08-Глава 8. Эволюция – Шаровые звездные скопления - Божественный Космос




Глава 8

Эволюция – шаровые звездные скопления

Хотя шаровое звездное скопление может содержать до миллиона звезд, когда имеет место захват, оно слишком мало, чтобы оказывать какое-либо значимое влияние на структуру такой большой спиралевидной галактики, как наша. И поскольку захват происходит практически у нас на пороге, мы можем отследить развитие скоплений в основной части галактики и детально прочитать их историю. Процесс развития протекает слишком медленно, чтобы отслеживать его посредством наблюдения, но мы можем достичь примерно того же самого, изучая скопления на более поздних последовательных стадиях развития и выявляя порядок совершения разных изменений.

[more]

Как приводилось в главе 3, шаровые звездные скопления притягиваются в галактику из окружающего пространства гравитационными силами; и наблюдаемая до сих пор концентрация скоплений, расположенная внутри сферы радиусом около 100.000 световых лет, – это просто геометрический эффект. Скопления движутся “как свободно падающие тела, притянутые галактическим центром”. Они не участвуют во вращении Галактики ни в какой значимой степени. Поэтому наблюдения демонстрируют, что скопления пребывают на пути захвата ею.

Когда скопления приближаются к Галактике, растущая сила притяжения оказывает разрушающее влияние на позиционное равновесие внутри них. Внешние звезды тяготеют к полному исчезновению, поэтому, приближаясь, скопления уменьшаются в размере. Наблюдения, приведенные в главе 3, указывают, что к моменту, когда скопление достигает положения внутри 10.000 парсек от галактического центра, оно теряет более 1/3 своей массы. В зоне захвата, регионе, в котором структура скопления начинает разрушаться, потери еще больше, и к моменту, когда происходит контакт с Галактикой, оставшиеся звезды исчисляются десятками тысяч, а не изначальными сотнями тысяч. При вхождении в быстровращающийся галактический диск происходит дальнейшая дезинтеграция, и шаровое звездное скопление делится на ряд рассеянных звездных скоплений. Это относительно небольшие группы, в пределах от дюжины до нескольких сотен звезд, хотя некоторые содержат тысячу.

Общая масса скопления такого вида не достаточно велика для создания гравитационного притяжения, равного последовательности наружу естественной системы отсчета, даже когда наращивается посредством гравитационного влияния галактики в целом. Поэтому рассеянные звездные скопления расширяются с измеряемыми скоростями. Один из результатов быстрого расширения таков. Жизненный срок этих скоплений относительно короткий. Учитывая большое количество ныне существующих скоплений, исчисляющееся тысячами (по одной из оценок (ссылка 96) их 40.000, если принять во внимание тот факт, что из нашего положения в Галактике можно идентифицировать лишь небольшую часть целого), должен работать процесс непрерывного пополнения их запаса. Астрономы не способны обнаружить такой процесс. Как и другие представители человеческой расы, они неохотно признают, что зашли в тупик. Поэтому нынешняя тенденция – рассеянные звездные скопления должны создаваться посредством процесса формирования звезд, который, по их мнению, имеет место в плотных пылевых облаках. Если в таких облаках сила сцепления достаточно велика для формирования скопления, она определенно достаточно сильна, чтобы удерживать его. То есть наблюдаемое расширение противоречит гипотезе формирования местоположений недавно появившихся скоплений.

Конечно, мыслимо, что некоторые скопления, сформировавшиеся при определенных благоприятных условиях, могли бы позже столкнуться с обстоятельствами, вынудившими их распасться, но распадаются все рассеянные звездные скопления; и астрономической теории следует объяснить этот факт. В диапазоне между шаровыми рассеянными скоплениями и множественными звездными системами отсутствует устойчивая звездная совокупность. Если встретиться с проблемой лицом к лицу, ясно, что условия в галактике благоприятствуют распаду скоплений, хотя уже имеющиеся скопления сформировались в условиях, благоприятных для формирования.

