Библиотека XXI века (1)

Приходится, следовательно, высматривать сигналы "Внеземного разума" вдоль дуги синхронной окружности перед Солнцем и за Солнцем в галактической плоскости, то есть, между звездными скоплениями Персея и Стрельца, так как там могут находится звезды, которые подобно нашему Солнцу имеют прохождение галактического рукава уже за собой , а теперь -- вместе с нашей системой -двигаются в пустом пространстве между ветвями.

Дальнейшая рефлексия указывает, однако, что те простые статистические рассуждения, которые мы рассматривали, не многого стоят.

Вернемся еще раз к реконструкции история Солнца и его планет. Там, где синхронная окружность пересекает спиральные ветви, они имеют около 300 парсеков толщины. Протосолярное газовое облако, двигаясь по орбите, наклоненной под углом 7-8 градусов к плоскости Галактики, вошло в галактическую ветвь первый раз около 4-9 миллиардов лет тому назад. В течение 300 миллионов лет это облако подвергалось бурным воздействиям при прохождении через всю толщу ветви, а с тех пор как ее покинуло, путешествовало в спокойной пустоте. Это путешествие продолжалось дольше, чем пересечение ветви, потому что синхронная окружность, вблизи которой движется Солнце, пересекает спиральную ветвь под острым углом, вследствие этого дуга солнечной орбиты между ветвями длиннее, чем дуга внутри ветви.

Рис.

а - синхронная окружность,

б - спиральная ветвь,

в - место остаточного заражения радиоактивным йодом и плутонием (I[129], Pu[244]),

г - распад изотопов йода и плутония,

д - возникновение Солнца и остаточное радиоактивное заражение у Сверхновой (Al[26])

Рисунок (согласно Л.С. Морочкину "Природа" No6, Москва 1982) показывает схему нашей Галактики, радиус (дугу) синхронной окружности, а также орбиту, по которой Солнечная система обращается вокруг галактического ядра. Скорость, с которой Солнце вместе с планетами двигается относительно спиральных ветвей, является предметом спора. На представленной схеме наша система прошла уже через обе ветви. Если было так, то первый проход осуществило газово-пылевое облако, которое начало конденсироваться только пересекая другую галактическую ветвь. Альтернатива, либо "мы имеем за собой" один проход, либо два, не является существенной, так как относится ко времени существования облака, то есть тогда, когда оно начало формироваться, а не тогда, когда оно начало подвергаться фрагментации и, тем самым, вошло в стадию астрогенеза. Звезды возникают таким способом и сегодня. Обособленное облако не может сжаться в звезду под действием гравитации, так как сохраняется (в соответствии с законами динамики) момент вращения; облако вращалось бы тем быстрее, чем меньше был бы его радиус. В конце возникла бы звезда, у которой скорость вращения экватора превосходила бы скорость света, что невозможно. Центробежные силы разорвали бы ее намного раньше. Звезды же возникают массами из отдельных фрагментов облака в ходе процессов, сначала медленных, а затем гораздо более бурных. Рассеиваясь во время конденсации, фрагменты облака отбирают у молодых звезд часть их момента вращения. Если говорить о "производительности астрогенеза", как отношения между массой первоначального облака и соответствующей массы возникших из него звезд, то эта производительность окажется небольшой. Галактика является, следовательно, "производителем", поступающим очень расточительно с выходным капиталом материи. Но рассеянные части звездородных облаков, спустя какое-то время, опять начинает сгущаться под действием гравитации, и процесс повторяется.

Не всякий из фрагментов облака, вошедший в конденсацию, ведет себя таким образом. Когда начинается звездородный коллапс, центр облака является более плотным, чем его периферия. Поэтому различаются массы звездородных фрагментов. Они составляют от 2 до 4 солнечных масс в центре и 10 -- 20 на периферии. Из внутренних сгущений могут возникнуть звезды небольшие, долговечные и светящиеся более менее равномерно в течение миллиардов лет. Зато из больших периферийных звезд могут возникнуть Сверхновые, разрываемые мощными взрывами после астрономически короткой жизни.

О том, как начало конденсироваться облако, из которого мы возникли, ничего не известно; можно восстановить только судьбу того локального фрагмента, в котором дошло до возникновения Солнца и планет. Когда этот процесс начался, вспыхнувшая поблизости Сверхновая заразила протосолярное облако своими радиоактивными веществами. Такое заражение произошло по меньшей мере двукратно. Протосолярное облако в первый раз подверглось заражению изотопами йода и плутония, -- вероятно вблизи внутреннего края спиральной ветви -- а во второй раз в глубине спирали другая Сверхновая бомбардировала его радиоактивным изотопом алюминия (на 300 000 000 лет позднее).

