А.А. Баренбаум
Кратко излагаются основные положения галактоцентрической парадигмы [1], связывающей цикличность геологических процессов на Земле с космическими явлениями в Галактике и в Солнечной системе. Обосновано новое видение природы и строения спиральных галактик. На единой методологической основе предложены согласованные решения ряда фундаментальных проблем астрономии и наук о Земле. Создана необходимая база для тесного сближения геологической и космической областей знаний.
3. Астрономические доказательства струйного истечения
Струйное истечение как астрофизическое явление, присущее спиральным звездным системам, было теоретически обосновано Дж. Джинсом в 1929 году [29]. Как астрономический феномен оно было фактически открыто в нашей Галактике Я. Каптейном [30] на четверть века раньше. Однако задолго до того, в 1812 году, на некоторые его катастрофические для Земли геологические следствия обратил внимание Ж. Кювье [31].
Астрономически данное явление проявляется в наличии у спиральных галактик системы архимедовых ветвей. Согласно нашей интерпретации наблюдений В. Бааде [32] в галактике М 31 (рис. 2), эти ветви берут начало из отдельных «точек» ее быстро вращающегося газопылевого ядерного диска. Вещество архимедовых ветвей участвует лишь в радиальном истечении из диска с неизменной скоростью V S = 300 км/с. Тогда как сам диск вращается с постоянной угловой скоростью w о = 1.26 ? 10 -7 лет [27].
Это обстоятельство позволяет рассматривать архимедовы ветви, характеризующиеся параметром закрученности r = V S / w о = 2.5 кпк/рад, как предсказанные Дж. Джинсом струйные потоки вещества, истекающие из центра спиральных галактик.
Рис. 2. Интерпретация спиральной структуры галактики М 31 на графике в полярных координатах [27] : точки S - правое крыло галактики, а точки N – левое крыло. Штриховой линией показан радиус ядерного диска галактики. I - IV – номера установленных нами архимедовых ветвей. Справа дано описание состава населения ветвей, принадлежащее В. Бааде [32] .
В своем основании струйные потоки представлены темной газопылевой материей. Она по мере удаления от центра осветляется, и в ней происходят процессы газоконденсации и звездообразования. Эти процессы достигают максимума на удалении 5 ? 10 кпк от центра. Здесь потоки газопылевого вещества пересекают два спиральных логарифмических рукава, выявленных в М31 Х.Арпом (рис. 3).
Рис. 3. Система логарифмических ветвей М 31 по Х.Арпу [33]. Заштрихованы области свечения газа, которые Арп использовал для выявления спиральной структуры М 31
Ветвление архимедовых спиралей Бааде и логарифмических спиралей Арпа начинается в областях М 31, отвечающих разным максимумам тангенциальной скорости на кривой дифференциального вращения галактики (рис. 4).
Рис. 4. Кривая вращения М 31 [19]. Максимум слева вызван вращением ядерного диска; второй максимум, отвечающий началу ветвления логарифмических спиралей, а также глубокий минимум между максимумами обусловлен функцией распределением гравитационного потенциала галактики [1].
Логарифмические рукава вращаются вокруг центра галактики с более низкой угловой скоростью, чем у ядерного диска. Благодаря существующему в них электромагнитному полю, эти рукава частично захватывают и увлекают за собой ионизированную компоненту струйных потоков, накапливая в себе газопылевое вещество.
Места пересечения струйных потоков и логарифмических рукавов являются в галактиках областями наиболее интенсивного звездообразования. В процессе дифференциального вращения галактики эти области перемещаются по спиральным ветвям, определяя величину и знак градиентов возрастов молодых звезд. Рождающиеся звезды, однако, ведут себя по-разному. Одни образуются из газа и пыли рукавов, остаются в галактике, и, подобно нашему Солнцу, со временем приобретают самостоятельные круговые орбиты. Другие возникают из вещества струйных потоков и наследуют их скорость V S . Эволюционируя и теряя яркость по экспоненциальному закону (рис. 5), эти звезды за время ~ 30 млн. лет навсегда покидают видимые пределы галактики.
Рис. 5 . Число ассоциаций молодых ОВ звезд в отдельных кольцевых зонах в плоскости М 31 [34]. Далее 12-15 кпк от центра численность ОВ звезд уменьшается с расстоянием по вероятностному закону. Все эти ОВ- ассоциации принадлежат струйным потокам Бааде (см. рис.2). Параметр L соответствует их радиальному движению со скоростью V S = 300 км/с [27].
Изложенные представления, реализующие идеи Дж. Джинса [29] и В. Бааде [32], положены в основу разработанной динамической модели спирального строения галактик [1]. Модель позволяет рассчитать продольный и поперечный градиенты возрастов молодых звезд в архимедовых и логарифмических ветвях, вычислить длину этих ветвей, а также объяснить ряд других наблюдаемых у спиральных галактик особенностей.
Некоторые р езультаты вычислений для галактики М31 приведены на рис. 6 [27]
Рис. 6 . Расчетные значения градиентов молодых звезд ( g ), а также угловой ( w ) и радиальной ( V ) скоростей перемещения волны звездообразования в спиральных ветвях Арпа и Бааде как функция расстояния до центра М 31: 1 , 2 - продольные градиенты возрастов звезд, соответственно, в спиралях Арпа и Бааде; 3 , 4 - угловые скорости перемещения волны звездообразования в спиралях Арпа и Бааде; 5 - радиальная скорость движения волны звездообразования в спиралях Бааде и Арпа .
Расстояние от центра галактик R * = r / a , отвечающее равенству радиусов кривизны архимедовых и логарифмических ветвей, является выделенным. На данном расстоянии скорость перемещения точки звездообразования в ветвях обоих типов стремиться к бесконечности, что приводит к нулевым градиентам возрастов молодых звезд.
В волновой теории строения спиральных галактик [22, 28, 35] величину R * называют «радиусом коротации», а сам эффект объясняют совпадением скоростей вращения вещества галактического диска и бегущей по нему спиральной волны плотности. Такое объяснение, однако, спорно. Во-первых, у одной галактики может быть несколько радиусов R *, количество которых определяется числом ее логарифмических ветвей с индивидуальными параметрами a . И, во-вторых, наиболее интенсивное звездообразование идет не по всему краю логарифмических спиральных рукавов, а только на тех их участках, где они пересекается струйными потоками.
На примере М 31 и нашей звездной системы показано [1], что построенная модель объясняет все наблюдаемые эффекты, доступные интерпретации с позиций теории волн плотности [36] , причем позволяет сделать это с большей полнотой и количественной точностью, не требуя введения каких-либо дополнительных предположений.
1. Введение.
2. Галактики эллиптические и спиральные.
3. Астрономические доказательства струйного истечения.
4. Модель изотермической сферы.
5. Новый взгляд на природу галактик.
6. Спиральная модель Галактики.
7. Орбита Солнца в Галактике.
8. Связь галактического движения Солнца с геологией.
9. Геохронологическая шкала.
10. Пролеты Солнца сквозь звездные облака.
11. Бомбардировки галактическими кометами.
12. Падения астероидных тел.
13. Кометы Солнечной системы.
14. Утилизация кометного вещества.
15. Происхождение фосфатов и солей.
16. Биотическая революция в венде-кембрии.
17. Геохимический круговорот углерода.
18. Образование и эволюция гидросферы.
19. Проблема нефти и газа.
20. Заключение.
21. Литература.
