ГАЛАКТИЧЕСКИЙ КАННИБАЛИЗМ – астрономический феномен, неразрывно связанный с человеческим каннибализмом преследуемыми целями и используемыми методами. Поскольку КАННИБАЛИЗМ вообще – это поедание себе подобных, то и галактический каннибализм – это поедание галактик галактиками и звёзд, соответственно, звёздами.

Сам по себе каннибализм ни хорош, ни плох. Плюс или минус каннибализму, как и любой другой системе питания, придают обстоятельства. Например, когда аборигены Новой Гвинеи закусывают побеждённым врагом – крови вокруг и печали видимо-невидимо. Это грустно и в целом нездорово. А когда одна галактика кушает другую – совсем другое дело! Какая пластика, какие великолепные цвета!

Галактики, вообще-то, разбегаются в разные стороны друг от друга, как учит нас теория Большого Взрыва, но не все с одинаковой скоростью и по одинаковым векторам. Соответственно, некоторые из них сталкиваются, пожирая друг друга, образуя новые галактики, придавая им новые направления и обеспечивая тем самым новые столкновения. Другими словами – как молекулы сталкиваются при Броуновском движении, так и галактики себя ведут. Но! При этом галактики поглощают одна другую, а молекулы, к примеру, просто тусуют, отталкиваясь. Как правило, у молекул не хватает энергии для поглощения и преобразования одной в другую. Но галактики такой энергией обладают. Например, наша соседка, галактика Андромеда, приближается к нам со скоростью примерно 75 миль в секунду (около 100 км\сек, при расстоянии около 2,5 миллионов световых лет) и хочет нас скушать, имея массу, в полтора раза превышающую массу Млечного Пути, где мы живём.

На огромных расстояниях вокруг Солнца находятся звезды, которые объединены в сложную систему – нашу Галактику, так называемый Млечный Путь. Ученые насчитывают в нем несколько миллиардов звезд. В действительности же в нашей Галактике их может быть 100-150 миллиардов. Но галактики, как и звезды, часто не живут поодиночке. Они образуют коллектив, содержащий тысячи галактик. Вот тогда между ними происходят столкновения, слияния, взаимодействия. Но Млечный Путь сравнительно одинок. Точнее говоря, он – часть маленького коллектива, который мы по традиции называем местной системой галактик. В ней два доминирующих элемента: наша Галактика и знаменитая Туманность Андромеды. У каждой из них есть своя свита, состоящая из более мелких элементов. Кстати, в этом смысле мы богачи: если Туманность Андромеды содержит вокруг себя около дюжины малых галактик, то около нас почти две дюжины таких спутников.

Благодаря новой астрономической технике выяснилось, что судьба карликовых галактик весьма печальна. Все они постепенно поглощаются главной галактикой в группе. Таким образом, главная галактика растет, а окружающие ее мелкие звездные системы входят в ее состав, распределяются внутри нее и перестают существовать как отдельные звездные системы.

Дело в том, что звезды, населяющие каждую галактику, очень малы по сравнению с самой звездной системой. Когда одна галактика проходит сквозь другую, отдельные звезды практически не сталкиваются. Но для планетных систем, окружающих каждую из звезд, это поглощение – достаточно серьезное событие. Оно может оказаться для них местной катастрофой. Дело в том, что планеты не очень крепко соединены силой тяжести со своей звездой, и, пролетая мимо чужих звезд, они могут если не оторвать их от своих орбит, то перевести на другие.

Для Земли переход на чуть-чуть иную орбиту, чем та, которую она имеет сегодня, может оказаться весьма трагическим. Переход на орбиту, более близкую или далекую к Солнцу, изменит на десятки градусов среднюю температуру планеты. Это будет катастрофой для всей биосферы. И хотя такое может случиться очень и очень не скоро, астрофизики следят за тем, что происходит вокруг нашей Галактики.

