Кое-что о харассменте. И о тех, кто смотрит и не вмешивается

Увы, больно признать, но галактики, эти прекрасные и удивительные объекты, подчас отличаются весьма неприглядным поведением по отношению друг к другу. Точнее, это, как правило, относится к нехорошему поведению больших галактик по отношению к братьям своим меньшим. И наука с горечью констатирует, что в мире галактик зачастую является нормой харассмент.

Упомянутое нехорошее поведение больших галактик по отношению к малым выражается в разных формах. Малые галактики можно просто съесть - и назвать это благородно, малым мерджингом https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/3161.html.
Можно съесть не сразу - вначале учинить иной harassment, например, stripping, strangulation или starvation. Проще говоря, затянуть поближе и ободрать как липку (фразы типа stripped dwarf running away from the host вполне можно найти в серьезных научных статьях), отнять еду, сделать ее несъедобной (сиречь, нагреть газ так, что он прекращает захватываться галактикой и образовывать звезды), вообще лишить питания, доведя до прекращения звездообразования, - и вообще, издеваться всякими разными способами, вплоть до расчленения.

В целом, если переводить с галактического на человеческий, то все это означает следующее:
Harassment - воздействие большей галактики на меньшую, в процессе которого меньшая галактика претерпевает потерю материала и/или существенное изменение морфологии.
Stripping - форма харассмента, при которой подвергнутая харассменту галактика теряет значительную часть диффузной материи, особенно, из внешней части (как видимой, так и, возможно, темной), сохраняя основную часть звезд.
Strangulation - форма харассмента, выражающаяся в захвате большой галактикой свободного газа из малой за счет гравитационного воздействия. В результате в спутнике останавливается звездообразование, и начинается старение и вымирание звездного населения.
Starvation - форма харассмента, сходная с удушением (strangulation) - их часто объединяют. Но при этом большая галактика еще и захватывает газ из окружающей среды, так что меньшая галактика лишается не только своего газа, но и возможностей его пополнения. Это, разумеется, приводит к прерыванию в ней звездообразования.
Ну, а крайняя форма - это малый мерджинг, см. выше.
Кстати, никак не могу взять в толк. Одним из механизмов харассмента является радиационный нагрев (скажем, излучением активного ядра большой галактики) окружающего газа, прерывающий звездообразование в галактике-спутнике (ведь нагретый газ не конденсируется в звезды). Почему харассмент радиационным нагревом газа никто не называет газлайтингом?

А астрономия за этими безобразиями смотрит с весьма пристальным интересом. Причин для того, чтобы внимательно изучать эти безобразия, на самом деле немало - но основная причина заключается в четырех буквах. И это вовсе не те четыре буквы, которые могли бы прийти в голову, если читать про сами процессы общения больших галактик с малыми: это буквы ΛCDM.
Λ - лямбда прописная - это космологическая постоянная. Величина, которая описывает в уравнении, связывающем состояние пространства со свойствами находящейся в нем материи (знаменитом уравнении Эйнштейна из общей теории относительности) свойства самого пространства. Проще говоря, именно она описывает расширение нашего пространства.
Сама по себе она, эта самая космологическая постоянная, определяется из наблюдений за расширением Вселенной. В течение многих лет, правда, брезжила надежда на то, что рано или поздно в физике (конкретно, в теории струн) случится теоретический прорыв, который позволит определить ее величину теоретически, исходя из реальной конфигурации пространства нашего мира и свойств частиц и взаимодействий - но в результате успех этой остающейся сомнительной теории свелся лишь к подтверждению того, что космологическая постоянная от этих самых конфигурации и свойств не слишком строго зависит (это тоже формулируется кратко и выразительно: в теории струн космологическая постоянная принадлежит не ландшафту, а болоту. Болото, swampland - это множество параметров, не зависящих от конкретного варианта реализации теории струн).
Ну, а оставшиеся три буквы CDM - это сold dark matter, холодная темная материя. Неизвестно что, которое состоит неизвестно из чего, невидимое и ни с чем и никак, кроме гравитации, не взаимодействующее, которое имеет массу, в шесть раз большую, чем масса всей видимой материи Вселенной, и своей гравитацией управляет движением этой видимой материи. Только еще и холодная - то есть, ее компоненты, чем бы они ни были, имеют скорость, намного меньшую скорости света, и за счет этого могут образовывать грандиозные гравитационно связанные структуры.