Астрономы, не желающие встречаться с проблемой лицом к лицу, осознают, что современная теория неудовлетворительно отвечает на проблему, вопреки широкому диапазону исследованных возможностей. Бок и Бок, какое-то время обсуждавшие этот вопрос, пришли к выводу, что, по крайней мере, некоторые классы скоплений не восстанавливаются. Самые заметные скопления – Плеяды, Гиады и так далее – распадаются; и авторы говорят: “Представляются, другие не торопятся занять их место”. Они считают, что “рассеянные звездные скопления со звездами спектров класса А и далее… могут быть исчезающими видами”.[53] 

Очевидный ответ нельзя полностью игнорировать. Бок и Бок признают, что “кое-кто мог бы поддаться искушению и думать об исчезающих шаровых рассеянных скоплениях как о возможном будущем скоплений подобных Плеядам”, но поскольку это конфликтует с превалирующими идеями в связи с направлением эволюции звезд, они сопротивляются искушению и отвергают идею как невероятную. И здесь, вновь, следует поддержать допущение физиков о природе процесса генерирования энергии, какую бы цену не пришлось заплатить за это астрономии. Они выдвигают два довода. Первый – “покажите, что это невозможно”, что спектральные изменения, требовавшиеся для перехода от шаровых скоплений к скоплениям типа Плеяд, невозможны. Второй – “скорость испарения шаровых звездных скоплений слишком медленная”. Первый из доводов – это просто еще один переворот с ног на голову эволюционной последовательности, которую приняли астрономы, дабы приспособиться к допущениям физиков. Как уже объяснялось, эволюционный путь всех звезд – от шарового скопления до главной последовательности, а не наоборот. Все шаровые скопления, которым не удалось войти в Галактику, медленно не усыхали из-за испарения, они быстро разрывались на части вращением галактического диска. Фрагмент информации, ускользнувший от взгляда астрономов на ситуацию, - наличие межзвездной силы равновесия, придающей совокупности звезд физические характеристики вязкой жидкости. Вхождение скопления в галактику физически похоже на соударение двух жидких совокупностей. Все элементы проблемы становятся на место, если рассматриваются в свете теории вселенной движения.

Вывод о происхождении рассеянных звездных скоплений, сделанный на основе этой теории, подкрепляется доступными данными о свойствах таких звездных групп. Одно из свойств – плотность группы. Любая гравитационно связанная группа звезд обладает плотностью большей, чем плотность звездного поля в ее окружении. И поскольку совокупность звезд в галактике обладает характеристиками жидкости, звездная группа с плотностью, превышающей плотность звездного поля, будет двигаться в направлении плоскости Галактики. Это необходимое следствие гравитационной разницы, и нисхождение будет иметь место независимо от природы влияний, ответственных за разделение между звездными полями, и от того, входят ли скопления в Галактику (как утверждает теория вселенной движения) или появляются где-то внутри этой структуры (в соответствие с современной астрономической теорией). Даже самые неплотные “объединения” принимают участие в реагировании на гравитационную разницу.[54]

Поскольку скопления являются свободно падающими объектами, те, что находятся выше плоскости Галактики, в среднем моложе находящихся ниже. Одно из самых заметных скоплений более высокого класса – М 67 – находится на расстоянии около 440 парсек над плоскостью. Другая крайность – объекты, такие как двойное скопление в Персее, пребывающее в непосредственной близости от плоскости. Из относительных местонахождений двух классов следует, что скопление класса М 67 моложе, а скопления класса Персей старше.

Вывод, сделанный на основе соотношения местонахождения с плотностью скопления подтверждается непосредственным наблюдением изменений плотности. До тех пор пока скопления расширяются, с возрастом их плотности понижаются. Хотя плотность любого отдельного скопления может отражать конкретные условия его формирования, средняя плотность скоплений каждого класса в основном должна зависеть от степени происходящего расширения. Отсюда следует, что скопления с более высокой средней плотностью моложе, а с более низкой – старше. Исследования показали, что скопления класса М 67 имеют более высокую среднюю плотность.[55] Поэтому это молодые скопления, а скопления класса Персея относительно старше – тот же самый вывод, к которому мы пришли, рассматривая местонахождения выше плоскости Галактики. Оба указателя относительного возраста являются наблюдаемыми свойствами скоплений и не зависят от астрономической теории, в контексте которой они рассматриваются. Тогда в данном случае у нас имеется нечто, очень редкое в астрономии – непосредственное указание наблюдения на направление эволюции.