Таким образом, недавно была обнаружена звездная система в созвездии Стрельца, о существовании которой ученые раньше и не подозревали. Дело в том, что она находится в полосе Млечного Пути, где много космической пыли, поэтому ее просто не было видно. Но с появлением новых телескопов инфракрасного диапазона космическая пыль уже не помеха, а достаточно прозрачная среда. Вот тогда-то звездную систему в созвездии Стрельца обнаружили и теперь активно изучают. Ведь жить ей осталось недолго: как выяснилось, наша Галактика ее «пожирает». Такое явление называется «галактическим каннибализмом». У науки есть доказательства того, что некоторые мелкие галактики уже съедены окончательно и вошли в состав нашей звездной системы. Однако галактика в Стрельце еще держится: она уже растеряла свои внешние части, а внутреннюю, более плотную сердцевину пока сохраняет. Но буквально в ближайшие сотни миллионов лет наша Галактика ее все-таки «доест». После нее, в течение миллиарда лет, будут «съедены» два далеких спутника нашей Галактики, так называемые Большое и Малое Магеллановы облака.

В конце концов наша Галактика останется в одиночестве, «съев» все мелкие системы и включив их в свой состав. Такой процесс продолжается по всей Вселенной. Здесь происходит примерно то же, что в животном мире и человеческом социуме: крупные крупнеют, богатые богатеют, а бедные беднеют... Впрочем, уже отрадно то, что мы принадлежим Галактике, которая ест, а не которую едят. Успокаивает, что все изменения в мире галактик растянуты на миллионы и миллиарды лет. Поэтому можно не слишком волноваться по поводу космического каннибализма, потому как земной мир еще долго останется привычным для нас и наших потомков.

Современной наблюдательной астрономии 400 лет. Она началась после того, как Галилей впервые использовал простенький телескоп и взглянул на небо. Для человечества 400 лет – это очень много, но для процессов, которые идут на небесах, это крошечное время, за которое вообще не удается заметить никаких изменений, происходящих на небе: звезды почти не смещаются со своих положений, галактики тем более, и может показаться, что, глядя на небо, мы видим застывшую картину. Однако, если рассматривать то, что происходит на небе на астрономических интервалах времени – сотни миллионов и миллиарды лет, мы поймем, что там происходят катастрофические процессы. 

Звездная динамика хорошо знает, что звездные системы, находящиеся под действием своего собственного гравитационного поля, не могут оставаться неизменными – они эволюционируют. И одна из причин их эволюции, их изменения – это процессы, которые происходят между звездами. Мы их называем звездными сближениями. При сближении двух звезд звезды могут обменяться энергиями: одна может отдать энергию другой, другая – получить эту энергию. Количество энергии зависит от того, как сближаются звезды – на какое расстояние и с какими скоростями. И в принципе могут быть ситуации, когда количество переданной энергии увеличит энергию одной из звезд настолько, что ее скорость превзойдет вторую космическую, и тогда звезда покинет звездную систему. Этот процесс называется испарением звезд.

Но это не единственный механизм. Есть еще мощный механизм приливных сил. Шаровые скопления нашей Галактики, карликовые спутники нашей Галактики находятся в мощном гравитационном поле нашей Галактики, масса которой – тысяча миллиардов солнечных масс, а их масса на порядок, а то и на два порядка меньше. Следовательно, своим мощным гравитационным полем наша Галактика стремится разорвать эти звездные системы. Это приводит к тому, что естественный процесс потери звезд за счет испарения звезд усиливается. Объект – шаровое скопление или карликовая галактика – начинает резко и быстро уменьшать свою массу и в конечном счете может распасться в приливном поле.

Поиск таких явлений распада – а это не что иное, как какой-то тип каннибализма, когда массивная галактика-хищник разрушает и съедает своих менее удачливых компаньонов, – это очень интересная задача. Ее решают в последние годы с помощью наблюдений, получающихся на 2,5-метровом телескопе, на котором выполняется очень известный проект Слоановского обзора неба. Одна из задач этого обзора, в рамках которого измерен блеск и скорости нескольких сотен тысяч звезд нашего Млечного Пути, других компаньонов Галактики и миллионов далеких галактик, – найти следы разрушения других галактик и звездных скоплений.

Почему это интересно, помимо того, что мы можем найти объекты, которые разрушаются? Дело в том, что звезды, уходящие из разрушающегося под действием приливных сил скопления или галактики, в течение долгого времени движутся по той же орбите, что и сама галактика. Один из шлейфов опережает скопление, а другой отстает. Поэтому, зная геометрию этих шлейфов, то есть зная расстояние, на котором находятся звезды, зная их скорости, мы можем восстановить орбиту этого скопления. Если бы этих шлейфов не было, мы бы не смогли ничего сказать об орбите объекта, потому что, несмотря на то что расстояние до него мы знаем, его скорость мы знаем, мы не будем знать, куда оно движется, потому что оно движется под действием гравитационного поля галактики, которое очень плохо известно. А в данном случае, когда наблюдаются шлейфы, мы можем восстановить орбиту. А раз так, то орбита нам позволяет наложить ограничения на форму гравитационного потенциала и распределения масс в галактике.