Ну, а вместе, ΛCDM - это модель (математическое описание) Вселенной, в которой есть ненулевая космологическая постоянная, и часть темной материи является холодной. Если в это описание подставить определенное наблюдениями значение космологической постоянной и, опять же, определенную наблюдениями среднюю плотность холодной темной материи (или, если угодно, долю холодной темной материи во всей материи Вселенной), а в качестве начальных условий задать исходные состояния барионных акустических колебаний https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/63661.html, скажем, определенные наблюдениями реликтового фонового излучения https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/8271.html и теоретическими расчетами, модель определит последующую эволюцию Вселенной с момента рекомбинации - с образованием галактик, скоплений и сверхскоплений. Для других температур темной материи эволюция Вселенной, в первую очередь, ее крупномасштабной структуры https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/7222.html будет иметь другой характер и приведет к иным, по сравнению с реальными, конфигурациям скоплений, сверхскоплений и гиперскоплений галактик. И не только - но и к другим наблюдаемым последствиям, например, иному распределениям галактик как в пространстве, так и по массам, иным темпам звездообразования, иному составу звездного населения в наши времена и так далее.
Что интересно - модель действительно и исправно работает: не только с высокой точностью объясняет результаты наблюдений, но и предсказывает то, что не наблюдалось без нее и обнаруживается постфактум.

Вот только несколько десятилетий назад у модели ΛCDM возникла серьезная сложность: так называемая проблема отсутствующих спутников.
Суть ее заключалась в том, что модель ΛCDM позволяет достаточно неплохо оценить распределение галактик по массам (спектр масс галактик) в современной Вселенной и подсчитать, сколько галактик-спутников малой массы в среднем должно приходиться на галактику большой массы (для разных условий окружающей среды: в частности, в скоплениях различного типа https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/2002.html). Беда в том, что теоретически определить их количество нетрудно - а вот практически подсчитать очень сложно, потому что карликовые галактики бывают очень тусклыми - большинство их уступают по светимости крупной звезде классов О или В. А это значит, что пересчитать спутники удаленных галактик-гигантов не получится - мы их просто не видим - и остается довольствоваться нашим ближайшим окружением, где они еще видны: галактикой Андромеды, Треугольника, ну, и нашей собственной галактикой Млечный путь, разумеется.
И вот тут обнаружилась нехорошая вещь. Выяснилось, что модель ΛCDM предсказывает намного больше спутников, чем их имеется в наличии. Весьма намного. Двадцать лет назад у Млечного пути насчитывали полтора десятка спутников - а теория требовала 300-500 штук.
Разумеется, такое расхождение теории с практикой требовало серьезных решений. Вплоть до отказа от модели ΛCDM, концепции темной материи, пересмотра теорий гравитации и так далее. И по этому пути пошли, во многом преуспев, найдя по дороге много нового и интересного, но так и не выстроив внятной, приемлемой и красивой картины.

Ну, а потом начались приключения.
Во-первых, обнаружилось, что массы Млечного пути и галактики Андромеды, которые использовались в расчетах, были по разным причинам завышены, причем существенно - в несколько раз (парадокс - взвесить свою галактику куда сложнее, чем какую-нибудь удаленную). Так что о многих сотнях спутников, предсказываемых для Млечного пути моделью ΛCDM, речь уже не шла - тут уж дай Бог до сотни-другой дотянуть.
Во-вторых, анализ эволюции маленьких галактик в древние времена показал, что в первый миллиард лет жизни Вселенной самые маленькие из них теряли газ и прочую видимую материю, доживая до наших дней в виде очень тусклых, а то и вообще темных (без звезд) галактик (кое-что об этом процессе - https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/204818.html). И когда начали их наблюдать - количество спутников Млечного пути начало быстро расти, добравшись к настоящему времени до шести десятков. А сколько еще не открыто - то ли потому, что они спрятаны за диском, то ли потому, что они оптически не наблюдаются? А сколько этих спутников "спрятано" в самом Млечном пути - см., например, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/28034.html (а нынче таких бывших галактик внутри нашей извеcтно не менее трех).
Ну, а третье по порядку и, похоже, первое по значимости - это процессы из первого абзаца. Они приводят не только к уменьшению количества спутников по сравнению с "классической" моделью - спутники просто вымирают, сливаясь и поглощаясь - но и к тому, что спутники переходят в разряд ненаблюдаемых, теряя массу, звезды, газ, а подчас и темную материю куда более интенсивно, чем следует из теории, учитывающей только их распределение по массам. Похоже, одних лишь воздействий подобного рода может хватить для объяснения проблемы отсутствующих спутников.

