Звёзды, хаотично разбросанные на ночном небе, с древнейших времён привлекают внимание человека. В свободное от дневной суеты время люди восхищаются этим зрелищем, отыскивают среди звёзд какие-то знакомые очертания, дают им романтические названия и слагают легенды. Астрономам также не чуждо чувство прекрасного, и иногда они дают звёздным скоплениям весьма звучные названия. Но в большей степени работа астрономов это рутинные наблюдения, фиксация и классификация различных объектов в космическом пространстве. Одним из ощутимых результатов такой кропотливой работы являются подробнейшие астрономические каталоги, группирующие миллиарды звёзд, казалось бы, беспорядочно разбросанных по небу, в иерархические структуры. На самом низшем уровне иерархии находятся звёздные системы. Например, наша Солнечная система состоит из одной звезды. В другие звёздные системы этого уровня могут входить две, три и большее количество звёзд. На сегодняшний день известны звёздные системы из шести и даже семи звёзд. На следующем уровне иерархии звёзды группируются в рассеянные звёздные скопления, шаровые звёздные скопления и звёздные ассоциации. Эти группы звёзд, в вою очередь, входят в состав более крупных образований – галактик.
По классификации Хаббла существует три базовых типа галактик – эллиптические, спиральные и неправильные. Эллиптические и спиральные галактики имеют ярко выраженную дискообразную форму. Неправильные галактики не имеют никакой чёткой формы, поэтому и называются неправильными. Независимо от типа любая галактика включает в себя сотни миллиардов звёзд. Т.е. это очень большие космические структуры. Тем не менее, они также группируются друг с другом и образуют ещё более крупные галактические скопления и сверхскопления. Например, наш Млечный путь входит в состав галактического скопления Ланиакея.
Есть ли предел у этой звёздной иерархии пока сказать трудно. Однако астрономы продолжают свои наблюдения за звёздным небом и возможно уже в ближайшем будущем поделятся с нами своими очередными открытиями о новых горизонтах вселенной и ещё более грандиозных структурах мироздания. Мы же с вами, уважаемые читатели, поговорим сегодня о более мелких шаровых звёздных скоплениях.
Как уже отмечалось выше, в состав практически каждой галактической структуры входят более мелкие группы звёзд, собранные в виде небольших сферических образований получивших из-за своей формы название шаровые звёздные скопления. Благодаря наблюдательной астрономии известно, что каждую галактику окружает несколько сотен шаровых звёздных скоплений, а крупные галактики собирают вокруг себя и десятки тысяч шаровых звёздных скоплений. Также достаточно хорошо изучены специфические особенности шаровых звёздных скоплений.
1. Шаровые скопления располагаются в сферических гало спиральных галактик на значительном удалении от их центров и практически не участвуют во вращении галактик.
2. Количество шаровых скоплений вокруг галактик зависит от массы галактики. По некоторым оценкам суммарная масса шаровых скоплений галактики примерно равна массе её центральной ЧД.
3. Межзвёздные расстояния в шаровых скоплениях значительно сокращаются ближе к центру шарового скопления. В следствие этого шаровые скопления имеют более высокую плотность звёзд. В среднем 0,4 звезды на кубический парсек, а в центре ШС до 1000 звёзд на кубический парсек. Для сравнения, в спиральных галактиках средняя плотность звёзд составляет 0,12.
4. Траектории движения шаровых скоплений сильно вытянутые относительно центра галактики эллиптические орбиты. Считается, что шаровые звёздные скопления вращаются как спутники вокруг центров своих более массивных галактик.
5. Содержание тяжёлых элементов (металличность) в звёздах шаровых скоплений значительно ниже, чем в галактических звёздах. Например, нашего Солнца.
6. Большая часть звёзд в шаровых скоплениях относится к поколению II (очень старые звёзды). Но некоторые шаровые скопления содержат горячие звёзды, которые в соответствии с современной космологией являются более молодыми.
7. Некоторые шаровые скопления содержат пылевые туманности, но основная масса шаровых скоплений свободна от них. Т.е. большинство ШС прозрачны и ярко светятся в гало своих галактик.
8. Количество звёзд в ШС варьируется от нескольких десятков тысяч звёзд до миллионов. Структур с меньшим количеством звёзд не обнаружено. Ниже только звёздные системы из 1, 2, 3 звёзд.
