Новая сущность. Часть 17. Спиральные ветви Галактики. Кольцевая структура

Часть 16. http://artefact-2007.blogspot.ru/2012/11/blog-post.html

    Федор Дергачев

  

    После предыдущей части я хотел поставить точку и завершить данное Интернет-исследование «Послесловием». Но, просматривая присланные моим единомышленником Nikkro материалы, решил в качестве иллюстрации к рассуждениям о новой сущности поместить полемическую статью Andrew W. Telow 2005 года.

    Конечно, у автора статьи – свои догадки и приоритеты, отличающиеся от моих. Но значительный накопленный им банк аномалий спиральных ветвей галактик делает его моим несомненным союзником. А приведенные в статье факты и фотографии являются заслуживающим внимания материалом для размышлений о возможном действии новой сущности в соответствующих галактиках.

    Спиральная структура Галактики и эволюция спиральных систем

    Andrew W. Telow. 25 июля 2005 года

     Содержание:

    •      Спиральные ветви Галактики. Кольцевая структура

    •      Расширение спиральных ветвей

    •      Кривые вращения. Свидетельство расширения

    •      Кратные спирали различного масштаба и возраста

    •      Стадии расширения спиралей

    •      Рукав Ориона. Загадка отсутствия градиента возрастов

    •      Двойные и тройные рукава

    •      Гипотеза напоследок: эллиптические «спиральные ветви»

    Спиральные ветви Галактики. Кольцевая структура

    «Форма и даже число рукавов в Галактике остаются неизвестными. По скоплениям, ассоциациям, областям HII удается проследить три вытянутые области, именуемые рукавами Стрельца, Персея и Ориона. (Также выделяется внутренний «рукав Киля», объединяемый некоторыми авторами с рукавом Стрельца).

    

  

Фото нашей галактики на небе  и  её  компьютерная модель (справа)

    По наблюдениям скоростей HI неоднократно строились схемы спиральных ветвей, которые, однако, плохо совпадали с известными рукавами. Положение каждой наблюдаемой точки относительно центра Галактики определялось исходя из лучевых скоростей в предположении кругового движения нейтрального водорода. Эти неудачи, скорее всего, связаны с игнорированием радиальных скоростей объектов, населяющих спиральные ветви, о чем я скажу чуть позже.

    На рисунке представлена одна из множества попыток построения схемы водородных рукавов [Ф. Керр, 1970]; результат в большой степени зависит от принятой кривой вращения и весьма чувствителен к отклонениям скоростей водорода от круговых. Единой и общепризнанной схемы водородных рукавов не существует.

    Приведенная Ефремовым [Ефремов Ю.Н., 1989: «Очаги звездообразования в галактиках: Звездные комплексы и спиральные рукава». М.: Наука, рис. 64 на с. 173] схема молекулярных облаков демонстрирует скорее половину широкого кольца, нежели часть развитой двухрукавной спирали, как ее интерпретируют.

    Если совместить эту схему с ее центрально-симметричным отображением, вид кольцевой структуры станет еще нагляднее.

    Внутренний край кольца (в верхней части схемы) соответствует известному «расширяющемуся рукаву в Стрельце», или «четырехкилопарсековому рукаву». Во внутренней области между этим рукавом и центром Галактики наблюдается дефицит не только молекулярного, как следует из этой схемы, но и нейтрального водорода, и областей HII.

    Отсутствие внутри радиуса в 4 кпк гигантских зон HII также видно на следующей схеме.

    Таким образом, структура Галактики более напоминает структуру кольцевых галактик Hoag [Объект Хога, PGC 54559 - Ф.Д.] и NGC 7742, нежели привычные развитые спирали. 

Hoag

«Галактика Хога (Hoag's galaxy)». «На снимке - необычная галактика (или две?) - внешнее кольцо содержит молодые голубые звезды, внутренний шарик - красные, престарелые...» 

NGC 7742

    В кольцах этих галактик заметна спиральная структура: образования, напоминающие «шпуры» обычных спиралей или отрезки спиралей фрагментарных галактик, пересекают кольца под некоторым углом.

    Сходство структуры Галактики и NGC 7742 усиливается тем, что у той и другой существуют внешние кольца. В случае NGC 7742 это видно непосредственно на фотографии: вокруг яркого и плотного кольца видны остатки втрое большего по диаметру, очевидно, более старого и частично рассеявшегося кольца. (Кстати, не заметно искажений внешней структуры, что лишний раз опровергает представления о том, что формирование новых структур в галактиках имеет причиной внешнее влияние). У Галактики также обнаружено внешнее кольцо, также примерно втрое большего диаметра, лежащее в одной плоскости с современным диском и спиральными рукавами. Кольцо, в отличие от обычных спиральных рукавов, населено старыми звездами, распределение которых по всему кольцу довольно равномерное [«Science». 2003. V.299. №5604. P.183].

