Недавно группа французских астрономов под руководством Франсуа Хаммера сделала любопытное открытие. Сравнив нашу галактику Млечный Путь и ближайшие к ней такие же спиральные галактики с галактиками другими, отдаленными от нас на 5-6 млрд световых лет и потому более древними (чем дальше галактика от нас, тем дольше идет ее свет, тем более давними, следовательно, являются их «портреты»), они пришли к выводу, что наличие спиральных рукавов — относительно недавнее приобретение. В древности галактики вовсе не были такими спирально упорядоченными — большинство из них имели весьма бесформенную форму (Прошу прощения за неуклюжий оборот), то есть представляли собой беспорядочные скопления звезд. Как показали расчеты, спиральные формы скорее всего возникли в результате частых столкновений ранних довольно многочисленных галактик. Иногда итогом таких столкновений оказывалось появление большой эллипсовидной галактики, но там, где оставалось достаточно газа, возникали вихри, закручивавшие газ в спирали, где позже возникала основная масса звезд.
Если последующие наблюдения подтвердят эту картину, мы будем знать, какими были первые шаги нашей галактики. Ее детство было бурным и суровым. И как многие мальцы, рано познавшие суровую школу жизни, она обрела несколько жесткие повадки. Астрономические открытия последних лет говорят о том, что она разрослась до нынешних размеров (100 тысяч световых лет в диаметре) исключительно за счет поглощения других, более мелких и, по-видимому, более древних галактик. На это указывает прежде всего наличие в окружающем ее сферическом облаке звезд (гало) внешнего слоя, в котором звезды очень бедны металлами, что характерно для древних галактик. А тот факт, что эти звезды к тому же обращаются вокруг центра Млечного Пути в сторону, противоположную всем остальным его звездам, явно не «свой», а скорее всего действительно принадлежали когда-то другим галактикам, которым не повезло оказаться на нашем пути.
В итоге наша галактика стала большой, даже очень большой. О. Генри верно подметил, что все большие состояния нажиты нечестным путем. Но сегодня нам уже интереснее не путь, а его результаты. Насколько велика наша галактика? Еще пару десятков лет назад считалось, что в ней 200-400 миллиардов звезд, однако новейшие методы наблюдения позволили заключить, что их порядка 1000 миллиардов, т. е. столько же, сколько в знаменитой туманности Андромеды. Когда эти две галактики встретятся (что, по нынешним расчетам, произойдет через пару миллиардов лет), это будет встреча достойных соперников. Победит, конечно, дружба — они сольются в бурном экстазе. Не хотел бы я при этом присутствовать…
Вернемся домой. Эта тысяча миллиардов звезд Млечного Пути образует две крупные структуры — уже упоминавшееся сферическое гало и рассекающий его по центру плоский диск (точнее, что-то вроде линзы с утолщением в центре). Вся эта конструкция погружена, как сегодня считает большинство ученых, в невидимое облако т. н. темного вещества; именно его притяжение позволяет наружным звездам нашей галактики вращаться быстрее, чем разрешает закон тяготения при той массе, которую имеет все видимое вещество Млечного Пути. Поскольку о невидимом веществе пока известно мало, поговорим о том, что видимо, — о звездах диска. Они образуют четыре широкие ленты, или рукава, идущих спиралью от центрального ядра галактики наружу. Как уже сказано, эти рукава медленно вращаются вокруг центрального утолщения (ядра), где, как думают сегодня ученые (исходя из наблюдений других спиральных галактик), находится гигантская черная дыра (массой в несколько миллиардов Солнц). Между рукавами и внутри них тянутся гигантские облака межзвездного газа, в которых непрерывно идет новое звездообразование. В общем, огромный звездный дом со своей бурной, во многом загадочной жизнью.
И подумать только — как много этих загадок нашей галактики наука уже разгадала, несмотря на то что практически не имеет возможности по-настоящему ее разглядеть! И не в том дело, что большое видится на расстоянии. Это верно, но в данном случае мешает еще и положение глядящего. Точнее, положение Солнца в его галактике. Об этом стоит поговорить подробнее.
Итак, каково положение Солнца на фоне Млечного Пути? Говоря о Солнце, мы имеем в виду, понятно, всю нашу Солнечную систему, в том числе и Землю. Хотя на долю Солнца приходится 99,86 массы всех тел этой системы, на нашу долю приходятся все 100 процентов разума, способного о ней рассуждать. Так вот, Солнце. Оно окружено своего рода оболочками: сначала идет слой малых каменистых планет (Меркурий, Венера. Земля и Марс). Потом идет слой астероидов. Затем — слой планет — газовых гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). За ним — кольцевой пояс Койпера, насчитывающий миллионы больших и малых каменно-ледяных глыб, самыми близкими и большими из которых являются Плутон, Хаумеа, Макемаки и несколько других со столь же экзотическими названиями и общим наименованием «плутоиды», или карликовые планеты. Этот пояс охвачен другим, тоже кольцевым, только более разреженным (он так и называется — «рассеянным») — оттуда к нам приходят короткопериодические кометы, и там открыта самая большая из карликовых планет Эрис (она даже больше Плутона). И наконец, снаружи вся эта сложная конструкция охвачена сферическим облаком Оорта, тоже насчитывающим миллионы, а может, и миллиарды каменно-ледяных обломков. Из этой страшной дали нам изредка приносят вести т. н. долгопериодические кометы вроде знаменитой кометы Галлея.
