Космогонічні гіпотези Канта та Лапласа.

Радіогалактики та квазари.

Радіогалактика - тип галактик, які мають набагато більшим радіовипромінюванням в порівнянні з іншими галактиками. Їх радіосветімості ( потужність радіовипромінювання) досягають 10 ⁴⁵ ерг / з. Для порівняння, у "нормальних" галактик, включаючи нашу, світність в радіоконтінууме складає 10 ³⁷ -10 ³⁸ ерг / з (як і в Крабовидної туманності). Механізм радіовипромінювання - синхротронним ^[1]. Радіовипромінювання найбільш "яскравих" радіогалактик перевищує їх оптичну світність. Джерела випромінювання радіогалактик зазвичай складаються з декількох компонентів (ядро, гало, радіовиброси). З найбільш відомих радіогалактик можна виділити Лебідь А, Центавр A, Діва А, Піч А, з яких і почалося дослідження цього класу об'єктів ^[2] :

· Лебідь А - найпотужніший позагалактичне джерело радіовипромінювання.

· Центавр A ( NGC 5128) - найближча радіогалактика (відстань приблизно 4 Мпк).

· Діва А ( NGC 4486, М 87) - одна з найбільш масивних галактик в скупченні Діви.

· Піч А ( NGC 1316) - четвертий за потужністю позагалактичне джерело радіовипромінювання.

Кваза́ри— позагалактичні об'єкти, які мають зореподібні зображення і сильні емісійні лінії з великим червоним зміщенням у спектрі.

Квазари виявлені в 1963 як джерела радіовипромінювання. Згодом було виявлено квазаги, які за оптичними характеристиками не відрізняються від квазарів, проте не мають радіовипромінювання. Сьогодні обидва типи об'єктів називають квазарами: перші — радіоголосними (або радіоактивними), а другі — радіотихими (або радіоспокійними). Радіоголосні квазари становлять декілька відсотків від загальної кількості квазарів.

У спектрах багатьох квазарів, крім емісійних ліній, є одна або декілька систем ліній поглинання, червоні зміщення яких менші, ніж в емісійних ліній. Ці лінії поглинання формуються на шляху між квазарами і спостерігачем. Квазари мають найвищі світності серед усіх об'єктів Всесвіту, наприклад, потужність випромінювання квазарів S5 0014+81 в оптичному діапазоні перевищує 5·10¹⁴L. Висока світність квазарів дає змогу спостерігати їх на дуже великих відстанях. Виявлено квазари з червоним зміщенням z>4.

Квазари виявляють змінність у широкому діапазоні тривалостей циклів — від кількох днів до кількох років. Амплітуда змінності в фільтрі В звичайно 0.5— 1.5^m, хоча у деяких квазарів вона не перевищує 0.l^m. Проте є група оптично змінних квазарів, зміни блиску яких досягають 6.0^m. Оптично змінні квазари часто об'єднують з лацертидами в один клас — Блазари. Квазари належать до галактик з активними ядрами. Більшість з них пов'язані зі спіральними галактиками. За природою квазари, напевне, близькі до галактик сепфертівських, до яких вони примикають з боку високих світностей.

На початку XXI ст. встановлено, що квазари — це галактики, які мають в центрі надмасивні чорні дірки.

Космогонія — розділ астрономії, що вивчає походження й розвиток небесних тіл (Сонця, планет та їхніх супутників, зір, галактик) і їхніх систем. Астрономи спостерігають космічні тіла на різних стадіях розвитку: що утворилися зовсім недавно й у далекому минулому, що швидко «старіють» або майже застигли у своєму розвитку. Зіставляючи численні дані спостережень із фізичними проце-сами; що можуть відбуватися за різних умов у космічному просторі, вчені намагаються пояснити, як і з чого утворюються небесні тіла. Єдиної, завершеної теорії утворення зір, планет або галактик дотепер не існує. Проблеми, із якими стикалися вчені, часом важко піддаються вирішенню. Наприклад, вирішення питання про походження Землі і Сонячної системи загалом значно ускладнюється тим, що інших подібних систем учені поки не знайшли. Нашу Сонячну систему досі немає з чим порівнювати, хоча подібні їй системи повинні бути досить поширеними, а їхнє виникнення має бути не випадковим явищем, а закономірним.

