Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени: от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной

Поглощение мелких галактик крупными – не единственный эволюционный процесс в нашей группе галактик. На масштабе миллиардов лет будут тесно взаимодействовать и самые крупные члены Местной группы. Сейчас туманность Андромеды приближается к нам. В 2012 г. впервые удалось достаточно точно измерить ее трехмерный вектор скорости, и это позволило рассчитывать подробные сценарии эволюции Местной группы. Примерно через 4 млрд лет наша Галактика и М31 пройдут очень близко друг от друга и начнется процесс слияния, который займет около 3 млрд лет, впоследствии к ним присоединится и М33. Детали исхода слияния не ясны, но, очевидно, все три галактики сольются воедино, породив новую галактику, которая уже получила собственное имя – Милкомеда (Milky way + Andromeda). Солнце к этому моменту уже превратится в белый карлик, который, вероятнее всего, будет находиться на окраинах Милкомеды. По истечении примерно 150 млрд лет в Местной группе сольются практически все объекты, остающиеся в ней, а небольшая часть карликовых галактик, наоборот, покинет ее в результате взаимодействий с крупными членами группы.

Глава 9 Межзвездная среда

Основные компоненты межзвездной среды – газ, пыль, магнитные поля и космические лучи. Газ и пыль служат материалом для новых поколений звезд. В свою очередь звезды, закончив свой жизненный цикл, сбрасывают часть вещества обратно в межзвездную среду, обогащая ее наработанными в ходе реакций тяжелыми элементами.

Впервые надежные данные о существовании значительных масс вещества между звездами (там, где даже не было заметно ни светлых, ни темных туманностей) были получены в 1904 г. Иоганном Гартманом (Johannes Hartmann), который продемонстрировал поглощение света в линиях кальция, исследуя спектр звезды дельта Ориона.

Мы видим проявления межзвездной среды даже невооруженным глазом: клочковатая структура Млечного Пути объясняется темными облаками холодного газа и пыли, поглощающими свет звезд. Именно наблюдения межзвездного поглощения света позволили в начале XX в. доказать наличие значительных масс вещества в межзвездном пространстве.

9.1. Межзвездный газ и пыль. Состав среды

Межзвездная среда в нашей Галактике на 70 % (по массе) состоит из водорода и на 28 % – из гелия (на остальные элементы приходится примерно 2 %). Вещество может находиться в разных состояниях. В первом приближении можно выделить две главные составляющие: газ и пыль.

Основные составляющие межзвездной среды – газ, пыль, магнитные поля и космические лучи.

Газа в Галактике больше, чем пыли, его полная масса составляет около 10 млрд масс Солнца. Он может находиться в разных состояниях в зависимости от его плотности и температуры и в основном сосредоточен в галактическом диске (если не указано иное, далее рассматривается именно этот газ).

Основная масса молекулярного газа сосредоточена в плотных облаках, занимающих 1–2 % объема.

Основной объем галактического газа – ионизованный водород, который имеет относительно высокую температуру. При этом его плотность невелика, так что по массе доля ионизованного газа составляет лишь четверть (остальное приходится на молекулярный и нейтральный газ). Значительная масса сосредоточена в плотных холодных облаках молекулярного газа, занимающих лишь несколько процентов от полного объема.