Так что изучение тяжелой жизни галактик-спутников в окружении больших галактик, в первую очередь, имеет серьезное значение для космологии и изучения устройства и деталей происхождения нашего мира.

Интересное

О крупнейшем известном шаровом звездном скоплении нашей Галактики, ω Центавра, которое оказалось вовсе не шаровым скоплением, а поглощенной в древности карликовой галактикой, я уже рассказывал, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/28034.html.

Года полтора назад обнаружилось, что и второе по размеру шаровое скопление Млечного пути, 47 Тукана (47 Tucanae) - тоже никакое не шаровое скопление. Оно тоже имеет в центре черную дыру. Причем, дыра эта невелика (для центральной дыры галактики, разумеется) - ее масса составляет всего 2200 солнечных. То есть, это - редчайший, трудный для наблюдения вид черных дыр, черная дыра промежуточной массы (промежуточной между дырами звездных масс и сверхмассивными).
Кроме этого, 47 Тукана имеет совершенно нехарактерное (да и невозможное) для шарового скопления, зато характерное для галактики бимодальное распределение звезд о возрасту и металличности (самые древние звезды имеют возраст 13 миллиардов лет - больше возраста Млечного пути) и темную материю в составе.
Словом, теперь и 47 Тукана оказалось древнейшей галактикой, в незапамятные времена захваченной Млечным путем.

Ну, а чуть раньше, в 2018 году, шаровое скопление, поименованное FSR 1758, нашли в неожиданном месте - в балдже https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/14097.html нашей Галактики.
В принципе, само по себе наличие подобных образований в центральной части галактики, в ее балдже, интересно - оно дает материал для размышлений о том, как в спиральных галактиках формировались балджи, об их истории и механизмах рождения.
Но дальнейшие исследования найденыша заставили задуматься и удивиться.
Как таковое, скопление на первый взгляд выглядит достаточно обычно - низкометалличное, [Fe/H]=-1,5 (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/5209.html), состоит из старых красных звезд второго поколения. Но есть странные детали...
Во-первых, это скопление оказалось очень большим. Не меньше ω Центавра. Возможно, оно является крупнейшим в Галактике. А это неправильно - статистика показывает, что крупнейшие шаровые скопления предпочитают жить далеко от центра Галактики, а по мере приближения к ее центру размер скоплений падает.
Во-вторых, собственное движение входящих в него звезд заставило заподозрить, причем, весьма обоснованно, неожиданное: оно выглядит так, словно задается невидимой более протяженной и распределенной массой - то есть, более типично для галактики, масса которой преимущественно определяется фреймом темной материи, а не для шарового скопления, масса которого равна суммарной массе составляющих его звезд.
В общем, это напоминает упомянутое скопление ω Центавра, которое вовсе не скопление.
Если это окончательно подтвердится, налицо будет совершенно нетривиальный результат: внутри балджа Млечного пути находится карликовая галактика, поглощенная в незапамятные времена. А это уже - интригующий поворот в истории балджей спиральных галактик, в частности, нашей.
Собственно, интересным в случае подтверждения это будет и для изучения свойств темной материи: ведь галактика была захвачена или еще на этапе формирования балджа на основе исходного аккреционного диска ядра Млечного пути, или немного позже, но затормозилась и опустилась в балдж (хотя торможение динамическим трением выглядит здесь очень маловероятным) - но в любом случае достойно внимания то, что, несмотря на прошедшие миллиарды лет, фрейм темной материи, составляющий основную часть массы захваченной галактики, сохранил определенное единство до нашего времени.
(А публикация об этом была названа красиво: "Секвойя в саду").

Так что, практически наверняка, как минимум три шаровых скопления нашего Млечного пути - это никакие не шаровые скопления, а съеденные галактики. И куда мы так придем? Шаровых скоплений в Млечном пути и без того немного - примерно 170 - а тут еще такие старые и надежные члены этого сообщества дезертируют в разряд бывших галактик.