Здесь у нас есть положительное доказательство, что звезды главной последовательности старше, чем звезды типа шаровых звездных скоплений (типа, из которого состоит М 67). Это опровергает базовую предпосылку, на которой покоится современная теория эволюции звезд. Она допускает, что звезды верхнего сегмента главной последовательности обязательно молодые, поскольку у них запас водорода для производства энергии будет исчерпан за относительно короткий промежуток времени. Доказательство, что это звезды не молодые, сейчас возвращает все на круги своя. Демонстрируемый факт, что они являются относительно старыми звездами, указывает на то, что водород – не звездное топливо.

Прибавляя данное свидетельство ко многим уже упомянутым, сейчас у нас есть правильное определение направления эволюции звезд в шаровых и рассеянных звездных скоплениях. А путем дальнейшего расширения мы получаем направление эволюции звезд в целом. Чтобы увидеть, как эта информация укладывается в теоретическую картину, мы вернемся к рассмотрению эволюции звезд в скоплениях.

Поскольку остатки распавшихся звезд и галактик рассеиваются во всем пространстве, и атомы материи непрерывно строятся в пространстве из продуктов распада космических лучей, всегда имеется минимальное количество материала, который можно нарастить в любом окружении, где может находиться звезда. Сразу же после формирования звезды шарового скопления путем уплотнения части протоскопления, такая скудная диета, состоящая из примитивного материала и построения атома внутри него, - это все, что доступно для роста. И эволюция звездной структуры соответственно медленная. Следовательно, звезды шаровых звездных скоплений пребывают на ранней стадии развития. Кроме нескольких бродяг из более старых систем, внедрившихся в период формирования скопления, отдаленные скопления содержат лишь звезды Класса 1: инфракрасные звезды, красные гиганты, субгиганты, долговременные переменные Класса 1, переменные RR Лиры и связанные с ними типы. Также сюда входят скопления, расположенные ближе к Галактике и некоторые звезды Класса 1В нижних сегментов главной последовательности.

Как отмечалось в главе 4, диаграмма ЦВ рисует картину самых значимых изменений, происходящих в составе звезд шаровых звездных скоплений. Первая стадия их эволюции, после того, как они становятся наблюдаемыми в области О диаграммы, - это сжатие под влиянием комбинации гравитационных сил самой звезды и скопления в целом. Для каждой звезды этот период заканчивается, когда она достигает гравитационного равновесия на линии ВС, главной последовательности. Таким образом, пути OAB и OAC на диаграмме ЦВ для M 3 – это пути, которым следуют звезды данного скопления на протяжении всего процесса формирования. Месторасположения на пути представляют собой то, что мы можем назвать эволюционными возрастами. Звезда А в положении В или С прошла всю длину пути OAB или OAC.

Хотя общеизвестной практикой является рассматривать дозвездную совокупность как пылевое облако, на самом деле это облако газа с небольшим содержанием пыли. Поэтому физический аспект эволюции вновь сформированных звезд определяется поведением изолированной газообразной совокупности, подвергающейся непрерывному повышению температуры и давления под влиянием гравитационных сил. Поскольку к тому моменту, когда давление достигает значительных уровней, материя звезды пребывает выше критической температуры, допускается, что структура звезды газообразная. Как говорится в одном из учебников: “Поскольку Солнце (звезда) горячее во всем своем объеме, вся его материя должна пребывать в газообразном состоянии”.[56]

Данное утверждение правомочно на основе традиционного определения газообразного состояния – состояния, лишенного предела плотности. Но исследование, на котором основывается эта работа (см. том II), показало, что такое определение ведет к некоторым ошибочным выводам. А именно, оно приводит к выводу, что вся материя выше критической температуры подчиняется законам газа, общему уравнению газа PV = RT и выведенным из него соотношениям. Это не так. На самом деле, эти законы не распространяются на всю материю в целом. Они распространяются только на пустое пространство между атомами или молекулами газа. При очень низкой плотности, согласно измерениям, объем газообразной совокупности состоит почти полностью из пустого пространства, следовательно, законы газа применимы. Как только плотность повышается до положения, когда объем, занимаемый частицами материи, начинает составлять ощутимую пропорцию в целом, следует проводить коррекцию отклонения объема от “идеального газа” (пустого пространства). Дальнейшее повышение плотности подводит совокупность к критической точке, когда объектом коррекции становится весь объем; то есть пустое пространство полностью убирается. Теперь совокупность становится конденсированным газом.

