Звездный поток
На первом фото — галактика NGC 5907, известная также под названиями «Щепка» или «Лезвие ножа». Она находится примерно в 50 миллионах световых лет от Земли в направлении на созвездие Дракон. Снимок был сделан в 2006 году с помощью небольшого телескопа (диаметр зеркала 0,5 м) на автоматизированной обсерватории BlackBird в Нью-Мексико. Настолько глубокое изображение получилось благодаря совмещению множества фотографий, выполненных с длительной экспозицией. На снимке отчетливо видны полупрозрачные петли — шлейф из довольно старых звезд. Этот шлейф называют звездным потоком.
Существует несколько теорий возникновения этого шлейфа, и определить, какая из них правильная, очень трудно, поскольку невозможно измерить движение отдельных звезд. Основная теория предполагает, что около четырех миллиардов лет назад вокруг этой галактики вращалась другая галактика, поменьше. Ее размера и массы было недостаточно, чтобы вызвать серьезную приливную деформацию в галактике NGC 5907, а вот сама она была подвержена серьезному приливному воздействию со стороны своего более крупного соседа. Звезды и газ, более близкие к центру масс системы, притягивались сильнее звезд, расположенных дальше. Таким образом галактика-спутник сначала вытягивалась, а потом и вовсе стала разрушаться, оставляя за собой след из газа и звезд длиной 150 000 световых лет.
Самые близкие к NGC 5907 звезды, двигаясь под действием сил тяготения, разгоняются и «сталкиваются» с ней. Правда, это сложно назвать настоящим столкновением. Некоторые звезды, будучи захваченными притяжением более тяжелых звезд, становятся их частью. Большинство же звезд галактики-соседки практически никак не взаимодействуют со звездами NGC 5907 и проходят ее насквозь, каждый раз начиная движение по новому витку вокруг центра масс системы. Те звезды, которые разогнались на первом витке, улетают дальше, чем те, которые двигались медленнее. Так в результате приливного воздействия продолжается образование шлейфа звезд.
Численное моделирование приливного разрушения карликовой галактики, спутника NGC 5907 с образованием потоков. Анимация с сайта cosmotography.com
Вторая теория предполагает столкновение и слияние с NGC 5907 крупной галактики приблизительно такого же размера, начавшееся семь-восемь миллиардов лет назад. Механизм такой же. Взаимные приливные силы вытягивают из галактик длинные хвосты, а закручивание в петли возникает из-за взаимного вращения вещества галактик вокруг общего центра масс.
Численное моделирование показывает поведение газа и звезд двух сталкивающихся галактик с образованием потоков
Разница между двумя теориями небольшая, но они предсказывают разный конечный результат. Так, согласно первой теории, маленькая галактика должна оставлять после себя небольшое плотное ядро. Но ядро тела, порождающего поток, определить не удается, хотя это можно объяснить тем, что ядро сейчас находится в плоскости галактики.
Согласно второй теории, слияние больших галактик должно сопровождаться более крупными и более хаотическими потоками, а также сама галактика должна иметь более хаотичный вид. Но потоки NGC 5907 выглядят довольно структурированно и имеют аккуратную эллиптическую форму, а сама NGC 5907 представляет из себя классическую спиральную галактику. На самом деле отклонения от стандарта все же есть, и они были обнаружены еще в 1976 году, то есть до открытия потоков. На карте распределения водорода (2 картинка) можно наблюдать отклонение внешней части «водородного диска» этой галактики от ее плоскости.
Это отклонение можно объяснить как слабым приливным влиянием карликового спутника, так и результатом слияния крупных галактик. Вполне возможно, что ядро галактики-спутника сейчас скрывается среди звезд NGC 5907, так что мы просто можем не видеть источник возмущения. К тому же газ и пыль двух галактик гораздо активнее взаимодействуют друг с другом, чем звезды. В месте столкновения потоков газа увеличивается плотность вещества, возникают гравитационные неустойчивости и усиливается процесс звездообразования.
Распределение водорода в галактике NGC 5907. Изображение с сайта ned.ipac.caltech.edu
NGC 5907 долгое время считалась типичным примером изолированной галактики со спиральной структурой. Одна из непопулярных теорий формирования спиральной структуры — взаимодействие нескольких галактик. NGC 5907 часто использовали для объяснения того, почему эта теория не годится: рядом с ней не наблюдали источников притяжения, которые могли бы вызвать возникновение спиралей в соответствии с этой моделью. Сейчас эта теория получает второе дыхание, и кроме того, начинается активный поиск потоков у других изолированных спиральных галактик. В этом сильно помогают любители астрономии. Так как для поиска потоков не требуется исключительно больших телескопов, а только терпение для создания множества одинаковых фото с длинной экспозицией, то искать может практически каждый.
Звездные потоки могут быть хорошим инструментом не только для создания моделей образования галактик, но и для поиска и проверки космологических моделей. С помощью движения звезд в потоках можно гораздо точнее определять параметры распределения темной материи в галактике и в окружающем ее пространстве. В нашей галактике Млечный путь тоже есть потоки, например Магелланов Поток, и выяснение происхождения потоков галактики NGC 5907 поможет раскрыть и их историю.
http://elementy.ru/kartinka_dnya/627/Zvezdnyy_potok_v_galaktike_NGC_5907