Кстати, об ω Центавра

Об объекте ω Центавра, который по привычке считают шаровым звездным скоплением, хотя является он остатком карликовой галактики, съеденной Млечным путем в незапамятные времена, я рассказывал (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/28034.html). Причем, напомню, она, съеденная и принимаемая за шаровое скопление, даже в Млечном пути вовсе не одна такая (это я тоже рассказывал, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/210072.html).
А недавно проанализировали звездное население этой съеденной галактики - и порадовались: уйма звезд в ее центральной части была сформирована из гигантского газового облака (оцениваемой массой в двадцать миллионов солнечных масс) всего лишь несколько сотен миллионов лет назад - через миллиарды лет после ее поглощения.

Вот так. Ее давно уже съели - а она не замечает и продолжает активно расти, развиваться и эволюционировать. Оказывается, галактики еще и так умеют.

И еще немного о больших и маленьких

Про то, как большие галактики занимаются харассментом по отношению к маленьким, я рассказал. https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/209729.html
Но не все так просто. Иногда мы сталкиваемся с не менее неприглядными явлениями в мире галактик.

Иногда галактики-спутники сами, обращаясь вокруг хозяина в межгалактической газовой среде со сверхзвуковыми скоростями, генерируют в ней акустические волны, которые нагревают газ в окружающей среде, и в результате этим лишают себя материала для звездообразования - а их при этом принимают за жертв харассмента. И что самое неприятное - разобраться, где подлинная жертва, где сама дурочка виноватая, а где смешанный тип (частично жертва агрессии, а частично - собственного легкомыслия), а также разобраться со статистикой безобразий удается не всегда, с трудом и тонкими кропотливыми исследованиями.

Но и это еще не все.
С одной стороны, стоит проливать слезы над горестной судьбой маленьких галактик-спутников, подвергаемых харассменту со стороны хозяев. И газ у них воруют, и темную материю отбирают, и звезд лишают. Но если присмотреться повнимательнее, оказывается, что взаимоотношения галактик-спутников с большими галактиками, в сущности, не столь однозначны.
Анализ большого массива наблюдательных данных показывает, что при прочих равных условиях металличность галактики-спутника заметным образом зависит от массы галактики-хозяина: чем выше масса хозяина, тем, в среднем, выше металличность ее спутников.
А это косвенно свидетельствует о том, что спутники обогащаются материалом галактики-хозяина, и чем больше этого материала, тем большее его количество захватывают спутники.
Так что взаимоотношения галактик-спутников с галактиками-хозяевами не так просты: маленькие галактики умеют изрядно приворовывать у больших.

В порядке убывания

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, Харикло...
Что такое Харикло? Напоминю https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/118870.html: это - самый большой кентавр, а заодно и крупнейший из астероидов, находящихся между главным поясом и поясом Койпера (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/9780.html). Диаметр астероида - 258 километров, обращается он между Сатурном и Ураном в резонансе 4:3 (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/22441.html) с последним.
Как он попал в названную почтенную компанию? Достаточно просто: Харикло - пятое по размеру тело Солнечной системы, окруженное газопылевым кольцом. Даже двумя - на удалении около четырехсот километров от него обращаются два кольца шириной три и семь километров, разделенные девятикилометровым промежутком.

PS Обнаружено еще одно тело Солнечной системы, имеющее кольца - это кентавр Хирон.
Диаметр самого Хирона - около 160 километров. Диаметры колец - триста и триста девять километров.
Так что теперь список объектов Солнечной системы, имеющих кольца, в порядке убывания выглядит так: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, Харикло, Хирон.
Замечу, кольца Хирона выглядят интригующими в одном отношении: его орбита неустойчива, и считается, что он попал в группу кентавров из пояса Койпера относительно недавно - не ранее нескольких миллионов лет.