Традиционная физика не имеет теоретически выведенных соотношений, из которых можно было бы вычислить величины разных свойств газовых совокупностей при высоких давлениях, и надеется лишь на эмпирические соотношения для этой цели. Поэтому существование третьего конденсированного состояния материи не выявлялось до развития теории вселенной движения. В свете этой теории существование конденсированного состояния газа является обязательным следствием природы физического состояния. В газообразном состоянии индивидуальные единицы – атомы или молекулы – разделены более чем одной единицей пространства и, следовательно, движутся свободно как независимые частицы. В конденсированных состояниях – твердом, жидком и конденсированного газа – разделение уменьшается до эквивалента менее одной единицы пространства (введением времени). Тогда отдельные частицы занимают фиксированное (твердое) состояние или пространственно ограниченные (жидкие и конденсированный газ) положения, в которых они подчиняются ряду других соотношений, отличных от законов газа. Например, как указывалось в томе 2, объем твердой совокупности обратно пропорционален квадратному корню общего давления, включая внутренне давление, а не обратно пропорционален внешнему давлению, как в газообразных состояниях.

Изучение соотношений объема, выполненное в ходе исследования, на котором базируется данная работа, показало, что переход к конденсированному газу имеет место в диапазоне температуры и давления, предложенном по большей части экспериментами, о которых сообщалось в научной литературе. Например, применение теоретических соотношений к данным, связанным с объемом воды при температуре 1.000°С, указывает на то, что переход от газообразного состояния к состояния конденсированного газа начинается при давлении приблизительно 600 атмосфер и заканчивается около 3.000 атмосфер. Выше этого уровня объем конденсированного газа можно вычислить с помощью соотношений, применяющихся для жидкого состояния. Конечно, температуры звезд намного выше, как и давления; и оба состояния газа (газообразное и конденсированное) существуют при температуре и давлении звезд – факт, имеющий важное касательство к эволюционному паттерну звезд.

Одно важное свойство, присущее всем конденсированным состояниям, таково. Совокупность, пребывающая в любом из этих состояний, имеет определенную поверхность. Это не относится к облаку газа. Такая совокупность просто истончается соответственно радиальному расстоянию до тех пор, пока не достигает плотности окружающей среды. Это положение обычно признается в случае звездных совокупностей и галактик, являющихся структурами того же вида и отличающихся лишь тем, что их составляющими являются звезды, а не частицы. Хорошо известен тот факт, что, согласно наблюдениям, размеры данных объектов зависят от ограниченной величины, полученной посредством наблюдений. Но соответствующие феномены в звездах, если вообще распознаются, не рассматриваются в астрономической литературе. Бесспорно, это происходит, по крайней мере, частично, из-за трудностей наблюдения. Размеры звезд класса пылевых облаков можно наблюдать лишь с помощью специальных техник ограниченного применения (таких как метод интерференции) или в особых обстоятельствах (таких как переменные звезды эклиптики). При этом отсутствие поверхностей не очевидно для привлечения внимания. Единственная звезда, доступная наблюдению, Солнце, принадлежит к другому классу звезд, имеющих определенные поверхности.

Конденсация облака газа и пыли под влиянием гравитационных сил – процесс равновесия; не статического равновесия как у звезд главной последовательности, где переменные реагируют так для поддержания постоянных соотношений, а динамического равновесия, где взаимодействия между переменными сохраняют постоянный паттерн изменения в своих соотношениях. Соответственно, все облака, конденсирующиеся в звезды, следуют одинаковому эволюционному пути, отличаясь лишь скоростью прохождения этого пути. На любой данной стадии процесса сжатия на линии ОА на диаграмме ЦВ все звезды имеют одинаковую действующую массу и объем (кроме изменений, ответственных за ширину линии), независимо от размера облаков пыли, из которых они вытягивают свой материал.

В первой части эволюционного пути, продолжающееся сжатие звездной совокупности возможно лишь с помощью гравитационного влияния скопления в целом, поскольку этот ранний тип звезды не является самогравитирующим объектом. Однако как указывалось в предыдущем обсуждении, по мере уплотнения звезды ее гравитационные силы растут, и в определенном положении, указанном точкой А на диаграмме ЦВ (Рис. 3) звезда достигает критической плотности и становится самогравитирующей, то есть способной к дальнейшему сжатию до состояния гравитационной стабильности без внешней помощи. За пределами точки критической плотности два процесса (изначальный процесс роста и самогравитация) соперничают между собой. Результат зависит от относительной быстроты процессов.

