нього. Об'єкт зникає для зовнішнього спостерігача і спостерігається лише його гравітаційне поле. Таким чином, найпростіші початкові умови взагалі не приводять до утворення галактики. p> Більше розумний набір початкових умов наступний: в ході одного з розглянутих вище процесів газова хмара вже стиснулося до такої міри, що воно стало стійким, незважаючи на розширення навколишнього Всесвіту; нехай це буде щільність близько 10 ^ (-28) г/см. Якщо прийняти масу рівної 10 ^ 11 сонячних мас, то зазначена щільність дає для сферичного хмари початковий радіус близько 200 кпк (проти 30 кпк - типового радіуса для цієї маси після стиснення). Для того щоб стиск було можливим, кінетична, магнітна і гравітаційна енергії повинні бути відповідним чином збалансовані. Інші початкові умови, необхідні для початку стиснення, наступні: швидкість обертання повинна бути мала - менше 40 км/с, температура - менше 2-10 ^ 5 К і напруженість магнітного поля повинна бути розумно мала-менше 2-10 ^ 7 гаус.
Якщо розподіл щільності хмари залишається однорідним в ході стиснення, то гравітаційна енергія зростає обернено пропорційно зменшуваному радіусу. З іншого боку, температура залишається приблизно однаковою до тих пір, поки щільність речовини не стане настільки великий, що воно стане оптично товстим для випромінюваних довжин хвиль. До того, як це відбудеться, теплова енергія (Величина енергії руху частинок газу, тобто температура) газової хмари НЕ залежить від радіуса, але після досягнення критичного значення щільності теплова енергія при зменшенні радіуса починає сильно зростати. Теплова енергія може зупинити стиснення лише коли радіус менше цього критичного значення - теплового межі. Поки розміри хмари більше, турбулентна енергія не важлива, тому що вона швидко розсіюється. p> Аналогічно, магнітна енергія, зростаюче при стисненні хмари, ніколи не перевищує гравітаційну енергію, якщо вона була менше гравітаційної енергії в початковий момент. У деякий момент радіус стає досить малим, щоб енергія обертання зрівноважила гравітаційну енергію - це визначає обертальний межа. При іншому критичному розмірі з газу конденсуються зірки і починається швидкий перехід від газової хмари до галактиці, що складається із зірок. Це конденсаційний межа. Остаточна доля сжимающегося хмари залежить від співвідношення цих трьох критичних радіусів. У Залежно від того, який з них найбільший, з'являються три цікаві можливості.
Якщо найбільшу й радіус відповідає обертальному межі, то стиснення зупиняється обертанням. Однак відцентрові сили обмежені площиною обертання, так що стиснення в напрямку, перпендикулярному цій площині, триває до утворення тонкого диска. Цей диск виділяється формою і наявністю обертання - це спіральна галактика. У разі, якщо найбільшим є конденсаційний, межа, зореутворення починається до того, як ефекти обертання стають важливим чинником гальмування стиснення У міру зростання щільності темп зореутворення збільшується, і велика частина газу проходить через цей процес. У цьому випадку, коли стиснення зупиняється на відповідному межі, для ефективної дисипації енергії майже не залишається газу або його залишається дуже мало. Тому диск не утворюється. Згідно енергетичним умовами, об'єкт повинен після цього кілька розширитися до досягнення радіусом іншого критичного значення. Орбіти зірок будуть такі, що галактика стане майже сферичної - залежно від величини і розподілу початкового кутового моменту. З цими властивостями майже сферичної формою, відсутністю газу і великою кількістю зірок, що утворилися поблизу початку його існування, об'єкт явно буде еліптичної галактикою. У третьому випадку, коли ні обертальний, ні конденсаційний межа не є достатньо великими, щоб зупинити стиск, хмара все зменшується і зменшується, поки не утворюється надмасивних зіркоподібний об'єкт.
Можливо, це буде чорна діра - невидима і майже необнаружімая.
В
Глава V
Спостерігаючи еволюцію галактик
В
Після набуття галактикою форми наступні стадії еволюції є повільними і набагато менш ефектними. Зірки утворюються, вмирають і викидають багате важкими елементами речовина, який утворює нові зірки, галактика поступово тьмяніє і червоніє, хімічний склад її зоряного населення повільно змінюється в міру збагачення газу і пилу, з яких утворюються наступні покоління зірок, важкими елементами.
Ми не можемо побачити, як галактика змінюється. Людське життя по щонайменше в мільйон разів коротше, ніж треба для цього. Але ми можемо спостерігати еволюційні ефекти, дивлячись назад на все більш ранні стадії еволюції нашої Всесвіту, коли галактики виявляються більш молодими. Світлу від галактики на відстані 10 мільярдів світлових років, наприклад, знадобилося 10 мільярдів років, щоб досягти нас, і, таким чином, ми спостерігаємо і вимірюємо зображення галактики, яка на 10 мільярдів років молодша нашої. Якщо вік Всесвіту становить від 15 до 20 мільярді...
