Мыслящая Вселенная - Мизун Юрий Гаврилович - Страница 27

По указанным причинам звезды больших масс и больших светимостей сходят с главной последовательности вправо и вверх быстрее. При этом они перемещаются в направлении той части диаграммы, где расположена ветвь гигантов. На рисунке 18 показано, что звезды больших масс и, следо-

Рис. 18. Эволюционные перемещения звезд на диаграмме спектр — светимость после исчерпания водорода в центральных областях

вательно, больших светимостей эволюционируют быстрее, превращаясь в красных гигантов, когда звезды меньших масс еще только немного отошли от линии главной последовательности.

Наступает момент, когда весь водород в звезде-гиганте выгорел. При этом они достигнут стадии красного гиганта. Тогда сжатие их ядра, которое состоит из гелия, приведет к дальнейшему повышению температуры. Она увеличивается до значений более 100 миллионов градусов. Тогда начинается новая термоядерная реакция, в результате которой образуются ядра атома углерода из трех ядер атомов гелия. И эта реакция сопровождается потерей массы и выделением энергии излучения. В результате температура звезды увеличивается. Звезда начинает свое новое перемещение на диаграмме спектр — светимость. Но в этом случае она смещается влево.

Эллиптические галактики имеют вид гладких эллипсов или кругов. Яркость звезд постепенно уменьшается по мере удаления от центра галактики к периферии. Эллиптические галактики заселены вторым типом звездного населения. Это красные и желтые гиганты, красные и желтые карлики, а также некоторое количество белых звезд. Светимость белых звезд не очень высокая.

В эллиптических галактиках нет бело-голубых сверхгигантов и гигантов. Поэтому эллиптические галактики не имеют структуры. Именно группировки бело-голубых гигантов и сверхгигантов вырисовываются в виде ярких сгустков. Поэтому звездная система с их участием имеет колоритную структурность. Нет в эллиптических галактиках и пыли (в структуре галактик, в которых есть пыль, присутствуют темные полосы).

Раз у эллиптических галактик нет структурных образований, то они не очень сильно отличаются внешне друг от друга. В основном это отличие состоит в том, что разные галактики сжаты больше или меньше. Под сжатием понимают вытянутость эллипса. Ясно, что у круговой галактики сжатие равно нулю. Если же у галактического эллипса большая полуось вдвое больше малой, то показатель сжатия оказывается равным 5, а когда большая ось намного больше малой, показатель сжатия равен 10. Сам показатель сжатия определяется по формуле

Здесь а и b — большая и малая полуоси. Этот показатель предложил использовать известный исследователь Вселенной Хаббл. На основании величины показателя сжатия он предложил все галактики (эллиптические в данном случае) классифицировать по степени их сжатости и округлять этот показатель до целой величины. Галактику эллиптического типа он предложил обозначать буквой Е. Если галактика обозначена Е7, то это значит, что она эллиптическая и что показатель ее сжатия равен 7. Кстати, это самый большой коэффициент сжатости. Галактик с коэффициентом сжатости 8,9 и 10 не наблюдалось.

На рисунках 19–21 показаны галактики NGC 4636, NGC 4406 и NGC 3115. Они относятся к типам Е0, Е3 и Е7 соответственно.

У всех их яркость постепенно убывает по мере удаления от центра галактик. Границы галактик очерчены не четко.

Наблюдая галактику, мы видим только один ее срез, только ее проекцию на плоскость, перпендикулярную лучу зрения. Конечно, галактика не представляет собой эллипс. И если была бы возможность посмотреть на одну и ту же галактику под разными углами, то мы могли бы определить ее полную форму. Но такой возможности у нас нет, мы жестко привязаны к одно-му-единственному месту наблюдения. Правда, есть один выход. Поскольку мы наблюдаем разные галактики, которые повернуты к нам по-разному, можно попытаться дорисовать объемную, пространственную форму эллиптических галактик. Обобщение наблюдательных данных свидетельствует о том, что эллиптические галактики имеют форму эллипсоида. Дело в том, что любая проекция эллипсоида на плоскость дает эллипс. Круг — это частный случай эллипса. Оно и понятно, ведь всякое вращающееся жидкое тело, которое находится под действием только своих собственных сил притяжения, принимает в равновесном состоянии форму эллипсоида.

Рис. 19. Галактика NGC 4 636 типа Е0

Рис. 20. Галактика NGC 4406 типа Е3

Рис. 21. Галактика NGC 3115 типа Е7

Между прочим, планеты имеют форму сжатых эллипсоидов вращения, поскольку в масштабе всей планеты ее вещество ведет себя как жидкость. Правда, сжатие планет невелико. У Земли оно равно 0,03, у Юпитера больше — 0,65, а у Сатурна — все 1,03. Сжатие планеты зависит от угловой скорости вращения планеты, а также от средней плотности вещества планеты. Ясно, что чем больше скорость вращения и чем меньше плотность вещества, тем сжатие больше. Таким образом, ученые пришли к заключению, что эллиптические галактики имеют форму сжатых эллипсоидов вращения.

Видимая сжатость такого эллипсоида вращения зависит от угла наблюдения. Если луч зрения перпендикулярен оси вращения, то есть если галактика наблюдается с ребра, то ее сжатие будет самым большим. Это сжатие называют истинным сжатием эллиптической галактики. Истинным — потому, что в этом случае сжатие эллипса характеризует форму эллипсоида. Чем меньше угол между лучом зрения и осью вращения эллипсоида, тем наблюдаемый эллипс меньше сжат. Если же луч зрения совпадает с осью вращения галактики, то есть если мы наблюдаем галактику с ребра (в плане), то мы увидим светящийся круг. Таким образом, истинное сжатие эллиптической галактики может быть больше видимого сжатия. Конечно, оно может быть и равно ему.

Установлено, что среди эллиптических галактик, которые входят в состав скоплений галактик, чаще всего встречаются показатели истинного сжатия 4,5,6и 7. У этих галактик почти нет слабо сжатых и сферических галактик. Зато среди эллиптических галактик, которые не входят в состав скоплений, подавляющее большинство составляют галактики, у которых сжатие очень слабое или вообще нулевое (сферическая галактика). Те и другие галактики отличаются не только формой. Дело в том, что эллиптические галактики, которые входят в состав скоплений, — это гигантские галактики. Что же касается индивидуальных галактик (не входящих в состав скоплений), то они очень маленькие. Это, по сути, карлики в мире галактик.