Если рост звезды происходит непрерывно от величины частицы, без преимущества любого гравитационно стабильного ядра, содержимое родительского пылевого облака практически истощается к тому времени, когда звезда достигает критической плотности в точке А. В данном событии самогравитация, начавшаяся в точке А, растет с более высокой скоростью, чем рост посредством приращений. Тогда звезда выталкивается из окружения и движется прямо вниз диаграммы по линии АВ – линии постоянной массы.

Если у звезды имелся досуществующий фрагмент в виде ядра, рост по линии ОАС может продолжаться. Как отмечалось в главе 4, наличие хотя бы очень маленького фрагмента в качестве ядра для конденсации дает звезде большое преимущество над большинством звезд, вынужденных начинаться с частицы. Благодаря намного большему количеству пыли и газа, над которым они могут устанавливать гравитационный контроль, звезды, имеющие центральное ядро, могут следовать линии АС все время до точки С или, по крайней мере, до близости с этой точкой. В одних случаях имеется тенденция к тому, что наблюдаемые пути будут изгибаться вниз  сразу же перед точкой С, указывая на то, что материал для роста исчерпан. В других случаях вблизи точки С имеется тенденция изгибания вверх. Бесспорно, это происходит за счет ускоренного наращивания из благоприятного окружения.

Ввиду того, что природа процесса, посредством которого сформировалось первичное облако материи, как описывалось в главе 1, создает, по существу, одинаковые исходные условия в каждом скоплении, состояния равновесия практически одинаковы для всех скоплений. Отсюда следует, что критические точки А и С на линии ОАС одинаковы для всех скоплений. Конечно, вывод относится к истинным величинам – абсолютным величинам. Но для астрономов оценка абсолютных величин – вопрос значительной степени неопределенности. Поэтому для нынешних целей представляется полезным иметь дело с наблюдаемыми величинами, пользуясь в качестве точки отсчета наблюдаемой величиной в некоем неопределенном положении в каждой диаграмме. Итоговая диаграмма идентична той, которая создается в результате использования корректных абсолютных величин, за исключением того, что ось величины сдвигается на количество, отражающее влияние расстояния и затемнения.

Кроме эволюционного развития имеются и несколько других факторов (например, химический состав), влияющих на переменные, представленные на диаграмме ЦВ. И эти факторы, наряду с наблюдаемыми неопределенностями, приводят к довольно широкому разнообразию эволюционных путей. Но помимо этих влияний вышеупомянутые теоретические выводы указывают на то, что верхние сегменты всех диаграмм ЦВ шаровых звездных скоплений были бы идентичными по мере дальнейшей эволюции каждого скопления.

Рисунок 9 демонстрирует теоретический паттерн, которому следуют шесть самых выдающихся шаровых звездных скоплений. Выделенные линии на диаграмме каждого скопления показывают наблюдаемые положения. Границы  областей определены проверкой диаграмм, опубликованных в астрономической литературе. Большая точность возможна, но на это потребовались бы время и усилие, не оправданные целями предварительного обзора ситуации.

Теоретические линии эволюции, диагональные линии на диаграмме, одинаковы для всех скоплений, за исключением того, что в каждом случае точка отсчета определяется масштабом. Поэтому различия в длинах и наклонах линий между отдельными диаграммами возникают из-за разницы масштабов оригинальных диаграмм, из которых взяты данные. Верхняя из трех точек на каждой линии – точка отсчета. В данном томе в большинстве диаграмм ЦВ за точку отсчета принимается точка, соответствующая показателю цвета B-V 1,4, поскольку обычно она четко определялась наблюдениями. Но там, где точка 1,4 неопределенная, она заменяется лучше определенным положением. Диаграммы показывают: Если положение точки отсчета принимается так, чтобы представлять абсолютную величину светимости, тогда точки А и В на линии ОАС, как уже определялось, имеют корректную теоретическую связь с опорной величиной в пределах точности представления. Некоторые эволюционные пути имеют тенденцию отклоняться от теоретической линии, приближаясь к главной последовательности в точке С, но отклонение пребывает в пределах уже упомянутых процессов как применимое в данном регионе.

