имеется значительное количество газа и пыли. Эта газопылевая среда образует быстро вращающийся диск радиусом около 600 пк, наклоненный под углом 22° к галактической плоскости. Его называют «околоядерным», так как он непосредственно примыкает к ядру Галактики, расположенному в центре этого диска. Диск состоит из облаков атомарного и молекулярного водорода (перемешанных с пылью); во внутренних частях диска водород полностью ионизирован, образуя область НII радиусом 150 пк. В околоядерном диске газ движется со скоростью около 200 км/с. По-видимому, эти газовые потоки истекают из ядра Галактики.
В пределах Галактического центра находится мощный источник радиоизлучения Стрелец А. Он состоит из двух компонентов — Западного и Восточного. Источник Стрелец А Западный, занимающий область размером около 20 пк, совпадает с динамическим центром Галактики, вокруг которого вращаются входящие в нее звезды. Эта область и представляет собой ядро нашей Галактики. Внутри ядра обнаружены более компактные источники инфракрасного и радиоизлучения. Особый интерес представляет сверхкомпактный радиоисточник, обнаруженный методом радиоинтерферометрии. Его угловой размер меньше 0,001", что соответствует линейному размеру, не превышающему 10 а. е. Предполагается, что это черная дыра с массой порядка 106 M⊙ .
Ядро Галактики — это самая загадочная область нашей звездной системы. Возможно, оно играет такую же определяющую роль для Галактики, как Солнце для Солнечной системы. Роль ядер особенно хорошо видна на примере других галактик. К описанию мира галактик мы теперь и переходим.
2.1.5. Другие галактики
Даже простое наблюдение звездного неба наполняет сердце трепетом. Этот трепет возрастает, когда астрономы поясняют нам, что среди этих мириадов сверкающих центров огромных сил лишь несколько точек являются нашими планетами, а остальные — это могучие центры далеких Солнечных систем и грандиозные скопления Солнц — галактики.
Н. Уранов. «Размышляя над Беспредельностью»
Еще в начале XX века известная астрономам Вселенная ограничивалась рамками нашей Галактики. Воображение с трудом улавливало контуры этой грандиозной системы, границы ее сливались с практической бесконечностью. И все-таки пытливая человеческая мысль стремилась проникнуть за эти пределы. Развернувшаяся здесь драма идей длилась почти два столетия.
Умозрительные идеи об островной Вселенной[113] высказывались еще в XVIII веке. У истоков этих воззрений стоит известный шведский ученый и философ, великий мистик и оккультист Э. Сведенборг. Он не только впервые определил Млечный Путь как реально существующую динамическую систему звезд, удерживаемых вместе физическими силами, но и создал картину Мироздания, основанную на иерархическом принципе — существования сложных космических систем, включающих целые «млечные пути» и системы все более и более высокого порядка. Эти идеи развивались затем И. Кантом[114] и И. Ламбертом. Но они не имели убедительного подтверждения астрономическими наблюдениями.
Во второй половине XVIII века великий английский астроном В. Гершель, на основании звездных подсчетов, показал, что наш звездный мир (наша Галактика) конечен, и сделал правильный вывод о том, что он представляет собой лишь один из «островов» Вселенной. Гершель связал эти «острова» с открытым им же миром туманностей. Это было правильное предположение, ибо 80 % открытых нм туманностей, действительно, расположено за пределами нашей Галактики и являются другими галактиками. Однако вскоре Гершель отказался от этого предложения. Дело в том, что, как показали дальнейшие исследования, ряд туманностей — планетарные, диффузные (т. е. те, которые мы теперь связываем с областями HII) принадлежат нашей Галактике. Гершель ошибочно распространил этот вывод на все туманности.
Во второй половине XIX века было обнаружено, что многие туманности Гершеля имеют спиральную структуру. «Перед глазами астрономов как бы материализовались угаданные древними натурфилософами и возрожденные в свое время Декартом и Сведенборгом космические вихри»[115]. Это открытие имело важнейшее значение. Спиральные туманности наблюдаются, в основном, на высоких галактических широтах, они избегают полосы Млечного Пути. Это понятно, ибо, если мы сквозь толщу пылевых облаков не видим центр нашей собственной Галактики, то тем более мы не можем наблюдать другие галактики. Однако такой аргумент не рассматривался, и не мог рассматриваться как решающее подтверждение внегалактической природы спиральных туманностей. Более того, концентрация спиралей к полюсам Галактики создавала иллюзию, что они каким-то образом связаны с системой Млечного Пути. Великий спор о природе спиральных туманностей продолжался в течение нескольких десятилетий. Еще в 20-х годах XX века выдающейся американский астроном X. Шепли отстаивал представление о том, что спиральные туманности имеют диффузную природу и принадлежат нашей Галактике. Одна из гипотез предполагала, что спирали представляют собой формирующиеся планетные системы. В таком случае они должны были располагаться недалеко от Солнца.
В 1917 г. на горе Маунт Вилсон начал работать самый крупный в ту пору зеркальный телескоп диаметром 2,5 м. Директор обсерватории Дж. Хейл считал, что важнейшим направлением исследований с помощью нового телескопа должно стать наблюдение спиральных туманностей. Он полагал, что это внесет решающий вклад в проблему образования планетных систем. Телескопу, действительно, суждено было сыграть решающую роль в определении природы спиральных туманностей, но оказалось, что она совершенно иная. Решить загадку спиралей выпало на долю Эдвина Хаббла — человека, который сыграл совершенно исключительную роль в астрономии XX века.
К августу 1924 г. Хаббл с помощью 2,5-метрового телескопа получил около 200 негативов туманностей Андромеды, Треугольника и NGC 6822. Ему удалось разрешить их на отдельные звезды, среди которых были обнаружены цефеиды. Мы уже отмечали, что, зная период изменения блеска цефеид, можно найти их светимость и, следовательно, определить расстояние до туманностей, в которых они находятся. Проделав эту процедуру, Хаббл нашел, что расстояние до туманностей значительно превышает размер нашей Галактики, а сами они по размеру сопоставимы с Галактикой. Так была поставлена точка в вековом споре.
Было доказано, что спиральные туманности представляют собой другие звездные системы, подобные нашей. Они стали называться галактиками (с маленькой буквы), а за нашей звездной системой сохранилось название Галактика (с большой буквы) или система Млечного Пути.
Рис. 2.1.31. Классификация галактик по Э. Хабблу
Мир галактик не менее разнообразен, чем мир звезд. Напомним, что общее число галактик в наблюдаемой области Вселенной порядка 10 млрд. По своему внешнему виду галактики делятся натри основных типа: эллиптические (Е), спиральные (S) и неправильные (Ir). Эллиптические галактики имеют форму эллипса и, в зависимости от степени сжатия, подразделяются на 8 подтипов: от сферических Е0 до очень сплюснутых Е7. Спиральные галактики, характеризующиеся наличием спиральных рукавов, делятся на нормальные спирали (5) и пересеченные спирали (SB). У первых спиральные рукава начинаются от ядра галактики, у вторых они закручиваются от