    Авторы открытия полагают, как того требует современная мода, что кольцо вокруг Галактики образовано в результате разрушения малой системы при близком прохождении.

    Однако вызывают сомнения два обстоятельства.

    Первое - совпадение плоскости кольца и современного диска, что само по себе должно быть редкостным явлением при подобных обстоятельствах.

    Второе - ближайшие спутники Галактики (Магеллановы Облака, карликовые галактики в Малой Медведице и Драконе, удаленные шаровые скопления, Магелланов Поток) располагаются в плоскости почти перпендикулярной диску. Едва ли в результате прохождения одного из членов этой системы могло образоваться кольцо, концентричное диску и лежащее в одной с ним плоскости: скорости звезд этого объекта должны были быть направлены перпендикулярно, и в результате разрушения объекта образовался бы хвост под некоторым и значительным углом к современному диску. Прохождение «сторонней» галактики, не принадлежавшей к Магеллановой системе спутников, вызвало бы искажение или даже разрушение последней.

    Впрочем, гипотеза о внегалактическом происхождении кольца не получила всеобщего и единодушного признания. А.Фергюсон (A.Ferguson; Гронингенский университет, Нидерланды) не исключает, что оно может оказаться очень далеким спиральным рукавом. (В свое время Девис считал, что известные «высокоскоростные облака HI», занимающие в пространстве промежуточное положение между диском Галактики и Магеллановой системой, являются продолжением искривленных рукавов.)

    Поэтому более вероятно, что Галактика действительно содержит две плоских концентричных системы, имеющие различный возраст. (На самом деле существует еще одна довольно плоская система, в которую входят Магеллановы Облака, галактики Малой Медведицы и Дракона, шаровые скопления, Магелланов Поток HI, а также звезды типа RR Lyr, находящиеся в пространстве между Галактикой и Облаками. Однако эта система почти перпендикулярна плоскости современного диска, как и в случае известного «кольца Арпа» вокруг галактики М 81 и некоторых галактик, имеющих такие же «полярные» кольца или системы спутников, расположенных вблизи малой оси галактик, на которые обращал внимание тот же Арп.)

    Это предположение весьма правдоподобно, поскольку известны примеры «многоярусных» галактик Линдблада, в которых сосуществуют две или три системы спиралей, не являющихся продолжением одна другой и, следовательно, возникших независимо друг от друга. Также в пользу этого предположения свидетельствует пример галактики М 38, имеющей выраженную двухрукавную структуру в центральной области и сложную многорукавную структуру на периферии, не связанную с внутренними рукавами. Этот пример является переходным от галактик grand design к многорукавным и фрагментарным.

    Также, вероятно, существует даже большее, нежели с чисто кольцевыми галактиками, сходство структуры Галактики и объекта ESO 269-57.

Галактика ESO 269-57

    Сходство усиливается при обработке изображения: увеличении яркости, повороте и растяжении (для компенсации наклона к лучу зрения) - волею случая совпали даже выдающиеся наружу шпуры справа и слева. 

  

    Если структура ветвей Галактики такая же, то расширяющийся «четырехкилопарсековый» рукав в Стрельце представляет собой внутренний отрезок другой ветви — как на приведенной фотографии ESO 269-57.

    Как уже было сказано, между этим рукавом и центром Галактики практически нет ни нейтрального водорода, ни молекулярных облаков. Также нет других свидетельств существования спиральных ветвей, в частности, крупных областей HII. Ветви ESO 269-57 также не являются продолжением и не соединяются с внутренней кольцеобразной структурой (в которой есть признаки спиральности, как и в большинстве колец). «Расширяющийся рукав HI» в Стрельце расположен на расстоянии 4 кпк от галактического центра (отсюда его второе название) и удаляется от него со скоростью ~135 км/с. Таким образом, удаление «четырехкилопарсекового» рукава от центра Галактики свидетельствует о расширении спиральной структуры в целом.

    В галактике М 106 существует внешняя система спиральных ветвей, не связанных с внутренними и втрое превосходящих их по размерам, заметная на более глубоких фотографиях, и явно лежащая в другой плоскости.

Галактика М 106

    В отличие от ярких ветвей, имеющих голубой цвет ввиду происходящего в них в настоящее время звездообразования, эти более старые ветви имеют желтый цвет (о чем не следует судить по цветным фотографиям, это - колориметрические данные!), а их население имеет возраст несколько сотен миллионов лет (хотя эти ветви видны в ультрафиолете - см. следующий рисунок)».  (Andrew W. Telow «Спиральная структура Галактики и эволюция спиральных систем». 25 июля 2005 года). 

    [Последние изменения внесены 13 февраля 2014 года] 

    «Новая сущность». Часть 18. «Свидетельство расширения спиральных ветвей». http://artefact-2007.blogspot.ru/2012/11/18.html