МЫСЛИ ВСЛУХ

За последние восемь с половиной миллиардов лет Вселенная расширилась более, чем в два раза. Места в ней стало в 2,2 раза больше, объем вырос в десяток раз, плотность вещества, таким образом, упала на порядок. А вот плотность расположения эллиптических галактик практически не изменилась - они рождаются практически в темпе расширения Вселенной.

О том, как они рождаются, рассказано здесь https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/207970.html.
Большиая эллиптическая галактика появляется при:
- любом большом мерджинге https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/3161.html больших галактик;
- компланарном малом мерджинге большой дисковидной галактики и малой галактики - если слияние происходит при небольшом угле к плоскости диска, динамический нагрев вносимым вращательным моментом разрушает дисковидную структуру;
- сухом мерджинге - если в сливающихся галактиках мало газа, дисковидная структура после мерджинга не формируется.

Соответственно, грядущее через 4,5 - 5 миллиардов лет слияние Млечного пути с галактикой Андромеды - лишь одно из событий процесса общего вселенского процесса увеличения количества эллиптических галактик.

Однако не нужно надеяться, что в результате спустя эти самые 4,5 - 5 миллиардов лет мы будем жить в эллиптической галактике класса Е https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/2388.html (увы, но нужно быть скромными - полученная при мерджинге галактика Милкомеда (Milkomeda) до класса gE, который ей обещают некоторые авторы, по своей массе никак не дотянет - даже с учетом съеденных за миллиард-другой до этого Магеллановых облаков и иных спутников). К сожалению, нужно будет вооружиться терпением.

Дело в том, что Милкомеда (с учетом ее малой массы по сравнению с сестрами - другими аналогичными большими эллиптическими галактиками) станет эллиптической после мерджинга очень нескоро - не раньше, чем еще через три-пять миллиардов лет, когда динамическое трение https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/214322.html приведет к "уплотнению структуры" - повышению концентрации звезд в центральной части образовавшейся эллиптической галактики - до значений, хотя бы мало-мальски характерных для уважающиех себя (и уважаемых другими) галактик этого класса.

Так что до тех пор, когда мы окажемся жителями классичекой эллиптической галактики, пройдет еще долгое время - может, семь миллиардов лет, а может, и все десять.

Скопление переменных типа RR Лиры в балдже (https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/16787.html, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/49899.html, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/14097.html) нашей Галактики.

Вспомним, что такое переменные типа RR Лиры, (ни в коем случае не путая их с переменными типа R Лиры - это совсем другой тип переменных звезд). Для этого откроем https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/6508.html и прочитаем п. 2.6: переменные типа RR Лиры,они же короткопериодические цефеиды - это гиганты ранних спектральных классов (от А до F, II - III классов по йеркской классификации, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/3951.html) с правильной короткопериодической радиальной пульсацией (колебаниями диаметра с периодами от 4 до 30 часов) и постоянной кривой изменения светимости (амплитуда изменения светимости может доходить до двух звездных величин). Старые звезды низкой металличности, ушедшие с главной последовательности https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/4191.html. Встречаются в шаровых звездных скоплениях https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/213159.html и в гало (короне, сферической компоненте) Галактики.

В шаровых скоплениях и в гало... А что они делают в балдже?

Если начинать разбираться - эти короткопериодические цефеиды на фотографии еще и имеют практически одинаковый возраст (более десяти миллиардов лет). А следовательно, наличие сразу дюжины таких звезд в компактной области балджа является признаком былого присутствия в нем реликтового шарового скопления.
А это в свою очередь говорит нам о том, что все не так просто в этом мире. Вспомним https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/271824.html - с одной стороны, наблюдательные данные свидетельствуют в пользу идеи о том, что балджи дисковидных галактик исходно формировались на основе аккреционных дисков вокруг центральных черных дыр галактики (псевдобалджи https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/16787.html тоже - но более длительное время, в процессе медленной (секулярной) эволюции https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/261995.html).

Но при этом, как видим, в балдже еще в юном возрасте могли водиться шаровые скопления. А это говорит о том, что в балдж при его формировании входил не только материал аккреционного диска - и в нем развивались бурные процессы формирования шаровых скоплений (вспомним еще раз https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/213159.html - они просто так не рождаются).

