Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса

Всесторонние исследования галактик в диапазоне красных смещений и предполагаемого аберрационного времени выявили довольно четкую эволюцию среднего темпа звездообразования (рис. 10.2). Большинство галактик, и в том числе Млечный Путь, начали рождать новые звезды более 12 млрд лет назад — менее чем через 1,8 млрд лет после Большого взрыва. Затем темп звездообразования достиг пика, заметного при красном смещении около 4, что соответствует аберрационному времени примерно в 2–3 млрд лет. Сейчас средняя активность формирования звезд в галактиках — это лишь тень себя прежней.

Рис. 10.2. История космического формирования звезд, где темп звездообразования в расчете на единицу совместно расширяющегося объема отображается как функция красного смещения и соответствующего аберрационного времени, равного примерно 10 млрд лет. (По источнику: P. Madau and M. Dickinson, “Cosmic Star Formation History”, Annual Review of Astronomy and Astrophysics [2013], База данных внегалактических объектов NASA/IPAC.)

То же самое заметно в том, как развивалась в этих галактиках ядерная активность. В данном случае появление блистающих квазаров и других мощных ядерных феноменов приписывают присутствию в этих галактиках сверхмассивных черных дыр, выросших в их ядрах. Пик активности при красном смещении около 4 указывает на то, что в ту особую эпоху эти новорожденные «чудовища» только и делали, что поглощали все вокруг, а образование звезд и массивных черных дыр в галактических центрах, по всей вероятности, было созависимым. Ряд астрономов (и в том числе я) считают, что вместе с расширением внутренних галактических областей возрастали и черные дыры в ядрах этих галактик. Другие предполагают, что черные дыры появились первыми, а потом возле них скопились остатки галактического газа и звезды.

Взгляд в будущее

Вселенная, в которой мы живем, украшена гигантскими эллиптическими и спиральными галактиками, «неправильными» галактиками, уступающими первым в размерах, и даже «карликами» самых разных форм, похожими на эллипсы, сфероиды и многое другое. В восьмой главе мы уже говорили об их характеристиках и эволюционной истории, но я бы хотел добавить еще кое-что. С учетом того, что наша Вселенная непрестанно расширяется, расстояния между группами галактик, скоплениями и сверхскоплениями будут возрастать. Однако внутри этих кластерных структур галактики будут взаимодействовать друг с другом во временных масштабах от миллиардов до десятков миллиардов лет, и непременно будут победители и проигравшие, причем после всех этих слияний и объединений общее число галактик, по всей вероятности, сократится.

Между тем количество газа, доступного для образования новых звезд, будет уменьшаться с каждой новой звездой малой и средней массы. Эти звезды не взрываются и поэтому поглощают большую часть вещества, ушедшего на их образование. Постепенно в галактиках будет рождаться все меньше звезд. Если расширение Вселенной не обратится вспять или если из космической паутины — либо из космического вакуума — не появятся новые источники вещества, способного притягиваться к астрономическим объектам, циклы рождения и гибели звезд в оставшихся галактиках завершатся сами собой, и в конце концов галактический театр погрузится во тьму. Означает ли это, что само наше существование в качестве людей на Земле, согретой Солнцем, — это совершенно особый период в расширяющемся и эволюционирующем космосе? Да, это вполне возможно. И в свете размышлений о нашем далеком будущем еще более драгоценными кажутся те физические условия, благодаря которым возникли звезды, подобные Солнцу, и такие планеты, как Земля. В следующей главе мы подробнее поговорим о том, в какой обстановке рождаются эти звезды и планеты, а также об их ранней эволюции.

11. Рождение звезд и планет

Бывало, все небо над головой усеяно звездами, и мы лежим на спине, глядим на них и спорим: что они — сотворены или сами собой народились? Джим думал, что сотворены; а я — что сами народились: уж очень много понадобилось бы времени, чтобы наделать столько звезд. Джим сказал, может, их луна мечет, как лягушка икру; что ж, это было похоже на правду, я и спорить с ним не стал; я видал, сколько у лягушки бывает икры, так что, разумеется, это вещь возможная ^[7].

Марк Твен. Приключения Гекльберри Финна

Будьте смиренны, ибо вы сделаны из земли.

Будьте благородны, ибо вы сделаны из звезд.

Сербская пословица