И кое-что об истории Земли

Старый вопрос о причинах высокого содержания сидерофильных элементов с высоким атомным весом (золото, осмий, платина, иридий и прочие рутении, родии и палладии) в верхних слоях земной мантии постепенно получает интересный вариант ответа.
Собственно, в чем суть вопроса.
В нормальной схеме формирования Земли еще на ранних этапах ее эволюции, в первые же миллионы лет после того, как исходный протопланетроид набрал 70-80 процентов окончательной массы, согласно всем теоретическим моделям уже должна была полных ходом идти дифференциация элементов по массе - более тяжелые опускались в ядро, а сверху, в будущей расплавленной мантии, должны были оставаться более легкие атомы.
И тем не менее, наличие и концентрация перечисленных выше элементов в вулканическом материале явно демонстрируют, что не все они опустились к центру Земли. Если, конечно, не предполагать, что в течение последних миллиардов лет верхняя мантия обогащается веществом ядра Земли, что, мягко говоря, трудно себе представить.
Создается впечатление, что еще на заре существования, в первые сотни миллионов лет, внешние слои Земли каким-то образом оказалась обогащенной всей упомянутой ювелиркой.

И вот тут родилась интересная гипотеза... Не вдаваясь в подробности, изложу ее кратко.
Итак, проходит несколько десятков миллионов лет после того, как протопланетоид Тейя размером с Марс скользящим ударом прошелся по поверхности Земли и выбросил в космос вещество ее внешних слоев, смешав со своим и образовав вокруг Земли эффектное кольцо.
Кольцо давно консолидировалось, что-то выпало назад на поверхность Земли, что-то разлетелось по пространству, а основная часть образовала огромный (по меркам планет нашего масштаба) спутник, который, если бы не Земля, своей массой заслуживал бы статуса самостоятельной планеты.
И вот тут произошло интересное... По Земле ударил еще один протопланетоид. Правда, и времена были уже не те, и размер у него был поменьше, чем у Тейи - не более трех тысяч километров - так что вторым спутником обзавестись нам не удалось, максимум, первый немного вырос от захвата выброшенного при ударе вещества. Зато протопланетоид, который, разумеется, бил не в лоб, а почти вскользь, развалился еще до удара, Моделирование показало, что он в основном должен был рассыпаться в полости Роша https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/6214.html, ударив по Земле преимущественно мощнейшим дождем из частиц размером от нескольких миллиметров, до нескольких сотен метров, вспорол литосферу и верхнюю мантию, перемешался с верхними слоями планеты и сгинул, обогатив их своим веществом, в том числе, и своими сидерофильными элементами. А учитывая, что средние слои Земли успели остыть от первоначального нагрева ударами при их формировании, утонуть в ядро значительная часть вещества протопланетоида уже не успела.
Кстати, получил этот гипотетический протопланетоид замечательное название. Монета. Именно так - Moneta (ну, да, если вспомнить римскую религию - Юнона Монета, подательница благих советов. Ага).

И осталось бы это все красивой гипотезой, прекрасно согласующейся с наблюдениями, но в дело вмешались биологи. Или пребиохимики?
У них своя боль. Одна из наиболее авторитетных моделей формирования жизни утверждает, что первыми молекулами, начавшими репликацию, а стало быть, запустившими еще пребиотический естественный отбор и вступившими в эволюционный процесс, были молекулы РНК (кстати, замечу, есть версия, что ДНК появилась гораздо позже, уже на стадии клеточной жизни. Причем, обзавелись ДНК вирусы, таким путем обманывавшие механизмы противовирусной защиты ранних прокариот, ориентированные на отлов и истребление чужой РНК, а ДНК не замечавшие. Еще одна очаровательная версия гласит, что еще позже какие-то оголтелые вирусы обнаружили, что гораздо выгоднее не просто залезть внутрь прокариотической клетки, использовать ее для размножения и разбежаться, а поселиться в клетке на постоянной основе. В результате этого процесса появились мы с Вами. В смысле, эукариоты: и ядра наших клеток формируются из бывших вирусов. Митохондрии - от бывших паразитических бактерий, а остальная часть клетки - эта бывший архей (есть такое царство прокариотов, независимое от царства бактерий), допустивший существование в себе перечисленного зоопарка).
Но слабым местом всей идеи является тот факт, что для свободного синтеза длинных полинуклеотидных цепочек РНК требуются азотсодержащие соединения - а с ними в первичной теплой атмосфере Земли, содержавшей углекислый газ, азот и воду, была проблема. Взяться неоткуда и удержаться трудно. Вот если бы атмосферы не было... а как же ей не быть, если она должна была появляться чуть ли не в момент формирования Земли?
И вот тут встретились интересы исследователей физической эволюции Земли и пребиотической эволюции жизни на ней.
Монета, разумеется, должна была снести раннюю земную атмосферу, сохранив горячую (и обогащенную веществом Монеты) земную мантию. В течение какого-то периода с этого момента пребиотические молекулы, те самые азотсодержащие соединения, являющиеся исходным материалом будущей РНК, беспрепятственно могли выпадать на оставшуюся без атмосферы Землю из космоса (а их там было достаточно много). Более того, они даже могли начинать полимеризацию и синтез прямо на поверхностях минералов, обогащая их разнообразными вариантами рибонуклеиновых кислот - которым оставалось терпеливо дожидаться следующего чуда - прибытия на Землю воды в ходе поздней тяжелой бомбардировки https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/185948.html - для запуска уже биологической эволюции.

