Идущие по пустыне

Спиральная галактика Млечный Путь представляет собой тело в форме плоского диска диаметром более 100 000 световых лет и относительно небольшой «толщины», всего несколько тысяч световых лет. Диск имеет некомпактное строение; его неровные структуры начинаются от ядра и распространяются к периферии галактики. Это так называемые «спиральные рукава» нашей галактики – ветви областей наибольшей плотности материи, в которых происходит процесс образования новых молодых и самых ярких звезд, начинающийся в межзвездных газопылевых облаках [1].

Если бы мы могли посмотреть на нашу галактику «сверху», то увидели бы плотное и яркое ядро, внутри которого звезды располагаются очень близко друг к другу, и рукава, в которых звезды сконцентрированы менее компактно.

Было установлено, что спиральный рукав находится в однородном вращении, то есть он вращается как единое целое с постоянной угловой скоростью. И это несмотря на то, что различные части галактики вращаются с разными угловыми скоростями (дифференциально): внутренняя область галактики вращается как твердое тело, то есть с постоянной угловой скоростью, а за ее пределами по мере приближения к краю галактики угловая скорость вращения уменьшается. Тем не менее скорость вращения спирального рукава постоянна везде. Она создается распространяющейся волной.

Поскольку скорость вращения спирального узора и скорость вращения диска галактики различны, происходит протекание газа сквозь спиральный рукав со сверхзвуковой скоростью. При этом неизбежно возникает ударная волна (когда газ сталкивается с рукавом). Газ в ударной волне претерпевает сильное сжатие, с которого и начинается образование звезд. Видимо, имеются и другие возможности образования звезд в спиральных рукавах галактик. Но все они, несомненно, связаны с уплотнением спиральной волны межзвездного газа.

Что интересно: направление вращения Млечного Пути таково, что спиральные рукава как бы все время закручиваются, и за время существования галактики (не менее 12 миллиардов лет) должны были бы закрутиться вокруг ее центра несколько десятков раз. А этого нет!

В 1964 году астрофизики Лин Цзя-Цзяо и Ф. Шу из США установили, что спираль галактики представляет собой волну, которая распространяется по диску галактики. Эта волна при своем распространении переходит от одних звезд к другим, вызывая при этом их уплотнение. Скорость вращения спирального рукава создается распространяющейся волной.

Волна, распространяющаяся в спиральной галактике, имеет вид не окружности (как волна на поверхности воды от брошенного камня), а спирали, потому что галактика вращается. В самом деле, если вся вода вращается, например воронка на воде, то и волна на ней имеет форму не окружности, а спирали.

Возникает вопрос: откуда взялась эта волна? Однозначного ответа пока нет. В науке имеется два предположения. Во-первых, волна может возбуждаться некими объектами, находящимися на периферии. По мнению ученых, это может быть другая галактика – спутник нашей Галактики или какие-либо сгущения

. Кстати, многие галактики имеют на концах своих рукавов необходимые для этого случая сгущения [1].

Во-вторых, возможен и другой вариант: источник волны расположен в центре галактики. Это может быть некая гидродинамическая неустойчивость в центре диска галактики или вращение некоего несимметричного образования. Окончательно этот вопрос разрешит время.