Эволюция Галактик

Образование Галактик рассматривается как естественный этап эволюции горячей модели Вселенной. По видимому более 15 млрд. лет назад в первичном веществе благодаря гравитационной неустойчивости началось обособление протоскоплений с характерными массами порядка 10¹⁶ масс Солнца. В протоскоплениях в ходе разнообразных динамических процессов происходило выделение групп протогалактик. Дальнейшая эволюция протогалактик определялась их собственным гравитационным полем и гравитационным потенциалом протоскоплений. Многообразие форм галактик связано с разнообразием начальных условий образования протогалактик (если галактика возникла из быстро вращающейся протогалактики, то быть ей спиральной; если из медленно вращающейся, то эллиптической). Сжатие протогалактики длится около 3 млрд. лет. За это время происходит превращение газового облака в звездную систему. Дальнейшая эволюция галактики определяется комплексом процессов: эволюция звезд, химическая эволюция, структурно-динамическая эволюция звезд. Звезды образуются путем гравитационного сжатия облаков газа. Когда в центре облака достигаются плотности и температура достаточные для эффективного протекания термоядерных реакций горения Н₂, рождается звезда. В недрах массивных звезд происходит термоядерный синтез химических элементов тяжелее Не. Эти элементы попадают в первичную водородно-гелиевую среду при взрывах звезд или при спокойном истечении вещества со звезд, т.н. "звездный ветер". Примерно 5 млрд. лет назад прекратилось сжатие протогалактики. В это время кинетическая энергия образовавшихся звезд диска равна энергии их коллективного гравитационного взаимодействия. В ту эпоху, по видимому, создаются условия для образования спиральной структуры, а рождение звезд происходит в спиральных ветвях, где газ достаточно плотный” Это звезды 3-го поколения, их возраст сейчас 1-5 млрд. лет. К ним относится наше Солнце. Значительная часть вещества в процессе звездообразования превращается в долгоживущие звезды малой массы (звезда с т, равной массе Солнца, превращается в малый карлик, а более массивная - в нейтронную звезду). Эти объекты уже не участвуют в эволюции галактик. Запасы межзвездного вещества постепенно иссякают, рождение звезд становится менее интенсивным и через несколько млрд. лет спиральная галактика превратится в линзообразную, состоящую из слабых красных звезд. Эллиптические галактики уже находятся на той стадии, весь газ в них израсходован 10-15 млрд. лет назад. Имеется группа взрывающихся звезд: новых и сверхновых. Во время вспышки у новых звезд блеск увеличивается в тысячи и миллионы раз. Начальный период вспышки продолжается несколько суток. Спад блеска до первоначального значения длится годами и столетиями. Через несколько лет вокруг новой звезды наблюдается расширяющаяся газовая оболочка. Практически все бывшие новые звезды входят в состав тесных двойных систем. Причем один из компонентов – белый карлик. Феномен новых звезд связан с характером эволюции тесных двойных систем. В одной и той же системе вспышки могут повторяться. Интервалы составляют 10-1000 лет. Энергия во время вспышки 10⁴³ эрг. Вспышки сверхновых звезд происходят очень редко и сопровождаются катастрофическими изменениями структуры звезды. В максимуме блеска сверхновая звезда сравнима по яркости со всей звездной системой, в которой она вспыхнула. Мощность, излучаемая во время вспышки более 10⁴³ эрг/сек, Начальный период вспышки 10-15 суток. Длительность наблюдений достигает 350 суток, За это время выделяется 10⁵⁰ эрг. При взрыве сверхновой звезды сбрасывается оболочка, масса которой может достигать нескольких масс Солнца. Взаимодействие этой оболочки с окружающей межзвездной средой приводит к образованию остатков вспышек сверхновых звезд. В ряде случаев удалюсь обнаружить остатки вспышек в виде нейтронной звезды (например, крабовидная туманность и содержащийся в ней пульсар возникли в НГ при вспышке сверхновой звезды в 1054г.).