Соображения, применяющиеся к верхнему сегменту диаграммы, линия ОАС, одинаково применяются к нижним сегмента, линии АВ, и существенной части главной последовательности, определенной наблюдениями только для ограниченного количества скоплений. Из этого следует: Если положение любой одной точки определяется вышеописанным образом, паттерн М 3 можно применить к определению всего теоретического паттерна любого шарового звездного скопления. Именно так получены диаграммы ЦВ для двух скоплений, показанные на Рисунке 10. Эти скопления явно подтверждают теоретический паттерн.

Да, на линии АВ имеется значимая изменчивость, но она легко понимается как результат расширения и сжатия скопления во время путешествия к галактике. Как объяснялось в главе 3, по мере приближения к галактике скопление подвергается существенной потере звезд за счет разных гравитационных влияний. Потери меняют равновесие в скоплении и вызывают колебания плотности. Изменения плотности скопления влияют на давление, оказываемое на отдельные звезды гравитационной силой скопления в целом, передавая колебания плотности звездам. Если скопление и составляющие его звезды расширяются по мере приближения к точке А, сжатие на линии АВ в некоторой степени задерживается, и эволюционный путь отклоняется влево от линии. Когда за фазой расширения цикла плотности следует сжатие, путь отклоняется вправо в каком-то положении ниже линии.  Перед достижением главной последовательности может происходить даже еще одно колебание влево. Как можно видеть на диаграммах, этот циклический эффект сводится к минимуму у М 13, но явно демонстрируется у таких скоплений, как М 3 и М 5.

Сегмент красных гигантов ОА диаграммы ЦВ шаровых звездных скоплений обычно определен хорошо, даже там, где ограниченный объем наблюдений отрезает большинство нижних сегментов диаграммы. Поскольку для создания полной диаграммы Класса 1 требуется лишь одно наблюдаемое положение, и любая точка этого хорошо определенного сегмента гигантов послужит цели, определить теоретическую диаграмму ЦВ для обычного шарового звездного скопления не трудно. Более того, если наблюдения расширяются до главной последовательности точность диаграммы можно проверить наблюдаемыми положениями звезд главной последовательности. Таким образом, как указывалось на уже приведенных диаграммах, остается мало сомнений относительно положения эволюционных путей. Неопределенности возникают лишь в случае очень отдаленных скоплений, таких трудно наблюдаемых, что можно идентифицировать только самые сильно светящиеся звезды. Но даже на таких расстояниях диаграммы часто определены хорошо. Например, рисунок 11 демонстрирует отношение между теоретической линией ОАС и наблюдаемыми положениями звезд двух самых отдаленных скоплений, данные о которых доступны. Эти скопления, NGC 6356 и Абелль 4, имеют неверные величины  показателя цвета B-V 1,4, - 16,2 и 18,2 соответственно. Они сравниваются с 12,1 для М 13 и 10,4 для NGC 6397 – самым ближайшим скоплением от Солнца. Светимость самых далеких из этих четырех скоплений меньше, чем светимость самых близких на коэффициент больше, чем 1.000.

Положение, на которое следует указать в связи с эволюционным паттерном шаровых звездных скоплений, таково. Разница в светимости (на логарифмической шкале) между точкой В и точкой А, магнитуды 5,6, вдвое больше разницы между точкой В и точкой С, магнитуды 2,8. Значимость данного соотношения будет обсуждаться в главе 11.

Идентификация паттерна шарового звездного скопления как фиксированного соотношения предлагает простой и потенциально точный метод определения расстояний для скоплений. Поскольку теоретические открытия указывают, что паттерн идентичен для всех скоплений, отсюда следует, что абсолютная величина, соответствующая любому конкретному показателю цвета, одинакова для всех. Как и сам эволюционный паттерн, сейчас мы будем определять эту абсолютную величину эмпирически, но как только мы определим ее для одного скопления, мы сможем пользоваться ею для всех скоплений. Величина 4,6 показателя цвета B-V на главной последовательности была выбрана на основании двух критериев. Во-первых, она согласовывается с ныне принятыми величинами, применимыми к самым ближайшим скоплениям, расположенным наиболее благоприятно для точного наблюдения. Во-вторых, эта величина так же практически усреднена, как и величины, предложенные У. И. Харрисом для длинного перечня скоплений.[57] Предварительно сообщенные величины из наблюдения в среднем близки к корректной величине, если отсутствуют систематические ошибки, даже хотя диапазон ошибок признается довольно широким. В таблице II модули расстояния (разницы между абсолютными и видимыми величинами), вычисленные на основе 4,6, сравниваются с величинами, приведенными Харрисом. Также включено и несколько далеких скоплений, не приведенных Харрисом. Для читателей, плохо знакомых с системой величин астрономии,  в последней колонке таблицы расстояния выражаются в терминах световых лет.