Здесь, в поясе Орта, на расстоянии 50-100 тысяч а. е. (1 а. е. — это расстояние от Солнца до Земли), уже начинает ощущаться близость к космическим безднам: на облако Оорта заметно влияют ближайшие звезды, а где-то сразу за ним солнечный ветер (поток частиц, летящий от Солнца со скоростью 400 км в сек.) встречает межзвездную плазму и летящие навстречу потоки космических лучей; в результате на этом стыке образуется т. н. гелиопауза — район бурных турбулентностей, который ограничивает область космического влияния нашего Солнца, его гелиосферу. Впрочем, гравитационное воздействие Солнца простирается еще немного дальше, на расстояние 125 тысяч а. е., — это примерно два световых года, около половины расстояния до ближайшей к нам звезды (Проксима Центавра).
Остановимся и передохнем. Мы достигли того места, с которого стоит осмотреться. Где же мы находимся? Увы, не в центре событий. От нас до центра галактики примерно 25 тысяч световых лет, больше половины радиуса всего Млечного Пути. Вид на центр нам (точнее, нашим телескопам) застилают облака межзвездного газа, на это я и жаловался. Эти облака, увы, уплотняются впереди по нашему курсу, так что Солнцу наверняка предстоят драматические встречи со все возрастающими потоками межзвездной плазмы и космических лучей. Однако, пережив эту бурю, оно войдет в огромную (300 световых лет в поперечнике) область относительного разрежения, похожую по форме на песочные часы; у астрономов она получила название Местный Пузырь. Это будет нескоро. Хотя Солнце летит по своей орбите со скоростью 220 км в сек., но по галактическим меркам это медленное движение: один оборот вокруг центра галактики Солнце совершает за 225-250 млн лет; по галактическому счету оно прожило всего 18-20 лет.
Осмотримся еще раз. Рядом с нами, в радиусе 10-11 световых лет, есть пара-другая достопримечательностей. Например, очень яркая звезда Сириус с ее (невидимым) спутником, вокруг которого на Земле сложилась целая мифология (см. «Догоны»). Или ближайшая звездная система: три звезды Альфа Центавра. Недалеко от нас находится также летящая навстречу нам звезда Барнарда; она сблизится с Солнцем уже через 9000 лет, но и тогда будет едва различима на ночном небе. Есть поблизости и одна внесолнечная планета — открытая в 2000 году Эпсилон Эридани, увы, непригодная для жизни, потому что похожа на наш Юпитер, даже чуть побольше.
Многих из этих соседей мы вскоре наверняка потеряем. Все они движутся по своим орбитам, а наше Солнце — по своей. Орбита нашего Солнца почти круговая. Сейчас оно находится в т. н. Орионовом ответвлении, отходящем от третьего по счету спирального рукава галактики; ближайший к нему край следующего рукава галактики находится в 6500 световых годах, т. е. весьма далеко. Заметим это важное обстоятельство.
Заметим также, что орбита Солнца в галактике близка к круговой, а скорость близка к скорости обращения галактических рукавов; благодаря этому Солнце крайне редко пересекает галактические рукава с их повышенной плотностью звезд и газа. И это хорошо, потому что в рукавах наша система подвергалась бы сильнейшему гравитационному и радиационному воздействию новообразующихся звезд и взрывающихся сверхновых. (Кстати, то же самое было бы, находись Солнце ближе к центру галактики; там добавились бы еще могучие воздействия на облако Оорта, так что оно непрерывно бомбардировало бы Землю кометами). Заметим все эти особенности. Заметим еще, что примерно 2,7 раза за оборот Солнце то опускается под плоскость галактики, то поднимается над ней; есть гипотеза, что именно это вызывает биологические катастрофы на Земле. Но если не считать всего этого, то по остальным параметрам Солнце на фоне Млечного Пути выглядит не так уж плохо: не гигант, но и не белый карлик, не пульсар, не магнитар какой-нибудь, просто степенное рядовое светило средних лет, но зато на очень хорошем месте — в т. н. галактическом поясе обитаемости.
Это понятие (ГПО) недавно ввел американский астроном Гонзалес. Аналогично поясу обитаемости вокруг звезд оно характеризует те пределы расстояний от центра (в данном случае галактики), где в принципе возможно появление жизни. Для появления жизни прежде всего требуются благоприятные физические условия и их длительная стабильность. Как мы видели, положение и орбита Солнца удовлетворяют этим условиям. Появление жизни требует также наличия тяжелых химических элементов (грубо — металлов), которые образуются в недрах сверхновых звезд и выбрасываются в космос при их взрывах. Наш Местный Пузырь, как показали наблюдения, как раз заполнен следами некогда взрывавшихся в нем сверхновых. Ну и нужны, конечно, землеподобные планеты, но и они есть. Дело выглядит так, будто кто-то специально подобрал такие условия, чтобы мы, люди, имели возможность возникнуть. Сам Гонзалес, к примеру, считает, что наша система уникальна и мы единственные в галактике. В нем явно говорит тщеславие. В действительности мы не уникальны. Пояс обитаемости в нашей галактике начинается в 25 тысячах световых лет от центра и простирается до 30-31 тысячи световых лет. В этой полосе существуют миллионы, если не миллиарды звезд. И хотя многие из них имеют более эллиптические орбиты, у многих они и круговые. Выходит, их положение и орбиты солнцеподобны и тоже допускают появление жизни. Если около них есть землеподобные планеты, вероятность этого становится достаточно велика. Но если нет, то портрету Солнца на фоне остального Млечного Пути можно только позавидовать.
Михаил Вартбург
0 комментариев
Вы можете стать первым комментатором этой статьи.