Наука и техника, 2007 № 10 (17) - [3]
Галактики как отдельные, изолированные от других, звездные системы были открыты в двадцатых годах нашего века Э.Хабблом. С тех пор считалось, что это своего рода “островные вселенные”, формирующиеся и эволюционирующие практически в полной изоляции, без всякого контакта друг с другом. Наблюдаемое же многообразие форм и свойств галактик относили за счет разных начальных условий на стадии их формирования.
Часто используемое в популярной литературе сравнение с островами довольно удачно. Океанские острова — гигантские подводные горы, у которых над поверхностью воды возвышается лишь верхняя относительно небольшая часть. Так и у галактик непосредственным наблюдениям доступна лишь часть вещества, возможно, меньшая.
Видимое распределение галактик очень неоднородно. Они, как и люди, не любят одиночества и предпочитают объединяться в пары, группы и скопления с себе подобными. Еще в конце XVIII в. В. Гершель обнаружил, что многие туманности, которые он совершенно правильно считал подобными Млечному Пути звездными островами, входят в состав двойных и кратных систем. Некоторые туманности оказались даже связанными слабосветящимися перемычками. В первой половине нашего века Э. Хаббл и В. Бааде держали пари на 20 долларов, кто первый докажет, что найденная им галактика — одиночная. Пари никто не выиграл, так как всегда по соседству оказывалась другая, которая могла быть физически связанным спутником.
Взаимодействующие галактики начали систематически наблюдать в 50-е годы Э. Хольмберг, Б.А. Воронцов-Вельяминов, Ф. Цвикки и X. Арп. Однако вплоть до 70-х годов, когда развитие теории и компьютерной техники позволило создать реалистические модели гравитационного взаимодействия галактик, эти объекты не привлекали широкого внимания.
Интересно отметить, что первая успешная попытка моделирования тесного сближения галактик была осуществлена еще в 1941 г. Шведский астроном Э. Хольмберг, воспользовавшись тем, что освещенность от источника уменьшается, как и гравитационная сила, обратно пропорционально квадрату расстояния до наблюдателя, рассмотрел относительное движение двух галактик, каждая из которых была представлена набором подвижных лампочек. Измеряя в разных точках модельной галактики освещенность с помощью фотоэлемента, Хольмберг перемещал лампочки в соответствии с неоднородностями такого “гравитационного” поля. С помощью столь нестандартного подхода он предвосхитил некоторые результаты, полученные гораздо позднее с помощью компьютерного моделирования.
В 1972 г. появилась работа братьев Тумре, в которой было наглядно показано, что морфологические особенности галактик естественным образом могут быть объяснены гравитационным взаимодействием между ними. Эта работа послужила основой для нового подхода к проблеме формирования структуры современных галактик. Согласно этому подходу, не начальные условия, а последующая эволюция галактики, в ходе которой она активно взаимодействует со своим окружением (другими галактиками, карликовыми спутниками, межгалактической средой), определяет ее характеристики. Один из братьев — А. Тумре — даже высказал предположение, что все эллиптические галактики возникли при слиянии спиральных (это предположение получило название “гипотеза слияний”). Сейчас считается, что и начальные условия, и последующая эволюция влияют на свойства галактик, однако соотношение между этими факторами остается пока неизвестным.
В близкой к нам области Вселенной взаимодействующие галактики довольно редки. Если основываться на видимых признаках взаимодействия, говорящих о сильном внешнем гравитационном возмущении (заметной асимметрии структуры, наличии протяженных линейных образований — “хвостов” и перемычек, оболочек и т. п.), то к таким объектам можно отнести лишь каждую десятую или двадцатую галактику (рис. 2–5). В более ранние эпохи, однако, процессы взаимодействия между ними могли быть гораздо более интенсивными.
Рис. 2.Примеры взаимодействующих галактик: NGC 3921, NGC 4038 “Антенны”
Рис. 3.Две огромные галактики стараются "растащить” друг друга. Эти спиральные галактики “Мыши”, названные так из-за своих длинных хвостов, уже прошли друг через друга. Скорее всего, они будут сталкиваться снова и снова, пока не сольются. Длинные хвосты образовались из-за того, что они по-разному притягивают ближнюю и дальнюю части друг друга. Взаимодействие в космосе на таких огромных расстояниях происходит медленно, с характерным временем порядка сотен миллионов лет. Галактики NGC 4676 находятся на расстоянии 300 миллионов световых лет от Солнца, в направлении на созвездие Волосы Вероники
Рис. 4.Согласно современным представлениям, NGC7252 является продуктом неполного слияния двух дисковых галактик. Неслившиеся остатки этих двух гигантских объектов образуют два “хвоста” (размером около 100 кпк), богатых нейтральным водородом. Центральное пекулярное тело галактики содержит быстровращающийся диск иони-???
Астрономия — наука, основанная на наблюдениях. Астрономы лишены возможности ставить эксперименты, как, к примеру, физики, сталкивающие в ускорителях потоки заряженных частиц, или биологи, вмешивающиеся в структуру генов. Однако исследование взаимодействующих галактик дает удивительную возможность детально изучить результаты экспериментов по столкновению гигантских звездных систем, которые ставит сама природа.