Ну, и конкретнее. Результаты проработки теории дают следующую хронологию:
- образование Луны - 4,53 миллиарда лет назад (примерно);
- столкновение с Монетой - 4,48 миллиарда лет назад (тоже примерно);
- максимум пребиотического формирования ранних РНК - 4,36 (±0.1) миллиарда лет назад

Внезапное

Potestas coronat cactus non natis sed saepe sedendo

Фразочки

Чем более ранним является тип, тем более выражено смещение IMF к позднему концу.

Анализ CMD галактик с AGN позволяет дифференцировать DI- и IT-сценарии, поскольку IT-сценарий предусматривает cмещение в область красной последовательности, а также меньшую длительность фазы AGN. 

 

Хемоархеологический даунсайзинг в иерархической Вселенной.

 

Роль антициклонов в химической эволюции.

 

Роль высокоширотных спутников в подавлении циклональных явлений.

 

Оценка SFR LSBG по LGRBR показывает, что она может быть сравнимой с SFR HSBG.

 

При расчете SFR по LGRBR необходимо учитывать поправку на IMF. Поправка на IMF является неизвестной.

 

Все обследованные неправильные галактики имеют дефицит кислорода.

Горизонтальный метод определения возраста основан на измерении разности цветов точки поворота главной последовательности и основания ветви красных гигантов. При этом для правильного определения возраста необходимо точно знать избыток цвета.

О том, как высокоширотные спутники помогают бороться с циклонами

Как Вы понимаете, речь пойдет о галактиках. Конкретно - о дисковидных, а в основном - о спиральных. В других местах Вселенной роль высокоширотных спутников в борьбе с циклонами (и антициклонами) не замечена.

Все мы понимаем, что межзвездное пространство в галактиках - это не вакуум, а типичная газовая среда со своей плотностью, температурой, давлением и прочими атрибутами.
И изучение движения газа в дисках галактик однозначно доказало, что во многих из них между рукавами, преимущественно, вблизи коротационного круга (на котором скорость движения звезд по орбите вокруг ядра галактики равна скорости движения спиральных рукавов по диску) существуют вызванные гидродинамической неустойчивостью движения газа области его повышенной и пониженной плотности. И размеры таких областей оказываются немалыми - до половины расстояния между рукавами.
А в связи с тем, что вся масса газа находится в общем вращательном движении вокруг ядра галактики, в локальных областях повышенного или пониженного вращения газ закручивается вокруг центров таких областей.
Ну, а вращающиеся области пониженного и повышенного давлений газа в газовой среде называются хорошо известными именами - циклоны и антициклоны.
Таким образом, в спиральных галактиках существуют циклоны и антициклоны, вызывающие интенсивные движения и перемешивание межзвездного газа.

Стоит заметить, что на этот процесс может влиять гравитация галактик-спутников. В частности, достаточно массивный спутник, обращающийся под значительным углом к диску галактики (опять же, по аналогии с Землей такие спутники именуются высокоширотными. А те спутники, орбита которых близка к плоскости диска галактики-хозяина, именуются, соответственно, низкоширотными) своим притяжением может стабилизировать обращение вещества в диске, подавляя образование циклонов и антициклонов и закрутку материала в них. Таким образом высокоширотные галактики-спутники подавляют циклональные явления в дисках галактик-хозяев.