Один из известнейших и интереснейших объектов, который был открыт в рамках Слоановского обзора неба, – это карликовая галактика в созвездии Стрельца. Эта галактика находится в 60 тысячах световых лет от нас, далеко за галактическим центром, и у нее в последние годы обнаружено четыре шлейфа – два в северном полушарии и два в южном. Астрономы считают, что каждая из этих пар шлейфов соответствует прохождению этой галактики по двум соседним виткам своей орбиты. И в результате, наблюдая эти шлейфы, измеряя скорости звезд, их расстояния, мы можем довольно точно восстановить характер распределения масс в нашей Галактике.

Был обнаружен еще один интересный объект – это шлейф от распадающегося, пока еще не обнаруженного, скорее всего, шарового скопления. На небе он виден как широкая полоса, которая занимает 60 с лишним градусов на небесной сфере. Расстояние до звезд известно, их скорости известны, и, по сути дела, известна большая доля витка орбиты. Наблюдения таких шлейфов крайне сложные, потому что выделить уплотнение звезд, имеющих почти одинаковые скорости, почти одинаковые расстояния, на фоне плотного и неоднородного звездного фона галактики – это очень сложная задача.

Тем не менее эта задача крайне интересная, потому что часто других способов взвешивания нашей Галактики, то есть определения полной массы Галактики, мы не знаем. А подобные наблюдения позволяют наложить ограничения на форму гравитационного потенциала и, в частности, на полную массу нашей Галактики. Согласно современным наблюдениям, полная масса нашей Галактики в десять раз превышает полную массу того вещества, которое мы видим: звезд, звездных скоплений, газа и пыли.

Явления, о которых мы только что рассказали, можно в какой-то степени назвать галактическим «каннибализмом», но это, так сказать, малый «каннибализм», то есть процессы, происходящие вокруг одной достаточно массивной галактики. Если посмотреть на многочисленные изображения далеких галактик, которых в интернете очень много, мы увидим, что многие галактики выглядят как бы взаимодействующими: на изображениях они расположены рядом друг с другом, их формы искажены, часто мы видим хвосты, направленные друг к другу и в противоположные стороны. Все это свидетельствует о том, что взаимодействие галактик, в том числе крупных, массивных галактик, – это общее свойство во Вселенной.

Астрономы, наблюдая очень далекие галактики с помощью крупных телескопов, в первую очередь космического телескопа Хаббла, разглядели на этих изображениях массовые взаимодействия таких галактик, которые, по-видимому, приводят к слияниям. В частности, в некоторых эллиптических галактиках – а известно, что в этих галактиках практически нет газа, практически нет молодых звезд, природу, происхождение этих галактик мы еще не до конца понимаем – иногда обнаруживаются в центральных областях несколько уплотнений, несколько ядер. Не исключено, что такие галактики образовались в результате слияния двух или нескольких галактик достаточно большой массы, и к настоящему времени следы слияния все еще существуют, их ядра еще не до конца рассосались.

Еще одним подтверждением того, что галактики могут взаимодействовать, разрушаться и сливаться, является очень интересное наблюдение поведения газа и звезд в некоторых спиральных галактиках. Казалось бы, что о спиральных галактиках мы знаем все, но оказывается, что в некоторых галактиках вращение газа и звезд происходит в разные стороны, в отличие от того, что мы видим в нашей Галактике, в туманности Андромеды и в подавляющем большинстве других спиральных галактик. Проще всего это объяснить именно явлением слияния двух галактик, которые вращались в противоположные стороны и еще не до конца слились. Более того, современная теория эволюции галактик говорит нам о том, что, сливаясь, взаимодействуя, спиральные галактики, две или несколько крупных галактик, могут привести к созданию объекта, который очень похож на многочисленные эллиптические галактики, наблюдаемые сейчас.