Собственно, отмечу, что шаровое скопление, реликтом которого являются звезды на фотографии, появилось после начала формирования балджа и до его завершения. Еще раз напомню - эти звездам немногим более десяти миллиардов лет. Старейшим звездам балджа - заметно более двенадцати, он ровесник Галактики и звезд ее короны и намного старше обоих дисков - как толстого, так и, тем более, тонкого https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/15269.html.
Завершилось же формирование балджа Млечного пути около семи миллиардов лет назад. Когда отмеченное шаровое скопление, остаток которого мы видим, уже заведомо существовало.

Замечу, правда, что это (формирование шарового скопления в балдже) - не единственный вариант его там появления. В конце концов, оно могло забрести в балдж в незапамятные времена (кстати, в этой связи интригует близость времени рождения этого скопления и формирования толстого диска. Мы же помним, как толстый диск появился https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/258564.html).
Да и вообще, вспомним, что у нас в балдже водятся остатки не только шаровых скоплений, но, похоже, целых галактик https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/210072.html.

Наблюдениями окончательно подтверждено интересное правило для диска нашей Галактики: чем моложе звезды, тем быстрее падает их металличность с ростом расстояния от центра Галактики. Или проще - тем выше градиент металличности диска. Для более старых звезд градиент металличности более пологий (металличность с увеличением расстояния от центра Галактики падает не так сильно).
Так и подмывает спросить, что это значит, но это слишком уж сурово. Поэтому желающие могут поломать себе голову, а для нежелающих ответ под катом.

( Ответ под катом для нежелающих )

Я только что рассказал https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/258564.html о том, как в конце 2018 года обнаружилось, что толстый диск нашей Галактики сформировался при захвате Млечным путем десять миллиардов лет галактики Гайя-Энцелад.

А через год в гало нашей Галактики был обнаружен достаточно крупный ретроградный звездный поток https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/36139.html старых низкометалличных ([Fe/H] <-1, то есть, с содержанием металлов (по железу), более, чем на порядок уступающим металличности нашего Солнца) звезд, имеющий слабоэллиптичную орбиту и небольшой наклон к галактической плоскости. При этом обнаруженный поток кинематически не был связан ни с остатками Гайя-Энцелад, ни с другими известными звездными потоками.

Судя по всему, это - остаток еще одной древней галактики, поглощенной в древности (пока не совсем ясно, когда именно, но временной масштаб - порядка десяти миллиардов лет) Млечным путем и получившей название Тамнос (Thamnos или, скорее, Θάμνος - куст).

На этой чудесной фотографии мы видим много интересного:

Слева вверху: красный сверхгигант альфа Скорпиона - Антарес. Расстояние до звезды - около шестисот световых лет, светимость в видимом диапазоне выше солнечной в десять тысяч раз, интегральная болометрическая светимость - шестьдесят пять тысяч солнечных, показатель света (B - V) 1,87, (U - B) 1,34 (очень красная звезда). Масса сверхгиганта - около восемнадцати солнечных, диаметр превосходит солнечный примерно в семьсот раз. Рядом с ним - голубой компаньон Антарес В спектрального класса В4V массой в десять солнечных. Сверхгигант находится на одной из последних стадий жизненного цикла: в недалеком будущем он взорвется как сверхновая, а пока он сбрасывает оболочку,которая образует вокруг него подсвеченную его лучами туманность янтарного цвета.

В правой части фотографии - голубой гигант сигма Скорпиона. Строго говоря, сигма Скорпиона - тройная система, находящаяся на расстоянии 735 световых лет, а мы видим таким ярким только ее главный компонент, гигант сигма Скорпиона А спектрального класса B1III. А еще вернее, мы видим, в основном, компонент сигма Скорпиона Аа, рядом с которым находится сам по себе яркий, но меркнущий в его лучах компонент сигма Cкорпиона Ab. Интегральная яркость большего компаньона в 29500 раз выше, чем у Солнца, масса составляет 18,5 солнечных масс, температура поверхности - около 26000 градусов. Второй компонент сигма Cкорпиона Ab немногим меньше, имеет спектральный класс О9.5V, еще не ушел с главной последовательности и не начал раздуваться, поэтому он имеет намного меньшую светимость. Различить их попарно в телескоп невозможно, потому что эти компоненты находятся слишком близко друг к другу (период обращения 33 дня).
Вокруг пары вращается компонент сигма Скорпиона С - достаточно массивная голубая звезда главной последовательности спектрального класса В1V, удаленная от главного компонента на расстояние 120 астрономических единиц и имеющая массу в двенадцать солнечных. Жаль, что мы не застали процесс превращения ее в гиганта - через несколько миллионов лет вся система превратится в уникальный объект из красного свергиганта и двух голубых гигантов - а потом последуют взрывы сверхновых...
Это еще не все - на удалении 4500 астрономических единиц от этой системы вращается еще одна очень крупная звезда сигма Скорпиона В спектрального класса В9V массой примерно в пять солнечных.

