В галактической группе NGC 7317-7320 две галактики (см. в центре) уже слились друг с другом.
Скоро к ним присоединится и третья (см. слева вверху). Четвертая галактика (см. слева внизу), на самом деле, очень удалена от остальных.
Долгое время считалось, что Млечный Путь формировался постепенно. Этот процесс напоминал зарождение звезды, только масштабы его были совсем другими. Громадное газопылевое облако медленно стягивалось и, наконец, сплющившись, образовало диск. Если оно было неподвижно, галактика получалась эллиптической. Если вращалось, то возникала спиральная галактика. Однако эта расхожая теория не могла объяснить ни нынешнюю форму Млечного Пути, ни его стабильность.
Еще в семидесятые годы сотрудники НАСА братья Алар и Юри Тоомре, имитируя зарождение эллиптической галактики на компьютере, убедились, что та может возникнуть лишь при слиянии двух или нескольких галактических спиралей. В 1978 году астрономы предложили другую модель – «иерархическую». Согласно ей, в космосе сперва скапливаются небольшие группки звезд. Они сталкиваются друг с другом и. деформируясь, сливаются. Так, исподволь, возникают крупные звездные системы. Позднее, под действием гравитации, отдельн ы е гала кти ки сбли жаются друг с другом, тоже образуя скопления. Процесс этот астрономы в шутку называют «галактическим каннибализмом». Уже на ранней стадии мироздания он определял дальнейшую эволюцию галактик. Да и сейчас внутри этих звездных систем сплошь и рядом встречаются два ядра, а то и более. Это лишний раз подчеркивает прожорливость галактик.
В конце концов, после череды ударов и слияний образовалась наша родная Галактика, внушительная даже по космическим меркам. Ведь она содержит более двухсот миллиардов звезд, а диаметр ее достигает ста тысяч световых лет. Итак, Млечный Путь – это плод космических катаклизмов, продукт столкновений галактик!
Таких «бьющихся лбами» галактик считать – не пересчитать. Неужели космические просторы так тесны, что галактики, словно автомобили, мчащиеся в час пик, то и дело натыкаются друг на друга, переплетаясь, перемешиваясь. сливаясь? Что мешает им разойтись? Как ни странно, громадные звезды ведут себя так же, как люди или жалкие мошки. Они сплошь и рядом сбиваются в стаи, кучи, рои. Они постоянно образуют скопления. Заброшенные в бескрайнюю космическую даль, они жмутся друг к другу, как перепуганные агнцы. 1алактики тоже образуют скопления, а не рассеиваются равномерно по всей Вселенной. Так, в окрестностях нашего Млечного Пути расположено еше около сорока галактик. Они образуют Местную группу. Лишь две из этих галактик – наша и туманность Андромеды – действительно велики. Остальные – небольшие коалиции звезд – прочно удерживаются вокруг этого ядра силами гравитации.
Вообще, как показывают расчеты, более 90 процентов всех галактик входят в какие-либо скопления. Эти системы являются, наверное, самыми устойчивыми объектами Вселенной. Тем не менее их история – это перечень столкновений.
Пять миллиардов лет назад, когда наша Солнечная система только формировалась. группа галактик, – словно стая птиц, оказавшихся на пути самолета, – врезалась в соседнюю нам туманность Андромеды и деформировала ее. Удар был таким мощным, что несколько галактик, прежде сплоченных вокруг этой туманности, сразу отлетели прочь. Среди них были Магеллановы облака, которые теперь постепенно приближаются к Млечному Пути. Что касается «напавших» галактик, то одни были поглощены туманностью Андромеды, другие унеслись за пределы нашей Местной группы.
В память об этом давнем столкновении туманность Андромеды носит теперь в себе два ядра: одно – свое и одно – чужеродное, то есть поглощенную когда-то галактику. Астрономы сумели вычислить скорость звездных скоплений, уцелевших после этого катаклизма, и, проследив за предыдущими их перемещениями, восстановили картину случившегося. Сделать это им помогло «красное смещение» – смешение линий в сторону длинноволновой части спектра той или иной галактики.
После появления телескопа Хаббла астрономы могли воочию наблюдать за столкновениями далеких галактик. Подобные катаклизмы случаются с любыми из них: спиральными, эллиптическими, неправильными, стоит лишь им неосторожно сблизиться. В одних случаях галактики лишь задевают друг друга вскользь, в других следуют лобовые удары, решительно меняющие облик обоих объектов. Во время этой катастрофы выделяются громадные количества энергии; перемещаются массы, которые даже трудно себе вообразить.
Что же происходит, когда сталкиваются две гигантские галактики, насчитывающие сотни миллионов звезд? Событие это не похоже на удар метеорита о Землю. Галактика – вовсе не твердое тело, всей своей поверхностью бьющееся о встречный объект. Она, скорее, напоминает стаю рыб или птиц, летяще-плывущих в одном и том же направлении, но предпочитающих держаться на огромном расстоянии друг от друга. Звезды одной из галактик легко просачиваются мимо плывущих навстречу звезд, словно мальки, снующие сквозь ячейки невода. Даже если они столкнутся, соседние «рыбозвезды» этого не заметят. Лишь взбаламутится вода, то есть газопылевые массы, разделяющие их. Последствия именно этого события будут катастрофическими.
Обширные массы межзвездного газа, мчащиеся с огромной скоростью навстречу друг другу, нагреются и вспыхнут после соударения. В их гуще начнется термоядерная реакция. Образуются новые звезды. Они станут исчисляться тысячами, а то и сотнями тысяч. Их раскаленные массы будут излучать яркий голубой свет.
Столкновение галактик – длительный процесс. Понять его поможет лишь компьютер.
Мы приводим модель бокового столкновения миниатюрной галактики NGC 5195 и большой галактики М 51, расположенной в тринадцати миллионах световых лет от нас в созвездии Готих Псов. Обе галактики сильно деформировались, но не слились.
Итак, сближение галактик вовсе не приводит к многочисленным столкновениям звезд, крошащим их как фарфоровую посуду. Расстояния между звездами в сотни миллионов раз превышают диаметр самих светил. Скорее столкнутся две мухи, летящие одна по Москве, другая – по Буэнос- Айресу. В то же время расстояния между отдельными галактиками внутри скоплений всего в десятки или сотни раз превышают диаметр этих галактик. Значит, сшибки между ними неизбежны. В далеком прошлом они случались еще чаще, чем теперь, потому что размеры Вселенной были меньше и галактики располагались еще ближе друг к другу.
Когда две галактики сближаются, их отдельные части, повинуясь гравитации, выпячиваются далеко в космическое пространство, напоминая лапы какого-то многоногого животного. Столкнувшиеся галактики словно бы ползут по космосу, осторожно перебирая своими длинными, тонкими ногами. Они напирают друг на друга. В очаге их коллизии пылают бессчетные массы газа. Среди этого пламени рождаются все новые звезды.
В принципе, судьба столкнувшихся галактик зависит не только от их геометрии, но и от скорости, с которой они сближаются. При двухстах километрах в секунду они сливаются друг с другом. Если их относительная скорость достигает 600 километров в секунду, то галактики после своего рандеву отскакивают назад, как мяч, налетевший на стену. Когда скорость превышает 1000 километров в секунду, удар оказывается таким мошным, что во все стороны, словно брызги, летят обломки галактик. Впрочем, чаще всего подобные обломки, удержанные силой гравитации, повисают возле родных галактик, напоминая то антенны, то усики насекомых, то хвостики животных.