В данной работе потенциальная точность метода достигается не полностью из-за упомянутой ранее приблизительной природы процесса, работающего в идентификации точки отсчета каждого скопления. Но даже в таком виде более половины величин, вычисленных на этой основе в ходе настоящего изучения, согласуются с величинами Харриса в пределах оценки диапазона вероятной ошибки. Большинство наблюдателей не уточняют, корректны ли величины, показанные на их диаграммах, для покраснения из-за пыли на линии путешествия излучения. Теоретические расстояния в таблице вычислены из допущения, что подобная коррекция не применялась к точкам на графике. Если они некорректны в любом конкретном случае, вычисленное расстояние следует надлежащим образом модифицировать.

Главная последовательность, определенная астрономами,[58] имеет абсолютную величину около 3,8 при показателе цвета B-V 0,4. Это помещает величины 0,8 выше положения, полученного для шаровых звездных скоплений на основе изучения диаграмм ЦВ. Значение этой разницы будет обсуждаться позже.

Эволюционный возраст каждого скопления указывается его положением на диаграмме ЦВ. Средний диапазон от самых ранних до самых поздних типов звезды в скоплении остается одним и тем же. Но положения от ближнего края возрастной последовательности (положение самых продвинутых звезд) до заднего края (положение наименее продвинутых звезд) сдвигаются вперед. Барт Дж. Бок сообщает, что ветвь диаграммы скопления Омега Центавра, занятая красными гигантами, “необычно длинна”, и что “данные не раскрывают полной степени главной последовательности”. [ [59] Он приписывает длину ветви гигантов высокой степени вариабельности в содержании металла. Однако наш анализ показывает, что обе характеристики диаграммы, упомянутые Боком, являются аспектами одного и того же. Например, они указывают, что с эволюционной точки зрения Омега Центавра не настолько продвинута, как скопление М 13. В скоплении Омега Центавра имеются звезды, моложе (то есть, расположенные дальше справа на диаграмме ЦВ), чем самые молодые звезды в М 13, хотя не достаточно звезд достигло главной последовательности, чтобы придать этому скоплению популяцию главной последовательности, сравнимую с популяцией М 13.

Таблица II

Расстояния – Шаровые звездные скопления

Модули расстояния

Скопление

Покраснение

Харрис

Этот труд

Расстояние (световые годы)

Абелль

 

 

20,2

357.000

Паломар

 

 

20,0

326.000

NGC 6256

 

 

19,2

225.000

Крон 3

 

 

18,8

188.000

NGC 6356

0,21

17,07

18,0

130.000

M 14

0,58

16,9

17,7

113.000

Паломар

 

 

