Глава 4. Старение и смерть галактик.

Астрономами выявлены процессы, указывающие на старение галактик. «Старение» галактики есть закономерный процесс, когда каждая галактика проходит следующие изменения своего внешнего вида: шаровидный квазар, эллиптическая галактика, спиралевидная, неправильная, шаровидное звёздное скопление. Одновременно происходит эволюционное уменьшение массы галактики (от 10¹⁴ масс Солнца у квазара до 10⁵ масс Солнца у шаровидного звёздного скопления).

§ 17. Факторы старения галактик.

Астрономия накопила пока еще мало информации о старении и гибели галактик. Ясно, что старение и гибель галактик – это обязательные процессы во Вселенной. Нет сомнения, что старение галактик зависит от старения их ядер, которые, в принципе, являются сверхзвездами. В связи с этим автор обращает внимание на следующие симптомы старения ядра галактики, которые идентичны симптомам старения звезд. Главная причина изменения формы и физических характеристик у галактик – это постоянная потеря массы с излучением.

А. Старение галактики по причине излучения материи. Галактики не теряют плазму (массу) в виде водородных облаков при эрупции их из своих ядер. Выброшенная материя плазмы из ядер галактик и с поверхности звезд остается в составе галактик, так как сильное гравитационное притяжение «не отпускает» газы, пыль и плазму за пределы галактик. Галактика и ее ядро теряют массу из-за электромагнитного излучения и испускания потоков нейтрино. Поскольку каждая звезда, аналогично Солнцу, излучает электромагнитных волн и нейтрино общей массой 10¹³ грамм в секунду, то все 10¹¹ звезд Галактики и его ядро в секунду безвозвратно извергают 10²⁴ грамм вещества. Если за среднюю массу каждой звезды взять солнечную массу 2 · 10³³ грамм, то общая масса Нашей Галактики составит 2 · 10⁴⁴ грамм. В таком случае вся галактическая масса полностью трансформируется в излучение через 6000 миллиардов лет, для чего всю массу галактики (2 · 10³³ грамм) делим на массу безвозвратных потерь с излучением (на 10²⁴ грамм в секунду). Это величина максимального возраста «среднестатистической» галактики во Вселенной.

Б. Одновременно галактику покидает большое количество высокоэнергетических космических лучей, состоящих из элементарных частиц (ядер элементов, альфа лучей, протонов, нейтронов, электронов, мюонов, гиперонов и т. д.). За 1 секунду галактику покидает от 10 ²⁰ граммов (квазар К) до 10 ¹⁵ граммов (спиральная S) космических лучей со скоростью, близкой к световой.

В. Молодые галактики быстро теряют свою массу при гигантских взрывах ядра галактики с извержением миллиардов тонн плазмы в космическое пространство. Эти взрывы галактик происходят по причине избыточного накопления лучевой энергии в ядрах галактик. Но светимость ядер достаточно быстро снижается. Взрывы ядер галактик также прекращаются. Однако на продолжении всего существования галактики продолжается извержение плазмы из ядра на периферию в виде спиральных рукавов.

Г. Снижение интенсивности эрупции вещества из своего ядра также относится к симптому старения галактик. Эрупция (выброс, извержение) плазмы с поверхности ядра галактики происходит безостановочно с момента ее рождения до момента гибели галактики. Причина эрупции плазмы от ядра галактики нам уже известна – мощное лучевое (фотоновое) давление на плазму ядра галактики или звезды. Эволюционное уменьшение массы эрупирующего вещества (например, в тоннах за год) происходит по следующим причинам. Уменьшается лучевая продукция ядра галактики из-за постоянного уменьшения его массы. Масса ядра галактики уменьшается из-за извержения плазмы, электромагнитного и нейтринного излучения. Уменьшается лучевая продукция ядра галактики также по причине сокращения количества протонов в его составе, так как в ходе термоядерной реакции протоны превращаются в нейтроны. Протоны являются единственными источниками термоядерной энергии для звезды и ядра галактики. Сокращение количества протонов в составе ядра галактики и одновременное увеличение количества нейтронов ведет к уменьшению лучевой продукции. Читайте параграфы по астрофизике Главы 1.

Д. Уменьшение величин механического движения ядра галактики. Старые галактики имеют ядра, медленно вращающиеся вокруг своей оси. (Поэтому спиральная галактика типа Sa является более молодой, чем галактики типа Sb и Sc). Замедление вращения происходит от трения магнитного и электрического полей ядра с аналогичными полями ядер других галактик и благодаря трению поверхности ядра галактики об окружающую его «атмосферу». Возможно, некоторые из ядер старых галактик вообще не имеют вращательного момента. Отсюда, водородная материя и звезды, окружающие ядра старых галактик, перестают вращаться. Скорость выброса эрупирующей материи из ядра старой галактики также низкая по причине слабой излучающей способности, слабого суммарного фотонового давления.

Ж. Нейтронное перерождение галактики. Кроме того, что нейтроны образуются в большом количестве в ядре галактики от термоядерного превращения (p⁺ → n⁰). Кроме того, нейтроны поступают в большом количестве из внешней части галактики в виде тяжелых элементов (газовой, пылевой и кристаллической массы) от «трупной» материи «сверхновой». Ядра всех элементов таблицы Менделеева состоят на половину из протонов, а на половину из нейтронов. Все звезды в конце своей жизни взрываются как «сверхновые» вместе с окружающими ее планетами. В галактическом пространстве возникают темные пылевые туманности, состоящие из кристаллического вещества (пыли, метеоров, метеоритов, болидов, астероидов) и газов. Эта «трупная» материя «сверхновой» звезды медленно оседает на ядро галактики. И так как в состав кристаллического вещества, пыли и газов (в состав ядер элементов) входит большее количество нейтронов, то они постоянно пополняют материю ядра галактики. Концентрация нейтронов в центре ядра галактики постоянно повышается. Вот почему ядро галактики быстро превращается в «нейтронную» сверхзвезду.