07  мар
Возможно ли столкновение галактик?
 (голосов: 16)
Написал vharhenko в категорию Компьютерная космология

Еще в 50-е годы прошлого столетия многие астрономы начали с большим усердием изучать поведение галактических систем, которые имеют близкое расположение друг от друга. И как выяснилось многие галактики имеют необычное конструктивное строение. Некоторые из них, как будто имеют протянутые «руки», состоящие из звездных перемычек. Такие руки тянутся к другим соседним галактикам. Также можно наблюдать и наличие противоположных хвостов большой длины. Астрономы назвали такие галактики – взаимодействующие. В то время данных объектов наблюдалось не более 5% от общей численности ближайших от нас галактик. Первым, кто занялся детальным изучением данных галактических систем, стал ученый Б.А. Воронцов-Вельяминов. Он нашел и описал самую необычную пару NGC4676, которая получила название «Играющие Мышки» или «Мышки». На сегодняшний день данная пара галактики является источником для многих научных исследований и статей. Существуют не менее интересные объекты, которые заслуживают внимание – Антенны (NGC 4038/39) и Атом Мира (NGC 7252).
Возможно ли столкновение галактик?

Возможно ли столкновение галактик?

Рассуждать о влиянии гравитации на внешний вид галактики можно, если рассматривать такие объекты, которые наделены хвостами или звездными перемычками. Для этого можно вспомнить, какое влияние производит Луна на всемирный океан. Траектория вращения планеты приводит к движению лунных волн по ее поверхности. Похожий процесс происходит с дисковыми галактиками, которые сближаются с соседними галактиками, тем самым образуя приливные горбы. Данные новообразования имеют направление выпуклости не только в сторону притяжителей, но и в противоположную, как будто галактики пытаются создать равновесие и баланс. Впоследствии данные горбы преобразуются в длинные хвосты, состоящие из звезд и галактического газа, так как присутствует вращение, приводящее к деформации. Периодичность вращения звезд возрастает в зависимости от удаления от центра галактики. Такие модели преобразования можно было осуществить при компьютерном моделировании различных галактик.

Первые работы и создание моделей имели вид игрушечных. Большое искажение наблюдалось в экспериментальных моделях галактик. Такие модели стали основой изучения поведения галактик для братьев Алар и Юри Тумре в 1972 году, которые детально изучили взаимодействие приливных новообразований и столкновений галактических систем. Так было установлено, что мосты, состоящие из множества звезд, хорошо образуются при взаимодействии галактики с меньшей галактикой по массе. Хвосты же в сою очередь образуются при столкновении сравнительно одинаковых по массе галактик. Также братьям Тумре удалось установить одну интересную деталь, что при пролетании возмущающегося космического объекта по направлению в сторону вращения галактики при небольшой скорости накопление возмущения увеличивалось, что приводило к катастрофическим последствиям. Братьям Тумре удалось построить массу моделей систем, которые взаимодействуют – Мышки, Антенны и Водоворот. Главный вывод их исследований – это слияние звездных систем в одну при столкновении галактик, который имеет название мержинг.
Возможно ли столкновение галактик?

Возможно ли столкновение галактик?


Игрушечные модели галактик не в состоянии были наглядно продемонстрировать подобную идею, а реальный эксперимент с галактиками не возможен. Астрономам удается только наблюдать за мизерно малыми этапами эволюционного процесса галактик, при этом создавая и останавливая полную картину эволюции, которая растянута на миллионы, а то и миллиарды лет. В свое время Гершель высказался так про особенности астрономии: «для меня небо – это чудесный сад, на котором произрастают неимоверно красивые растения, высажены садовые грядки и все это создает гармонию во временном диапазоне; такая расстановка вещей может принести человечеству пользу: мы можем распределить свой опыт на большом отрезке времени. Не имеется разницы в каком промежутке времени мы ведем наблюдение: посадка, прорастание, развитие, цветение, опыление, плодоношение, старение и гибель. Или мы будем наблюдать сразу за несколькими процессами одновременно, при этом каждый из них принадлежит своему временному отрезку и растение проходит через него в определенный период жизни?»
Возможно ли столкновение галактик?