Сьогодні всі гіпотези про походження Сонячної системи значною мірою грунтуються на даних про хімічний склад і вік порід Землі й інших тіл Сонячної системи. Найбільш точний метод визначення віку порід полягає в підрахунку відношення кількості радіоактивного урану до кількості свинцю, що знаходиться в цій породі. Швидкість такого утворення відома точно, і її неможливо змінити жодним чином. Проби порід показали, що найбільш давні з них нараховують кілька мільярдів років. Земля як якась субстанція виникла, мабуть, трохи раніше, ніж земна кора.

Якщо розглядати різні космогонічні гіпотези, що висувалися протягом останніх двох сторіч, то особливої уваги заслуговують гіпотези німецького філософа Канта й теорія, яку через кілька десятиліть незалежно запропонував французький математик Лаплас. Передумови до створення цих теорій досить цікаві і витримали іспит часом.

Погляди Канта й Лапласа щодо важливих питань різко відрізнялися. Кант запропонував свою теорію утворення Сонячної системи, що грунтується на законі всесвітнього тяжіння. Філософ виходив з еволюційного розвитку холодної пилової туманності, упродовж якого спочатку виникло центральне масивне тіло, яке в перспективі мало б стати тим, що ми називаємо Сонцем, а потім планети. Лаплас зі свого боку докладно описав гіпотезу утворення Сонця і планет із туманності, яка вже обертається. Він вважав первісну туманність не пиловою, а газовою, дуже гарячою і з високою швидкістю обертання. Стискаючись під дією сили всесвітнього тяжіння, туманність, унаслідок закону збереження моменту кількості руху, набирала обертів й оберталася чимраз швидше й швидше. Через високу швидкість і великі відцентрові сили, що виникають при швидкому обертанні в екваторіальному поясі, від газоподібного тіла послідовно відокремлювалися кільця. Потім у результаті високотемпературної конденсації у них тугоплавких «породоутворюючих» елементів утворилися планети. Спираючись на- гіпотезу Лапласа, мимоволі напрошується висновок, що планети утворилися раніше, ніж Сонце. Однак, незважаючи на розходження між теоріями Канта і Лапласа, загальною й важливою особливістю є уявлення, шо Сонячна система виникла в результаті закономірного розвитку газопилової туманності. Тому цю концепцію прийнято називати «гіпотезою Канта—Лапласа».

Однак ця теорія відповідає не на всі питання. Загальновідомо, що наша Сонячна система складається з дев'яти планет, різних за розмірами і масою. Усім також відомо, що всі суб'ядерні частки мають свій момент обертання (спін). Лаплас припустив, що обертальний рух — природжена властивість матерії. Труднощі полягають у незвичайному розподілі моменту кількості руху Сонячної системи між центральним тілом — Сонцем — і планетами. Момент кількості руху — одна з найважливіших характеристик будь-якої ізольованої від зовнішнього світу механічної системи. Сонце й планети можна розглянути саме як таку систему. Момент кількості руху можна визначити як «запас обертання» системи. Це обертання складається з орбітального руху планет і обертання навколо осей Сонця й планет. Левина частка моменту кількості руху Сонячної системи зосереджена в орбітальному русі планет-гігантів Юпітера й Сатурна.

З погляду гіпотези Лапласа, це зовсім незрозуміло. В епоху, коли від первісної туманності, шо швидко оберталася, відокремилося кільце, шари туманності, з яких потім у результаті конденсації утворилося Сонце, мали (на одиницю маси) приблизно такий самий момент, як речовина кільця, що відокремилося (кутові швидкості кільця й частини, що залишилися, були приблизно однакові). Через те шо маса останнього була значно меншою від основної туманності (прото-сонця), то повний момент кількості руху кільця повинен бути набагато меншим, ніж у протосонця. У гіпотезі Лапласа відсутній який-небудь механізм передачі моменту від протосонця до кільця. Тому протягом усієї подальшої еволюції момент кількості руху протосонця, а потім і Сонця повинен бути набагато більшим, ніж у кілець і планет, що утворилися з них. Але цей висновок суперечить фактичному розподілу кількості руху між Сонцем і планетами.

