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

Можно говорить о крупномасштабном магнитном поле в Галактике (речь идет о масштабах в тысячи световых лет) и о мелкомасштабном поле (например, внутри какого-нибудь уплотнения в молекулярном облаке). Крупномасштабное поле имеет структуру, отражающую глобальные свойства Галактики, а мелкомасштабное может иметь разную величину и топологию в разных местах. Крупномасштабное поле в диске имеет типичную величину порядка нескольких десятимиллиардных долей тесла (несколько микрогаусс). Несмотря на кажущуюся малую величину, поле существенно влияет на поведение ионизованного газа, поскольку давление магнитного поля по порядку величины сравнимо с давлением в межзвездной среде.

Как и в случае изучения спирального узора, определять направления крупномасштабного магнитного поля Галактики, находясь в ее плоскости, очень непросто. У нас нет полной четкой картины его структуры, однако очевидно, что она связана со структурой спиральных рукавов.

Магнитное поле достаточно велико, чтобы влиять на поведение межзвездного газа.

Магнитное поле присутствует и в гало Галактики, где оно несколько слабее, чем в диске, и имеет существенную составляющую в вертикальном (перпендикулярном диску) направлении. Поле в гало уменьшается при удалении от галактической плоскости с характерным масштабом 5–6 килопарсек.

Мелкомасштабное поле может быть усилено и запутано из-за сжатия области (с сохранением магнитного потока), межзвездной турбулентности, взрыва близкой сверхновой и других процессов. В частности, магнитное поле может достигать большой величины (сотни микрогаусс) в плотных молекулярных облаках (поле растет примерно как квадратный корень из плотности газа). В результате поле вносит существенный вклад в давление в облаке и тем самым влияет на процесс звездообразования в нем.

Глава 10 Мир галактик

Мир галактик в полной мере предстал перед нами менее 100 лет назад. Еще в 1920 г. прошел так называемый Великий диспут между Хебером Кертисом (Heber Curtis) и Харлоу Шепли о природе туманностей. Кертис отстаивал точку зрения, что это гигантские звездные системы, подобные нашей Галактике, а Шепли защищал взгляд, что это небольшие образования, располагающиеся внутри нашей Галактики. Найти истину удалось не в споре, а в результате астрономических наблюдений. Спустя несколько лет трудами ряда астрономов удалось разными способами определить расстояния до некоторых из спиральных туманностей. Результаты показали, что это гигантские звездные острова, находящиеся в миллионах световых лет от нас. Так началась эпоха внегалактической астрономии.

10.1. Типы галактик

Фотографии галактик являются одними из самых узнаваемых астрономических изображений. Выделяют четыре основных типа галактик: эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные (иррегулярные). Структура каждой галактики отражает историю ее формирования и эволюции. Если говорить о нашем окружении (и не принимать во внимание карликовые галактики самой низкой светимости), то эллиптические галактики составляют лишь 13 %, линзовидные – 20 %, а спиральные и неправильные – оставшиеся 67 %. Однако если взглянуть на население скоплений галактик, то картина будет иной: исключив неправильные галактики, получим, что около 50–60 % составляют линзовидные, 30 % – эллиптические, а на спиральные приходится лишь 15–20 %, причем они, как и карликовые галактики всех типов (включая эллиптические), располагаются в основном на периферии скоплений.

Галактики принято делить на эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные.

Эта грубая классификация – лишь вершина айсберга, если говорить о сложной разветвленной системе ранжирования галактик по их морфологическим признакам, которую используют занимающиеся этой областью профессиональные астрономы. С ростом наблюдательных возможностей в галактиках обнаруживаются различные структуры и их сочетания, что делает классификацию довольно сложной и неоднозначной. Кроме того, для многих наблюдаемых структур не идентифицирован механизм возникновения, что также усложняет задачи систематизации.