И, наконец, в нижней части фотографии - ближайшее к Солнцу шаровое скопление М4, удаленное на 7200 световых лет и имеющее диаметр 75 световых лет. Это - древнее шаровое скопление возрастом не менее 13 миллиардов световых лет, являющееся, по крайней мере, ровесником нашей Галактики.

Ну, и наконец, обратите внимание на удаленное шаровое звездное скопление NGC 6144 (удаленное от нас почти на 27000 световых лет) справа от Антареса.

Практически у всех уважающих себя центральных черных дыр галактик есть аккреционные диски. Иногда диски есть даже тогда, когда и самой дыры уже нет https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/233917.html.
А у нас что?

А у нас он тоже есть! Правда, рассмотреть и провести его наблюдения удалось лишь недавно. А то обидно - у всех диски видны, а у нашего родного Млечного пути словно и дыра - не дыра.
Правда, прямые наблюдения этого диска способны вызвать у обитателей Галактики острый приступ чувства неполноценности.
Вспомним https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/13868.html - аккреционный диск APM 08279+5255. Вот там - диск! А у нас диск у нас какой-то, прямо скажу, неубедительный.

Температура газа в диске в среднем - около десяти тысяч градусов (вообще-то это считается холодным газом), масса диска - стыдно сказать, около 0,0002 - 0,0005 масс Солнца, плотность - порядка пятисот тысяч атомов водорода на кубический сантиметр, а радиус вообще жалкий - 0,01 светового года. Две с половиной тысячи астрономических единиц. Срамота. Стыдно обитателям других галактик в глаза смотреть.

Правда, немного утешает одно обстоятельство: будь у нас аккреционный диск как у APM 08279+5255, в Млечном пути не нашлось бы никого, кто мог бы посмотреть в глаза обитателям других галактик. Собственно, даже в зеркало посмотреться было бы некому.

Но все же аккреционный диск у центральной черной дыры Млечного пути есть - стало быть, и джетам быть положено.

А вот и они - полюбуйтесь!



Это - две симметричные области слабого синхротронного радиоизлучения, генерируемого тормозящимися в магнитном поле релятивистскими электронами, выброшенными центральной черной дырой нашей Галактики в направлении ее (и галактических) полюсов. В сущности - мы видим радиоизлучение очень слабых джетов галактического ядра.
Будь джет на несколько порядков сильнее - быть бы Млечному пути радиогалактикой. Так что какая-никакая активность у ядра нашей Галактики имеет место.
Ну, собственно, мы же помним https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/212944.html - фактически, только что она была не слишком активной - но все же сейфертовской галактикой.

Рассказывая о соотношении массы галактики и количества ее шаровых скоплений https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/211717.html (помните? Динамическая масса галактики, выраженная в единицах массы Солнца, отчего-то в пять миллиардов раз превосходит количество ее шаровых звездных скоплений), я мимоходом упомянул, что оценки массы галактики Андромеды долгое время систематически завышались из-за ее динамического нагрева недавним (всего 3 Gyr: если кому-то кажется, что событие, произошедшее три миллиарда лет назад, недавним назвать трудно, то только потому, что он еще не привык) малым мерджингом с соотношением масс 1:4 - 1:5, сформировавшим ее нынешнюю структуру.
Упомянул - и все на этом. А зря. Стоило бы рассказать чуть-чуть поподробнее. Вдруг покажется интересным.

Дело в том, что сходстве Млечного пути с галактикой Андромеды - нашей ближайшей соседки из числа гигантских галактик - не говорил только ленивый (а астрономы, вообще-то, зачастую бывают весьма трудолюбивыми). Обе галактики - гигантские спиральные, обе с баром, только галактика Андромеды несколько побольше, обе с двумя дисками - тонким и толстым https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/15269.html, обе с системой карликовых галаткик-спутников, обе практически одинакового возраста.