17,2

90.000

NGC 6235

0,38

16,6

16,4

62.000

NGC 6144

0,36

15,6

15,8

47.000

NGC 1851

0,07

15,4

15,8

47.000

NGC 6535

0,36

16,1

15,6

43.000

NGC 6535

0,36

16,1

15,6

43.000

M 79

0,00

15,65

15,3

37.000

NGC 5053

0,03

16,00

15,3

37.500

NGC 288

0,00

14,70

14,9

31.000

M 68

0,03

15,01

14,7

28.000

M 15

0,07

15,26

14,6

27.000

M 3

0,00

15,00

14,6

27.000

M 30

0,01

14,60

14,5

26.000

M 5

0,07

14,51

14,4

26.000

M 2

0,19

14,30

14,3

23.500

Омега Центавра

0,11

13,92

14,3

23.500

47 Тук

0,04

13,46

14,2

22.500

M 71

0,28

13,90

14,1

21.500

NGC 3201

0,28

14,15

14,1

21.500

M 13

0,02

14,35

14,1

21.500

M 22

0,35

13,55

13,9

19.700

M 92

0,01

14,50

13,9

19.700

M 55

0,07

14,00

13,9

19.000

M 4

0,01

13,20

13,1

14.300

NGC 6752

0,01

13,20

13,1

13.700

NGC 6397

0,13

13,30

12,30

9.400

Эволюционный возраст материи, из которой состоят звезды скопления, конечно, связан с возрастом скопления, но сами возрасты могут не совпадать. Хронологический возраст материи включает не только время, проведенное на стадии звездного скопления, но и время, проведенное на стадии разброса, предшествующей конденсации в звезду. Это вопрос значительного разнообразия. Более того, бывают обстоятельства, когда эволюция материи происходит намного быстрее, чем эволюция скопления. Следовательно, хотя более старые скопления, в общем, состоят из более старой материи, прямой связи здесь нет. Некоторые примеры ускоренной эволюции материи в скоплении будут исследоваться в главе 9.

Вопрос возраста шаровых звездных скоплений привлекал большое внимание астрономов, потому что они допускали, что такие скопления формировались в относительно короткое время после Большого Взрыва, в результате которого, как ныне считает большинство астрономов, появилась вселенная. На этом основании, как указывает Бок в недавней дискуссии на эту тему, “скопления представляются самыми старыми объектами в Галактике Млечный Путь”.[60] Но принято считать, что концентрация “металлов” (тяжелых элементов) в астрономическом объекте является указателем на возраст. И, как сообщает Бок, в металлическом содержимом скоплений имеются различия, “подвергающие опасности” нынешнюю теорию их формирования. Одни скопления, особенно самые удаленные от галактического центра, относительно бедны металлами, другие обладает намного большим содержанием металла. Харрис и Рейсин предлагают оценку ситуации: “Очевидно, максимум [Fe/H] уменьшается грубо линейно с логарифмом R [расстоянием от галактического центра], вплоть до 100 килопарсек”.[61] 

Многие астрономы начинают осознавать, что радиальная зависимость возрастов скоплений, основанная на изобилии металлов, не соответствует современной астрономической теории. Например, Бок признает, что здесь что-то не так. И выражает это весьма прямолинейно: “Разброс возраста шаровых звездных скоплений конфликтует с нынешними моделями развития Галактики”.[62]

Наши открытия состоят в следующем. Почти все выводы в этой сфере, сделанные на основе нынешней астрономической теории, неверны, либо в целом, либо частично. На первый взгляд непохоже, что совершены такие крупномасштабные ошибки, но реальность такова, что это неминуемый результат способа, посредством которого делаются астрономические выводы при нынешних условиях, когда отсутствует общая теоретическая структура, связывающая воедино разные астрономические сферы. При отсутствии ограничений, накладываемых такой общей структурой, ложные теории и ложные трактовки наблюдений усиливают друг друга и сопротивляются коррекции. В рассматриваемом случае ложная теория генерации звездной энергии, ложная теория возникновения вселенной и ложная теория эволюции звезд взаимно поддерживают друг друга и неверную интерпретацию места шаровых звездных скоплений в астрономической картине.

Постепенное (одно за другим) исправление неприемлемо, поскольку изменение лишь в одной из ошибочных гипотез вносит очевидные противоречия в те, которые она поддерживает. Все основные ошибки, связанные с проблемой, следует исправить одновременно, чтобы прийти к согласованной системе мысли. Это и есть цель настоящей работы.


[53] Bok and Bok. The Milky Way, 4th edition, Harvard University Press, 1974, p. 249.

[54] Shklovskii, I. S., op. cit., p. 112.

[55] Struve, Otto, Sky and Telescope, Apr. 1960.

[56] Ebbighausen, E. G., op. cit., p. 76.

[57] Harris, W. E., Astronomical Journal, Dec. 1976.

[58] Burbidge, M. and G., Scientific American, June 1961.

[59] Harwit, Martin, Cosmic Discovery, Basic Books, New York, 1981 , p. 57.

[60] Bok, Bart J., Scientific American, Mar. 1981.

[61] Larson, R. B., Nature, Mar. 3, 1972.

[62] Bok, Bart J., Scientific American, Mar. 1981.



Эзотерические консультации он-лайн

Комментарии: (0)   Оценка:
Пока комментариев нет


Все права защищены (с) divinecosmos.e-puzzle.ru

Сайт Дэвида Уилкока

Яндекс.Метрика



Powered by Seditio