Для гіпотези Лапласа ці труднощі виявилися нездоланними. На зміну цій гіпотезі почали висуватися інші. Зупинимося на гіпотезі Джинса, яка поширилася в першій третині минулого століття. Вона цілком протилежна до гіпотези Канта—Лапласа. Якщо остання малює утворення планетарних систем як єдиний закономірний процес еволюції від простого до складного, то в гіпотезі Джинса утворення таких систем є справою випадку і становить собою рідкісне явище.

Вихідна матерія, із якої потім утворилися планети, була викинута із Сонця (яке на той час уже було схожим на нинішнє) при випадковому проходженні поблизу нього якоїсь зорі. Це проходження було настільки близьким, що його можна .розглядати практично як зіткнення. Завдяки приливним силам, що виникли з боку зорі, яка налетіла на Сонце, із поверхневих шарів Сонця був викинутий струмінь газу. Цей струмінь залишився у сфері притягання Сонця і після того, як зоря віддалилася від Сонця. Потім струмінь скондесувався й зміг дати початок планетам.

Гіпотеза Джинса припускає, що утворення нашої Сонячної системи, як й інших подібних, малоймовірне, тому що близьке проходження зір у нашій Галактиці та їхнє зіткнення — явище рідкісне, а точніше, раз на 5 млрд років Сонце має один шанс із десятків мільярдів зіштовхнутися з якою-небудь зорею. Якби гіпотеза Джинса була правильною, число планетарних систем, що утворилися за десять мільярдів років її еволюції, можна було б перелічити на пальцях. Але планетарних систем насправді безліч, тому цю.гіпотезу можна вважати непридатною. І нізвідки не випливає, шо викинутий із Сонця струмінь гарячого газу може скондесуватися в планети, тому що, за розрахунками відомих астрофізиків, речовина струменя повинна розсіятися в навколишньому просторі. Крім цього, гіпотеза Джинса не пояснює, чому переважна частина кількості моменту руху Сонячної системи зосереджена в орбітальному русі планет (математичні розрахунки показали, що в рамках цієї гіпотези утворяться планети з вельми маленькими орбітами). Таким чином, космологічна гіпотеза Джинса виявилася безгрунтовною.

На основі гіпотези Джинса Вулфсоном була висунута нова: газовий струмінь, із якого утворилися планети, був викинутий з пухкого об'єкта, що проходив повз Сонця — протозорі, маса якої була порівняно невеликою, але обсяг її майже в 10 разів перевищував радіус земної орбіти. При наближенні протозорі до Сонця під впливом приливних сил поверхня протозоряного згустку повинна деформуватися. Через те що не весь захоплений Сонцем газ зміг конденсуватися в планети, навколо протозоряного згустку мало б утворитися газове середовище, що викликало б його гальмування. При цьому, як відомо, спочатку ексцентрична орбіта поступово (протягом декількох мільйонів років) стане круговою. Звідси, кожен протозоряний згусток еволюціонує в протопланету, а його обертання обумовлюється дією приливних сил, що виходять від Сонця. До речі, цим може пояснюватися і походження супутників планет, які при стисканні відокремлюються від протопланет. Якщо додержуватися цієї гіпотези, то порівняно легко пояснювати утворення великих планет і їхніх супутників (крім планет земної групи). Цією гіпотезою також пояснюється і виникнення зір, що утворюються з міжзоряного газопилового середовища так званими «зоряними асоціаціями» — групами молодих зір. У таких групах, за спостереженнями, спочатку утворюються відносно великі зорі, а потім уже «зоряний дріб'язок», який еволюціонує в карлики.

На сьогодні найбільш розробленою є гіпотеза радянського вченого О. Ю. Шмід-та, що з'явилася в 1944 році. За Шмідтом, наша планета утворилася з речовини, захопленої з газопилової туманності, через яку колись проходило Сонце, що мало майже «сучасний» вигляд. При цьому немає труднощів з обертальним моментом планет, тому що первісний момент речовини хмари може бути як завгодно великим. У 1961 році англійський космогоніст Літтлтон почав розвивати цю гіпотезу і вніс до неї істотні вдосконалення. За обома гіпотезами, «майже сучасне» Сонце зіштовхується з більш-менш «пухким» космічним об'єктом, захоплюючи частини його речовини. Крім того, Сонце, за розрахунками, повинне мати з хмарою спільне походження. За Шмідтом—Літтлтоном, утворення планет пов'язується з процесом утворення зір.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Імовірність існування життя на інших планетах.	\|	НАША ГАЛАКТИКА

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.019 сек.