А отсюда, замечу, следует мораль: при прочих равных условиях при наличии массивных высокоширотных спутников распределение химических элементов и металличности в диске галактики-хозяина заметно сильнее зависит от радиуса. Это связано с тем, что циклональные явления в диске вызывают интенсивное перемешивание вещества и, соответственно, в районе циклона/антициклона высокометалличный материал внутренних областей диска смешивается с низкометалличным материалом его внешних областей.

Напомню, кстати, что такую же роль в подавлении циклонов/антициклонов, только еще эффективнее, играет гравитация темного гало. Поэтому чем ниже доля барионной материи в полной массе галактики (соответственно, чем выше масса темной материи), тем меньше вероятность развития циклональных явлений и тем выше в ее диске радиальный градиент металличности. Впрочем, этот случай еще интереснее тем, что гравитация темного гало подавляет не только циклоны, но и любые возмущенные движения газа в диске - а следовательно, и звездообразование. А это уже приводит и к снижению светимости галактики, и к понижению металличности ее диска, ибо металлы (а напомню, что в астрономии металлы - это все химические элементы тяжелее гелия: и углерод, и кислород, и прочие фосфор с серой) образуются именно при эволюции звезд.

Объект Хога

На фотографии - один из очень редких объектов нашей Вселенной - кольцевая галактика.
Подобных галактик известны считанные единицы, и о них я рассказывал здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/26740.html.



Это - первая из открытых кольцеобразных галактик - объект Хога.
Фотография интересна тем, что, несмотря на крайнюю редкость, на ней на самом деле мы можем видеть две такие галактики. Вторая, значительно более удаленная кольцеобразная галактика SDSS J151713.93+213516.8 видна в промежутке между внешним голубым кольцом и желтым центром галактики Хога - сверху, чуть справа от вертикальной оси.

Сам объект Хога - это достаточно крупная (диаметром чуть больше ста двадцати тысяч световых лет) кольцевая галактика, удаленная примерно на 612 миллионов световых лет. А расстояние до прячущейся за ней SDSS J151713.93+213516.8 превосходит пять миллиардов световых лет.
В центральной части объекта Хога находится ядро - плотное образование радиусом около 17 тысяч световых лет, достаточно старое, что легко видеть по желтому цвету составляющих его звезд - аналог балджа Млечного пути и других дисковидных галактик. Кольцевая периферия (само кольцо) галактики молода - в ней яркие большие голубые звезды еще живы, они и придают кольцу голубой цвет. В кольце находится множество областей активного звездообразования - ярких голубых сгущений. Спустя примерно миллиард лет звездообразование в кольце прекратится, и оно начнет постепенно желтеть и тускнеть, а потом, по мере умирания звезд промежуточной массы, типа нашего Солнца - и краснеть. Зато ударная волна будет распространяться дальше, сжимать газ во внешних областях, и там начнут образовываться новые яркие голубые звезды - кольцо будет расти в диаметре, постепенно снижая свою яркость.
Внутренний диаметр кольца - примерно 80 тысяч световых лет, ну а внешний, как сказано выше - немногим более 120 тысяч.
Промежуток между ядром и кольцом выглядит пустым - но на самом деле он заполнен звездами, плотность расположения которых не так уж сильно уступает плотности расположения звезд между рукавами в диске нашей Галактики. Заметить это на фотографии трудно потому, что это - тоже достаточно старые, небольшие и тусклые звезды. Ударная волна по этим областям уже давно прошла, яркие большие голубые звезды успели родиться, прожить недолгую жизнь и умереть, остались лишь долгоживущие и неяркие небольшие звезды, и яркость этих областей, соответственно, упала.
Собственно, то же происходит в спиральных галактиках - только у них волна плотности бежит по диску, а не расходится от центра к периферии. В спиральной галактике плотность расположения звезд в рукаве может превысить плотность их расположения в остальном диске на несколько процентов, а яркость рукава превзойти яркость остального диска почти на порядок - ведь в нем есть молодые крупные голубые звезды, светимость которых намного превосходит светимость других, меньших звезд.

