Демократия в космосе: Выбираем себе галактики
Надежным основанием любой науки служит четкая, формализованная терминология и классификация объектов, процессов и явлений, с которыми она имеет дело. И астрономия в этом не исключение; вспомним хотя бы горячие споры, развернувшиеся недавно вокруг трактовки понятия «планета» («Война за планеты»): необходимо было хотя бы установить нижнюю и верхнюю границы массы этих тел, но даже этот момент вызвал бурные дебаты. А недавно похожее обсуждение развернулось уже в более крупном масштабе — целых галактик. Прежде всего, на тему о том, как отличить карликовые галактики от очень близких к ним по размерам и структуре звездных скоплений.
Текущее определение карликовых галактик появилось в 1994 г. и исходит из светимости и размеров этих тел. Установлены определенные пороговые значения их яркости, а размеры должны быть «более протяженными, чем у шарового скопления». Все ниже этого уровня считается скоплениями, хотя в последнее время для некоторых из немного меньших объектов применяют еще неустоявшийся термин «галактики-хоббиты». Действительно, с середины 1990-х уже открыто немало галактик, которые находятся либо на самой границе, либо буквально немногим до нее не дотягивают, что существенно размывает такую классификацию. Иногда такие галактики даже имеют общую светимость, меньшую, чем у отдельных крупных и ярких звезд, и массу ниже, чем у крупных скоплений. Словом, уточнения понятия, как говорится, назрело.
За эту задачу взялись австралиец Дункан Форбс (Duncan Forbes) и работающий в Германии чешский профессор Павел Крупа (Pavel Kroupa). В своей недавней публикации (PDF) они рассмотрели различные привычные критерии, по которым характеризуют галактики.
Первым стала гравитационная связанность, которая позволяет исключить из числа галактик некоторые потоки звезд и другие их группы, выброшенные притяжением более массивных тел. Конечно, теория предсказывает, что любая звездная система не может достигнуть полного покоя, некоторые звезды в ней то и дело приобретают «лишнюю» скорость и покидают ее. Но такое состояние, при котором все изменения в распределении звезд и их скоростях являются следствием только непрерывного ухода звезд из системы, считается квазистационарным, а время его достижения — временем релаксации системы. Для рассеянных скоплений время релаксации составляет порядка десятков или сотен миллионов лет, для шаровых скоплений — миллиардов, а галактик — тысяч или десятков тысяч миллиардов лет. Как легко увидеть, критерий здесь такой: время релаксации галактики превышает время существования Вселенной. Форбс и Крупа показали, что данный критерий позволяет включить в число галактик некоторые слишком карликовые из них — но также он соблюдается и для ряда объектов, считающимися не галакиками, а просто крупными шаровыми скоплениями.
Еще один критерий — размеры. Здесь граница установлена на уровне 100 парсек, что отсекает множество карликовых галактик, а значит, и он не идеален. Третьим критерием считается само звездное население — типы звезд, входящих в объект, их возраст и размеры, что существенно определяется предыдущей эволюцией самого объекта. К примеру, звездные скопления формируются в ходе единого, целостного по сути шага объединения, тогда как галактики имеют собственные внутренние резервы, позволяющие звездам не только стареть и умирать, но и рождаться снова. Многие галактики содержат звезды разных поколений, что может послужить еще одним критерием. По данным Форбса и Крупы, этот критерий также не идеален, поскольку он позволяет включить карликовые галактики, а заодно и некоторые особенно крупные шаровые скопления. Некоторые из них, находящиеся прямо в пределах нашего Млечного Пути, также являются центрами звездообразования, но не может же быть много галактик внутри других галактик?..
Четвертый критерий — темная материя. Сегодня считается, что галактики образуются под ее непосредственным контролем, внутри простирающегося на еще более огромные расстояния «гало» темной материи. В некоторых галактиках ее содержание достигает 90% по массе — но и этот критерий соблюдается не всегда. Некоторые карликовые, по всем основным параметрам вполне полноценные галактики, могут не содержать темной материи вовсе. Либо мы пока не можем ее детектировать для них — в конце концов, измерение массы темной материи в далекой небольшой галактике — задача не самая простая.
Наконец, существует критерий еще один, и еще более спорный. Это — наличие звездных систем-сателлитов, каковыми могут выступать карликовые галактики и просто галактики, и различные звездные скопления. Но и этот показатель, как показали Форбс и Крупа, не абсолютен; не все галактики имеют таких спутников.
В конце концов, авторы обзора решили прислушаться к «гласу народа», точнее говоря — своих коллег-астрономов. Быть может, действительно, сформированное общим трудом мнение позволит выделить главные критерии и отказаться от несущественных. Они открыли онлайн-голосование, результаты которого будут представлены через некоторое время. Кажется, это не слишком распространенный в науке случай, когда вопрос решается простым большинством голосов.
По публикации Universe Today