Знание-сила, 1999 № 02-03 (860,861)

Еще сильнее на нес действует сближение со звездными коллективами – скоплениями, содержащими сотни и тысячи звезд, а также с массивными межзвездными облаками. Такие встречи нарушают регулярное движение звезды и постепенно изменяют ее орбиту. Из простой житейской аналогии, подтвержденной точными вычислениями, ясно, что «беззащитная» звезда старается покинуть то место, где ее сильно толкают. Она постепенно так изменит свою орбиту, чтобы оказаться подальше от скопления «толкачей». Астрономы называют это диффузией орбиты. Поскольку наиболее тесно населены центральные области Галактики, то следует ожидать, что «одинокие и беззащитные» звезды вроде нашего Солнца со временем должны отодвигаться на периферию Галактики.

К такому выводу несколько лет назад пришел Рональд Вилен из Института теоретической астрономии в Хайдельберге (Германия). А в 1996 году ему с соавторами удалось доказать, что Солнце за время своей жизни действительно удалилось от центра Галактики почти на 30 процентов начального расстояния. Это выяснилось по химическому составу Солнца, который отличается от состава соседних звезд, но зато очень похож на тот, который имеют звезды, расположенные ближе к центру Галактики.

Итак, Солнце понемногу удаляется от галактического центра. Как говорится, мало было родиться вдали от столицы, так еще и переезжать приходится на периферию.

Как образовались спиральные рукава?

Наша звездная система спиральная. В мире галактик это не редкость: многие крупные системы имеют спиральный узор на своем звездном диске. В этих спиральных рукавах в основном сосредоточены юные звезды, яркие и горячие (в прямом смысле слова). Но как образуются спиральные рукава? На этот счет существуют различные взгляды. В последние десятилетия особенно популярны были теории спиральных волн плотности, бегущих по звездному диску, как по поверхности воды. Но недавно возник новый подход к этой проблеме, связанный с особенностями формирования звезд.

До недавних пор теория звездообразования традиционно изучала небольшие галактические структуры – туманности и звездные скопления – размером в несколько световых лет, а теория спиральной структуры Галактик имела дело с масштабами в десятки тысяч световых лет Но в последнее время эти теории сблизились при изучении структур промежуточного размера: фрагментов спиральных рукавов, огромных «пузырей» межзвездного газа и комплексов гигантских межзвездных облаков. Наблюдения указывают, что эти объекты проявляют элементы самоорганизации, располагаясь в определенном порядке, и, вероятно, связаны между собой генетически. Но причины этой связи не вполне ясны.

Вспомним, что у истоков теории формирования звезд стоял сам Ньютон. В 1692 году он изложил свою идею о гравитационном скучивании космического вещества: «Если бы это вещество было равномерно распределено по бесконечному пространству, оно никогда не могло бы объединиться в одну массу, но часть его сгущалась бы тут. а другая там, образуя бесконечное число огромных масс, разбросанных на огромных расстояниях друг от друга по всему этому бесконечному пространству. Именно так могли образоваться Солнце и… звезды».

Спустя три столетия смелая гипотеза Ньютона подтвердилась почти буквально: наш мир действительно был некогда заполнен однородным веществом, оно действительно разделилось на части и сгустилось в гигантские светящиеся массы – звезды и галактики. Вот только распределены эти массы в пространстве далеко не хаотично: они не «разбросаны», как предполагал Великий Физик, а организованы в удивительные структуры – звездные комплексы, содержащие не только отдельные молодые звезды, но и звездные скопления, ассоциации и облака межзвездного газа, из которого все это образуется. Эти комплексы размером около одной тысячи световых лет и массой в несколько миллионов масс Солнца хорошо видны на изображениях спиральных галактик с симметрично изогнутыми рукавами, состоящими из цепочек «звездных облаков». Как выяснилось в последние годы в основном благодаря работам астрономов ГАИШ, звездные комплексы служат базовой ячейкой звездообразования в галактиках.

По поводу происхождения звездных комплексов существует несколько гипотез. Одна из них, развитая в работах Ю.Н.Ефремова (Россия) и Б.Элмегрина (США), основана на самопроизвольном распаде межзвездной среды на отдельные облака; это, так сказать, «линия Ньютона». Но имеется и альтернативная идея, разработанная Я.Палоушом (Чехия), В.Г.Сурдиным и Г.Тенорио-Тагле (Испания). Она основана на процессе формирования звезд, стимулированного их предыдущими поколениями. Действие этого механизма напоминает работу двухтактного двигателя: предыдущая вспышка звездообразования приводит к расширению горячей каверны в межзвездной среде, оболочка которой сгребает и уплотняет газ, подготавливая его к следующему эпизоду формирования звезд. Правда, в отличие от мотора, у которого полный цикл «сжатие-вспышка-расширение» длится сотые доли секунды, полный цикл звездообразования происходит за сотни миллионов лет.