Мир вокруг нас
Шрифт:
В дальнейшей эволюции планетарных и звёздных систем и систем планета-спутники, можно выделить длительный период, когда эти системы пребывают практически в неизменном, стабильном виде (что важно в т. ч. для развития сложной жизни). Этот период, как правило — практически совпадает с временем горения водорода в центральных областях звезды (или одной из звёзд), входящих в планетную или (одновременно) звёздную систему, и составляет, как уже рассматривалось ранее, от миллионов до триллионов лет (в зависимости от массы звезды).
На завершающем этапе эволюции, в результате катастрофических процессов в звёздах, завершающих свою эволюцию, планетные системы, а также системы планеты и её спутников, входящие в состав планетных систем, могут частично или полностью разрушаться (например, звезда на стадии красного гиганта — может
В целом, мы рассмотрели уровень вещества планетных и звёздных систем и, вклиненный, уровень систем планета-спутники, в т. ч. их эволюцию. Далее, можем перейти к рассмотрению объектов, принадлежащих более высокому уровню вещества, это:
Шаровые звёздные скопления
В отличие от рассеянных скоплений, содержащих, как правило, не более тысяч звёзд, в состав шарового звёздного скопления, входит, обычно, несколько сотен тысяч звёзд [141]. Под действием собственной, достаточно высокой гравитации, эта система звёзд, как видно из названия — обретает форму шара, см. рис. 282.
Рис. 282 [XXXVII]. Шаровое звёздное скопление NGC 7006
Как уровень вещества, шаровое звёздное скопление — обладает рядом новых, своеобразных свойств: так, в центре скопления, где плотность вещества (расположения звёзд) высока, происходит разрушение объектов предыдущего уровня — планетных систем. Последние — исчезают или становятся малы, т. к. орбиты планет в данных условиях, согласно расчётам [142] — неустойчивы (тем больше, чем ближе звезда к центру скопления).
В шаровом звёздном скоплении, звёзды движутся по (сложным) орбитам, под влиянием всех звёзд скопления. Подобно тому, как в планетах, внутри шарового скопления, происходит разделение вещества, под действием гравитации, с образованием слоёв: более массивные звёзды — тонут к центральным областям скопления [141], а более лёгкие (красные карлики [143], и т. п.) — пребывают, большую часть времени, на периферии скопления.
Далее, рассмотрим изменения, которые претерпевает шаровое скопление, с течением времени:
Эволюция шаровых звёздных скоплений
Формирование шаровых скоплений — процесс, который шёл, прежде всего, в начальные времена после Большого Взрыва, когда плотность «межзвёздных» облаков, в окружающем Мире, была выше. О формировании (большинства) шаровых скоплений в столь далёком прошлом, свидетельствуют наблюдения (измерения) возраста звёзд в шаровых звёздных скоплениях: этот возраст, как правило, превышает 10 миллиардов лет [144] (в то время как рассеянные звёздные скопления (слабые системы), которые легко формируются в современности — распадаются, в основном, не более чем за сотни миллионов лет [145]).
Расчёты [146] показывают, что скопление — способно медленно терять своё вещество (т. е. звёзды), в процессе, аналогичном испарению (звёзды в скоплении, случайным образом — обмениваются импульсами, и т. о. появляются звёзды с импульсами, достаточными, чтобы покинуть скопление). В результате потери звёзд, скопление сжимается (при этом, импульсы оставшихся звёзд — возрастают) [147]. Расчёты [148] (и косвенно, наблюдения [149] [150]) показывают, что на определённом этапе сжатия, в центре скопления — происходит формирование тесных двойных звёздных систем, в результате чего, сжатие скопления замедляется и может происходить его повторное расширение, при этом, продолжается испарение. Энергию (импульсы) на это продолжающееся испарение, звёзды теперь получают не за счёт сжатия скопления, а за счёт двойных звёздных систем, которые становятся более тесными, отдавая избыточную гравитационную энергию (в виде роста импульса) окружающим звёздам (и звёздным системам), которые т. о. выталкиваются из центра скопления, на периферию, в т. ч. испаряются. Согласно расчётам, это может приводить, со временем, к полному испарению шарового звёздного скопления (что
Расчёты и наблюдения [152] свидетельствуют о наличии, в современном окружающем Мире, скоплений как на этапе сжатия (т. н. скопления со сколлапсировавшим ядром), так и, возможно, повторно расширившихся скоплений (о чём — уже говорилось ранее), и скоплений на этапе до сжатия (более молодые, в т. ч. формирующиеся [153] [154]).