Зная время, за которое эти изотопы превращаются за счет распада в другие элементы, можно оценить, когда произошли оба заражения. Короткоживущие изотопы йода и плутония образовали в конце распада стабильный изотоп ксенона, а радиоактивный изотоп алюминия превратился в магний. Эти изотопы ксенона и магния обнаружены в метеоритах нашей системы. Сравнивая эти данные с возрастом земной коры (по времени распада содержащихся в ней долгоживущих изотопов урана и тория), можно приблизительно реконструировать, хотя и не тождественно, сценарий солнечной космогонии. Рисунок отвечает тому сценарию, в котором газовое облако в первый раз прошло через спиральную ветвь 10,5 миллиардов лет тому назад. Его плотность была в то время подкритичной, следовательно, процесс не дошел еще до фрагментации и возникновения сгущений. Это произошло только после входа в следующую ветвь 4,6 миллиарда лет тому назад. На периферии сгущений господствовали условия благоприятные для возникновения Сверхновых, а внутри были условия для меньших звезд типа Солнца. Подвергаясь сжатию и вспышкам Сверхновых, протосолярный сгусток превратился в молодое Солнце с планетами, кометами и метеоритами. Этот космогонический сценарий не свободен от упрощений. Фрагментация газовых облаков происходила случайным образом; через огромные пространства ветвей бегут ударные фронты, вызванные разнообразными катаклизмами; извержения Сверхновых могут содействовать возникновению таких фронтов.

Галактики все еще рождают звезды, потому что Космос, в котором мы живем, хотя и не является, по правде говоря, молодым, но все еще не состарился. Далее, направленный в прошлое расчет показывает, что в конце весь звездородный материал будет исчерпан, а все Галактики подвергнутся радиационному и корпускулярному испарению.

От этой "термодинамической смерти" нас отделяет около 10[100] лет. Значительно раньше (примерно через 10[15] лет) все звезды утратят свои планеты в результате близкого прохождения других звезд. И мертвые, и планеты с жизнью -- все планеты, вытолкнутые со своих орбит сильными пертурбациями, утонут в бесконечном мраке при температуре близкой к абсолютному нулю. Хотя это покажется парадоксальным, легче предвидеть, что случится через 10[15] или 10[100] лет, либо, что происходило в первые минуты ее существования, чем точно реконструировать все этапы солнечной и земной истории. Еще труднее предвидеть, что случится с нашей системой, когда она покинет спокойную пустоту, двигаясь между звездными облаками обеих галактических ветвей -- Персея и Стрельца. Если мы примем, что разница в скорости движения Солнца и спирали равняется 1 км/сек, то в следующий раз мы окажемся в глубине ветви спирали примерно через 500 000 000 лет. Астрофизика поступает, в разделе посвященном космогонии, также, как следствие с уликами. Все, что можно собрать, -- это некоторое число "следов и вещественных доказательств", из которых, как из рассыпанной головоломки (в которой многие части пропали) необходимо построить непротиворечивое целое. Хуже того, оказывается, что из сохранившихся фрагментов можно составить ряд различных узоров. Особенно в интересующем нас случае не все данные можно точно численно определить (например, разницу скоростей обращения Солнца и галактической спирали). Кроме того, сами ветви спирали не такие компактные и не переходят в пустоту так четко и правильно как в нашей схеме. И, наконец, все спиральные туманности похожи на себя как люди различного роста, веса, расы, пола и т.д. Реконструированная космогоническая деятельность гораздо ближе действительному положению вещей. Звезды рождаются, главным образом, внутри спиральных ветвей; Сверхновые тоже вспыхивают чаще всего внутри этих ветвей; Солнце, вероятно, находится вблизи синхронной окружности, и, следовательно не "где-нибудь" в Галактике, так как (как уже говорилось) в полосе, расположенной вблизи от синхронной окружности, существуют условия отличные от господствующих как вблизи ядра, так и на периферии спирального диска. Благодаря компьютерному моделированию космогоники могут в короткое время проверить множество пробных вариантов астро- и планетогенеза, что еще недавно требовало чрезвычайно кропотливых, поглощающих много времени вычислений. Вместе с тем, наблюдательная астрофизика доставляет все более новые и более точные данные для такого моделирования. Расследование, однако все еще идет; вещественные доказательства и математические догадки, указывающие на Виновников того, что произошло, говорят о том, что это обоснованная гипотеза, а не необоснованные домыслы. Обвинительный акт против Спиральных туманностей в том, что они являются одновременно и Родителями и Детоубийцами, дошел уже до трибунала астрономии; разбирательство продолжается, но окончательный приговор еще не вынесен.
[1] [2] [3] [4]