იგი პოპულარობას განაპირობებს დედამიწის ჩრდილოეთ პოლუსზე მდებარე პოზიციით. Polaris-ის სიკაშკაშე მნიშვნელოვნად აღემატება სირიუსს (თითქმის ორი ათასი ჯერ უფრო კაშკაშა ვიდრე მზე), მაგრამ მას არ შეუძლია დაუპირისპირდეს Alpha Canis Majoris-ს ყველაზე კაშკაშა ტიტულისთვის დედამიწიდან დაშორების გამო (შეფასებული 300-დან 465 სინათლის წლამდე).

სანათების სახეები

ვარსკვლავები განსხვავდებიან არა მხოლოდ სიკაშკაშით და დამკვირვებლისგან დაშორებით. თითოეულს ენიჭება გარკვეული მნიშვნელობა (მზის შესაბამისი პარამეტრი აღებულია როგორც ერთეული), ზედაპირის გათბობის ხარისხი და ფერი.

სუპერგიგანტებს აქვთ ყველაზე შთამბეჭდავი ზომები. ნეიტრონულ ვარსკვლავებს აქვთ მატერიის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია მოცულობის ერთეულზე. ფერის მახასიათებელი განუყოფლად არის დაკავშირებული ტემპერატურასთან:

• წითლები ყველაზე ცივია;
• ზედაპირის გათბობა 6000º-მდე, მზის მსგავსად, წარმოშობს ყვითელ ელფერს;
• თეთრი და ლურჯი სანათებს აქვთ 10000º-ზე მეტი ტემპერატურა.

შეიძლება განსხვავდებოდეს და მაქსიმუმს მიაღწიოს მის დაშლამდე ცოტა ხნით ადრე. სუპერნოვას აფეთქებებს დიდი წვლილი შეაქვს იმის გაგებაში, თუ როგორ გამოიყურება ჩვენი გალაქტიკა. ტელესკოპებით გადაღებული ამ პროცესის ფოტოები გასაოცარია.
მათ საფუძველზე შეგროვებულმა მონაცემებმა ხელი შეუწყო პროცესის აღდგენას, რამაც გამოიწვია აფეთქება და იწინასწარმეტყველა მრავალი კოსმოსური სხეულების ბედი.

ირმის ნახტომის მომავალი

ჩვენი გალაქტიკა და სხვა გალაქტიკები მუდმივად მოძრაობენ და ურთიერთქმედებენ. ასტრონომებმა აღმოაჩინეს, რომ ირმის ნახტომი არაერთხელ შთანთქავს მეზობლებს. მსგავსი პროცესები მომავალშიც არის მოსალოდნელი. დროთა განმავლობაში მასში შედის მაგელანის ღრუბელი და სხვა ჯუჯა სისტემები. ყველაზე შთამბეჭდავი მოვლენა მოსალოდნელია 3-5 მილიარდ წელიწადში. ეს იქნება შეჯახება ერთადერთ მეზობელთან, რომელიც დედამიწიდან შეუიარაღებელი თვალით ჩანს. შედეგად, ირმის ნახტომი ელიფსურ გალაქტიკად გადაიქცევა.

სივრცის გაუთავებელი სივრცეები აოცებს წარმოსახვას. საშუალო ადამიანისთვის რთულია გააცნობიეროს არა მხოლოდ ირმის ნახტომის ან მთელი სამყაროს, არამედ დედამიწის მასშტაბიც კი. თუმცა, მეცნიერების მიღწევების წყალობით, ჩვენ შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ, სულ მცირე, დაახლოებით როგორი გრანდიოზული სამყაროს ნაწილი ვართ.