А потом, наконец, посмотрели на небо повнимательнее - и сравнили возраст звездного населения спутников обеих галактик и историю звездообразования в них. И вот тут началось интересное - оказалось, что не так уж они схожи.

Кое-что о том, как почему прекращается звездообразование в карликовых галактиках-спутниках, я рассказывал во многих местах: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/66171.html, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/50223.html, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/99676.html, https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/120289.html - и даже сыр с дырками вспоминал https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/50223.html. А о важных причинах интереса к нему - здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/209729.html.

История звездообразования для спутников нашей Галактики изучена более или менее подробно. Результат изучения можно охарактеризовать просто (правда, понять причины уже сложнее) - распределение спутников Млечного пути по времени гашения (существенного снижения темпа звездообразования вплоть до его фактического прекращения) является бимодальным. В большинстве спутников нашей Галактики звездообразование прекратилось в древние времена, более десяти, а то и двенадцати миллиардов лет; в части спутников оно продолжается (причем, в некоторых, вспомним Большое Магелланово облако, весьма активно) либо начало снижаться совсем недавно, не более трех миллиардов лет назад. Промежуточные варианты (с временами гашения 4 - 9 миллиардов лет назад) практически отсутствуют.

А вот у спутников галактики Андромеды, как оказалось, дела обстоят совершенно иным образом. Два десятка ее исследованных спутников имеют времена гашения звездообразования от трех до девяти миллиардов лет назад, не более и не менее, причем, в большинстве своем, границы еще более узкие: 3 - 6 Gyr.
При этом и среди них четко выделяются две группы, но уже не по временам гашения, а по его обстоятельствам и предшествующей истории звездообразования: первая группа - это галактики-спутники с медленным гашением, у которых прекращение звездообразования происходило постепенно (с характерной длительностью от начала до конца снижения темпа звездообразования порядка двух миллиардов лет), а вторая - с быстрым гашением: у этих галактик вначале имел место всплеск звездообразования, а потом его быстрый спад. Ясно, что обе группы соответствуют разным сценариям прекращения звездообразования - в первой просто закончился свободный газ (скорее всего, с учетом харассмента, то есть, его постепенно отняла галактика-хозяин), а во второй газ был выброшен из галактики при бурной вспышке звездообразования, спровоцированной взаимодействием с галактикой-хозяином.

Из всего этого следует вывод: динамическая история галактики Андромеды в последние шесть миллиардов лет была заметно более бурной, чем у нашей Галактики, и за последние шесть миллиардов лет она вначале пережила несколько малых мерджингов, а недавно, около трех миллиардов, то ли достаточно крупный мерджинг, то ли серию следующих один за другим с небольшим интервалом интенсивных мерджингов поменьше. А с учетом распределения звезд самой галактики Андромеды по возрасту удалось оценить соотношение масс галактики Андромеды и поглощенного ей при последнем мерджинге (мерджингах) материала - как сказано выше, он составил 20-25% ее массы.

Ну, а еще один вывод - истории формирования и эволюции галактик-спутников для различных галактик являются индивидуальными, в значительной степени зависят от истории галактики-хозяина, и установить для них общую для всех закономерность невозможно.

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.

По динамике звезд тонкого диска https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/15269.html установлено новое наблюдательное ограничение на плотность темной материи в наших окрестностях. Ее количество в каждом кубическом парсеке не превышает 0,023 массы Солнца (0,001 массы Солнца на кубический световой год).
Вроде, мало. Но этот предел означает, что максимальная масса темной материи только лишь в пределах тонкого диска Млечного пути может превышать 50 миллиардов солнечных масс и составлять около трети массы самого диска.
При этом, разумеется, это - лишь малая доля общей массы темной материи нашей Галактики.

Обнаружилось, что угловое распределение интенсивности гамма-излучения в диапазоне единиц гигаэлектронвольт в направлении на центр Галактики коррелирует с распределением количества (точнее говоря, суммарной массы) звезд. Особенно, в районе балджа.
Проще говоря, обусловлено оно чем-то, имеющим отношение к звездам (скорее всего, быстровращающимися нейтронными звездами), а не чем-то иным.

Ну, нельзя же хотеть всего и сразу!