Алмару Тумре удалось создать интересную подборку, состоящую из 11 моделей галактик-мержеров, которые имеют определенную последовательность и каждый снимок имеет свое место в различной стадии эволюционного процесса. Это позволило ему запечатлеть такие стадии – близкий пролет, распускание хвостов и последующее слияние. Правда, это напоминает красивый и чарующий танец, похожий на Венский вальс. При слиянии объектов происходит образование торчащих усов, петель разнообразной формы и появляются новые облака дыма. Особую роль в изучении галактик сыграл современный космический телескоп «Хаббл». Одна из программ в которой участвовал данный космический аппарат – это 10 суточное наблюдение за Южным и Северным полушарием нашего неба. Снимки произведенные телескопом получили название Глубокие поля «Хаббола». На данном демонстрационном материале можно разглядеть существование множества далеких галактик. Некоторые из них находятся от нас на расстоянии более 10 млн. световых лет, а это позволяет утверждать, что они на столько же лет моложе соседних от нас галактик. Исследование внешнего вида дальних галактик (морфологических данных) позволил узнать много интересного. Если бы «Хаббол» смог создать только снимки галактик Голубых полей, то ему бы не удалось создать свой камертон. Многие галактики (40%), которые имеют возраст ½ возраста Вселенной, не могут быть причислены не к одной категории стандартной классификации. Также существуют галактики с явными признаками гравитационного взаимодействия, что дает повод считать, что нормальные галактики в «молодом» возрасте прошли стадию уродцев. Принято также считать, что во времена становления Вселенной многие галактики прошли стадию столкновений и слияний. И это не конец, так как эти процессы непрерывны.
Возможно ли столкновение галактик?


Для полного осознания происходящего недостаточно иметь только игрушечные модели галактик. Даже самые современные, скоростные и мощные компьютерные системы не могут в полной мере справиться с данной задачей. Ученым приходится прибегать к различным уловкам и упрощениям. Например ученые создавая галактику не вносят в структуру полное количество звезд, а ровно столько сколько может «потянуть» компьютерная система. Например в 70-х годах ученые брали всего 200 – 500 звездных точек. Но картина эволюционного развития не была реалистичной. Поэтому все время ученные пытались увеличивать количество космических точек в системах галактик. В наше время ученые уже вводят по несколько миллионов точек в галактике ((!) по сравнению с жалкими 200-500), но бывают случаи, что при создании более точных картин столкновения и слияния могут быть использованы более 10 млрд. точек.

Второй уловкой ученых принято считать приблизительный расчет взаимопритяжения тел. Принято считать что сила тяготения может убывать при сокращении расстояний, притяжение удаленной звезды не нужно рассчитывать с высоким показателем точности, могут быть и погрешности. Для того чтобы сократить массовость удаленных точек ученые заменяют их одной с суммарной массой. Такое действие ученые астрономы окрестили – TreeCODE (сложная иерархическая структура звездных тел или иерархическое звездное дерево). Такой подход позволяет многократно ускорить вычисления. Но и это не дает полного покоя астрономам. Им все мало, и они изобретают новый специальный процессор GRAPE, который только и умеет, что считать суммарное гравитационное притяжение N-числа тел. Этот монстр со свое задачей справляется очень быстро! :-)

Числовое решение задачи N-количества тел смогло подтвердить идею Тумре, который считал, что две галактики спирального типа при столкновении образуют один объект, который имеет сходство с эллиптическими галактиками. В преддверии этого открытия один известный астроном Жерар де Вакулер заявил на симпозиуме Международного астрологического союза, следующее: «Представим, что мы можем получить при столкновении двух автомобилей – груду металла, а не новый автомобиль». Но при столкновении двух галактик – два столкнувшихся автомобиля, превращаются в роскошный лимузин.

Но столкновение галактик еще более яркое действие, так как здесь присутствует газовая составляющая. Если отделить газ от звездной составляющей, то при столкновении он теряет кинетическую энергию и происходит выделение тепла с последующим ярким излучением. Это говорит о том, при слиянии двух галактических систем газ перемещается в центр будущей системы слияния – мержера. Газообразная среда несет потери и новое рождение, так как частично газ при столкновении превращается в новые молодые звезды. Этот факт объясняет появление ультра ярких инфракрасных источников. Также интересно то, что при столкновении небольшого «спутника» с большой по размеру спиральной галактикой, происходит ее увеличение по размеру звездного диска. Расчеты показывают, что спиральные взаимодействующие галактики больше в размерах в 1,5-2 раза, чем одинокие.

Многие из вас спросят, а какая судьба спутников галактик? Можно сказать одно, что их судьба плачевна. При помощи приливных сил происходит размазывание их по орбите. В 1994 году в созвездии Стрельца был обнаружен новый карликовый спутник Млечный путь, который был образован в следствии «размазавания» нашей галактики. Он вытянут в длинный шлейф движущихся небесных тел и звезд (протяженность 70° или 100000 световых лет). Между прочим, карликовая галактика Стрельца, считается одной из ближайшей к нашей Галактике. Напомним, что раньше такой считалась галактика Магеллановые облака. Также существует спиральная галактика NGC 5907.

Мы предлагаем просмотреть видео ролик про столкновение и слияние галактик:




Комментарии (0) Просмотры: 5111

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.