Шаровые звёздные скопления, входят, далее, в состав объектов более высокого уровня вещества, это:
Галактики
Для понимания галактик, их рассмотрение, можно сразу начинать с их эволюции, т. к. галактики — всё ещё молодые, не до конца сформировавшиеся объекты окружающего Мира, см. рис. 283. Хотя возраст многих современных галактик близок ко времени, прошедшему от Большого Взрыва, однако из-за разницы в масштабе, развитие галактик — идёт медленнее, чем у объектов более низких уровней вещества. Это — можно увидеть, сравнивая аналогичные друг другу процессы, идущие на разных уровнях вещества: так, например, за время одного оборота диска (нашей) галактики (занимающего около 225 млн лет [155]), планеты в планетарных системах, могут совершить многие миллионы оборотов. Поэтому за время существования (нашей) галактики (успевшей совершить всего около 50 оборотов [156]), многие планетарные (планетные) системы — успели не только сформироваться, и пройти длительный период стабильного существования, — но уже и разрушиться, в то время как галактика — даже не достигла стадии стабильного существования (т. е. существования практически в неизменном виде (в т. ч. без коллапсирующих молекулярных облаков, испаряющихся звёздных скоплений, и т. п.)), на которой она, предположительно, будет находиться большую часть своего дальнейшего развития.
Рис. 283 [XXXVIII]. Галактика Андромеды (ближайшая крупная галактика)
Состояние современных галактик — можно, упрощённо, представить как (частично) аналогичное ранним этапам формирования планетарных систем, а именно: этапу наличия аккреционного диска (для галактик с активным ядром), или этапу сразу после разделения аккреционного диска и протозвезды на относительно самостоятельные, протопланетный диск и центральный объект (молодую звезду). Аналогия частична, если учесть, что более низкие уровни вещества, и характер внутренних движений, в планетных системах и галактиках — различны.
Для галактик, центральным объектом — является сверхмассивная чёрная дыра, которая, согласно наблюдениям, присутствует в ядре каждой (или почти каждой) обычной (не карликовой) галактики. Масса центральной чёрной дыры, для различных галактик — находится в пределах, как правило, от 106 до 109 Солнечных масс [157], составляя, впрочем, лишь малую долю от общей массы галактики.
Происхождение и роль центральных сверхмассивных чёрных дыр в галактиках — становится видна из наблюдений галактик, более молодых, чем современные (т. е. расположенных дальше от нас): многие из таких галактик — предстают наблюдателю как т. н. квазары, т. е. содержат квазары = мощные источники электромагнитного излучения (и потоков частиц), образующихся в результате аккреции вещества на центральную чёрную дыру, что приводит к её росту. На этом этапе, очевидно, что центральный объект — ещё не отделился от окружающего вещества, выступающего т. о. в роли аккреционного диска. Данная стадия (аккреции) — может представляться промежуточной между возможной предшествующей стадией протогалактического газового облака (слабой системы), и стадией (молодой) галактики (сильной системы). Заметим, что значимая доля современных (или почти современных) галактик — всё ещё находятся в состоянии аккреции, хотя и несколько ослабленной, — галактики с активными ядрами, которые т. о. всё ещё могут считаться не сформировавшимися как объекты уровня вещества.