История изучения объекта Хога достаточно интересна.
Вообще-то - это, как сказано выше, первая открытая кольцеобразная галактика. Открыл ее Артур Хог в 1950 году и при этом изначально принял ее за планетарную туманность https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/10515.html. Уже позже измерения красного смещения показали, что объект удаляется от нас со скоростью 12,75 тыс. км/с, а значит, при таком красном смещении никак не может находиться в нашей Галактике.
Потом его пытались принять за результат гравитационного линзирования https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/21298.html. Выглядело красиво - в таких случаях, как известно, находящийся за массивным телом объект наблюдается в виде кольца - но не получилось: расстояние до кольца и ядра, измеренное по красному смещению, оказалось одинаковым. И только тогда пришлось признать, что галактики могут быть и такими - кольцеобразными. И начать привыкать к этой мысли.
Ну, а в эпоху Хаббла, в 2000 году, галактику Хога (именно в связи с историей ее изучения она обычно именуется объектом Хога) рассмотрели подробно. Нашли прячущуюся за ней вторую кольцевую SDSS J151713.93+213516.8, измерили, внимательно изучили кольцо, полюбовались его структурным сходством с рукавами спиральных галактик (отмечу, кстати, что это - не слишком тривиальный результат: если кольцо объекта Хога заведомо сформировано сверхзвуковой ударной волной, сжимающей материал на своем переднем форме до степени, при которой в нем начинается звездообразование, то механизм формирования рукавов диска, как выяснилось не так давно, преимущественно несколько иной: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/14097.html), а заодно и взвесили взвесили (кстати, она полегче нашей Галактики - ее полная масса составляет около 700 миллиардов солнечных масс; суммарную массу видимого вещества, в первую очередь, звезд галактики, определить посложнее - но по оценкам она равна примерно ста - ста пятидесяти миллиардам солнечных масс. Остальная масса, как и положено порядочной галактике - это темная материя).
Ну, а уже в 2013 году рассмотрели, что вокруг видимого кольца находится большее по размеру кольцо из нейтрального водорода - материал для будущего звездообразования.

И немного мистики

Есть на свете один неписаный, во многом загадочный, но очень уж часто напоминающий о себе и подтверждающийся раз за разом закон: динамическая (определяемая по движению видимой материи), то есть, в принципе, полная с учетом темной материи масса галактики связана с количеством шаровых звездных скоплений в ней немудреным линейным соотношением - пять миллиардов солнечных масс на одно скопление. Посчитайте количество шаровых скоплений в галактике, умножьте на пять миллиардов - и получите массу вместе с темным гало. И в диапазоне масс галактик от десяти миллиардов до... ну, похоже, до известного верхнего предела, по крайней мере, до нескольких квадриллионов солнечных масс, не слишком сильно ошибетесь.
Что интересно: это соотношение универсально, оно не зависит ни от типа и морфологии галактики (то есть, действует и для дисковидных, и для эллиптических, какого бы происхождения они не были, галактик), ни даже от размеров самих шаровых скоплений.
Более того, оно может быть аналитически продолжено и на галактики-спутники, замечательно коррелируя с моделями их приливного взаимодействия и потери массы в этом процессе.

В принципе, понять этот закон можно - в предположении достаточно ранних (первые десятки-сотни миллионов лет) формирований темных гало существующих галактик, увлекавшими с собой видимую материю в виде распределенного газа.

Кстати, интересно то, что это мистическое соотношение некоторое время выглядело особенно странным и загадочным - оно подтверждалось раз за разом для разных галактик - а вот Млечный путь и галактика Андромеды подчиняться ему не хотели. У обеих оцениваемые массы выглядели гораздо большими, чем получалось согласно этому соотношению.

Первой сдалась наша Галактика - когда выяснилось, что оценки ее звездной массы в течение многих лет завышались (и это простительно: сидя изнутри, посчитать ее очень трудно). Нынче ее оцениваемая динамическая масса вполне соответствует оценочному количеству шаровых скоплений Млечного пути (которых, напомню, около ста семидесяти).
В конце 2018 года настал черед галактики Андромеды - наблюдения показали, что предыдущие оценки ее массы, не учитывающие бурную историю ее жизни (а ведь последний, причем, достаточно большой, с соотношением масс 1:4 - 1:5, мерджинг, сформировавший ее нынешнюю структуру, произошел в Андромеде всего 3 Gyr назад!) были существенно завышены из-за ее динамического нагрева ("разбухания" с ростом размера и падением плотности), а ее реальная масса удивительно хорошо подчиняется приведенному правилу.