Между прочим, подобная судьба может ожидать и наш Млечный Путь, и туманность Андромеды: эти две массивные галактики, расположенные, в общем-то, недалеко друг от друга, сближаются со скоростью чуть меньше 200 километров в секунду, и мы с нетерпением, можно сказать, ожидаем, как через 2,5-3 миллиарда лет эти галактики соприкоснутся и начнут очень сильно взаимодействовать друг с другом, в результате чего из галактик будет выметен газ. Не исключено, что через несколько миллиардов лет на месте нашей Местной Группы возникнет крупная эллиптическая галактика.

Еще одно подтверждение, правда, косвенное, состоит в том, что в ядрах некоторых массивных галактик обнаружены двойные сверхмассивные черные дыры. Сейчас мы знаем, что сверхмассивные черные дыры – это характерная черта практически всех массивных галактик, они есть буквально везде, где мы можем наблюдать движение газа или звезд с большими скоростями, в том числе и в нашей Галактике. Но большинство этих объектов – одиночные сверхмассивные дыры, а есть еще и двойные. Двойные дыры могут образоваться как раз в результате слияния двух галактик с черными дырами, при которых эти черные дыры не так быстро сливаются, и мы сейчас эти следы все еще видим.

Огромная галактика Андромеды, как представляется, увеличивается за счет «переваривания» звезд из других галактик, показывает проведенное исследование. Когда международная команда ученых занималась тщательных изучением Андромеды, она обнаружила звезды, которые, по их словам, были «остатками карликовой галактики».

Гипотеза о поглощении звезд выдвигалась и ранее, но углубленное изучение галактики дало возможность получить подробные изображения, показывающие, что подобное явление как «галактический каннибализм» реально существует. Это свидетельствует об «иерархической модели» формирования галактик в действии. Полученная модель позволят предсказать, что крупные галактики должны быть окружены галактиками поменьше, которыми те «питаются».

Каннибализм – вполне обычное занятие в мире галактик. А иначе как нарастишь размеры и массу, если вокруг одни галактики? Пик галактического каннибализма пришелся на время, отдаленное от нашего примерно на 6 миллиардов в прошлое. Именно тогда среди галактик преобладали небольшие неправильные и взаимодействующие. Но поглощение соседних галактик началось задолго до этого времени и будет продолжаться в будущем.

Среди вполне обычных, хотя и очень красивых взаимодействующих галактик WISE J224607.55-052634.9, обнаруженная в 2015 году недавно переместилась на первое место по светимости. Она вовсе не самая большая или массивная, но ее светимость в 350 триллионов раз превышает светимость Солнца. Если бы все галактики были расположены на равном расстоянии от нас, WISE J224607.55-052634.9 (или W2246-0526 для краткости) была бы самой яркой.

Новые наблюдения, полученные с использованием миллиметрового / субмиллиметрового массива телескопов ALMA в пустыне Атакама (Чили) показали, что галактика W2246-0526 одновременно поглощает вещество трех соседних галактик.

W2246-0526 рекордсмен еще в одной номинации. Она – самая далекая галактика, которая одновременно поглощает вещество из нескольких источников. Свет от W2246-0526 да Земли шел 12.4 миллиарда лет, т.е., мы видим ее в момент, когда наша Вселенная была в десять раз моложе. На таком расстоянии галактика лучше видна инфракрасном свете. Для получения этого изображения понадобилась 2,5-часовая экспозиция для массива из сорока двенадцатиметровых антенн.

Сверхвысокая светимость галактики W2246-0526 обусловлена не столько звездами, сколько очень горячими газом и пылью, падающими к ее центру. А в центре находится сверхмассивная черная дыра, ее массу оценивают в 4 миллиарда масс Солнца. Такие галактики видны на огромнейших расстояниях, их называют квазарами. Но W2246-0526 в два раза ярче других квазаров.

Резюмируя все это, можно сказать, что явление взаимодействия галактик – это обычное дело во Вселенной, оно происходило с еще большей интенсивностью на ранних стадиях существования Вселенной, когда Вселенной было 2-3 миллиарда лет, и наблюдения далеких галактик это показывают. Процессы в меньшем масштабе происходят сейчас, например, в нашей Местной Группе галактик, включающей туманность Андромеды и наш Млечный Путь, и будут происходить и в дальнейшем в малых группах галактик, где есть гигантские спиральные галактики, которые могут со временем слиться в эллиптические галактики. Такой процесс можно назвать большим галактическим «каннибализмом».