Несмотря на обилие данных, собранных о шаровых звёздных скоплениях, на сегодняшний день нет строгой научной теории, объясняющей происхождение таких скоплений и их роль в иерархической структуре галактик.
Прежде чем приступать к обсуждению новой гипотезы о природе возникновения шаровых звёздных скоплений, давайте ненадолго отвлечёмся и зададимся совершенно неуместным вопросом. Какую форму имеют капли дождя? Да-да самые обыкновенные дождевые капли, падающие под действием силы гравитации с небес на землю. Вот небольшой фрагмент из открытого Интернет-ресурса – Циклопедии (http://cyclowiki.org/wiki/Форма_дождевой_капли), посвящённого изучению этого вопроса.
Форма дождевой капли близка к идеальной сфере, которая трансформируется в зависимости от её размера и скорости падения. Размер и скорость падения капли определяют величину сопротивления встречного потока воздуха, который и деформирует каплю. Если воздух убрать, то падающая капля независимо от своего размера и скорости до самого столкновения с поверхностью земли будет сохранять идеальную форму шара.
Вот собственно и суть новой гипотезы. Шаровые скопления звёзд - это «капли» материи, захваченной большими галактиками из близлежащих туманностей внегалактического происхождения. Эти «капли» сгруппировались в шары после отделения от «родной» туманности и падают в центр захватившей их галактики под действием её гравитационного притяжения. Такая гипотеза не очень хорошо согласуется с общепринятой точкой зрения. Согласно которой все шаровые скопления звёзд являются продуктом самой галактики, но зато прекрасно объясняет все наблюдаемые свойства этих самых шаровых скоплений звёзд. От сферического расположения ШС в гало галактик, до их траекторий движения. Кстати, истинные траектории движения шаровых скоплений в этом случае, скорее всего не вытянутые эллипсы, а ветви парабол (их половинки) опирающиеся на центр галактики. Т.е. шаровые звёздные скопления не спутники своих галактик, вращающиеся вокруг их центров, а гравитационные пленники, падающие в центр галактики. Где их поджидает сверхмассивная чёрная дыра. Отсюда и примерное равенство массы центральной чёрной дыры и суммарной массы всех шаровых звёздных скоплений. Центральная чёрная дыра не может захватить массу материи, превышающую её собственную массу. Чисто теоретически, некоторые шаровые скопления могут «промахиваться» мимо центра галактики. В этом случае их орбиты действительно будут напоминать сильно вытянутые эллипсы. Однако центральная чёрная дыра не позволит таким «мазилам» долго находиться на своих орбитах. Буквально несколько витков и они неизбежно должны быть затянуты гравитацией ЧД в центр галактики. Где все шаровые скопления ждёт одна судьба – полное расщепление материи.
За время своего существования галактики преодолевают колоссальные расстояния и встречают на своём пути всевозможные космические образования. Например, это могут быть другие галактики, в том числе и карликовые, или туманности - диффузные, газопылевые, водородные, пылевые. Следовательно, гравитационными пленниками больших галактик могут быть весьма разнообразные по своему составу звёздные скопления (старые, молодые, металличные, яркие, тусклые и какие угодно ещё). Собственно именно это разнообразие звёзд и наблюдается в шаровых звёздных скоплениях различных галактик. Общей чертой, объединяющей любые шаровые скопления звёзд, является направление их движения. Все они двигаются от периферии галактики к её центру. При этом они не вовлечены в круговое движение галактики в отличие от звёздных скоплений располагающихся в диске галактики. Это в первую очередь свидетельствует об отсутствии общего импульса движения у галактик и их «спутников» - шаровых скоплений звёзд. Т.е. шаровые скопления стационарны (неподвижны) относительно собственного вращения галактик. Такая «механика» возможна только в единственном случае, если шаровые скопления звёзд изначально не входили в состав вращающегося газопылевого облака – прародителя галактики и, соответственно, не получили общий с галактикой момент вращения.
Подводя итоги, резюмируем – шаровые скопления звёзд, подобно драгоценным бриллиантам украшающие галактические короны, на самом деле являются пленниками своих галактик. И судьба их трагична. Все они абсолютно беззащитны перед безжалостной гравитацией центральной чёрной дыры галактики. В отличие от звёзд, вращающихся в галактическом диске, которые находятся под покровительством и защитой её величества инерции.
