КОСМОГОНИЯ

КОСМОГОНИЯ (греч.
kosmogonia, от kosmos -мир, Вселенная и gone, goneia- рождение), область
науки, в к-рой изучается происхождение и развитие космич. тел и их систем:
звёзд и звёздных скоплений, галактик, туманностей, Солнечной системы и
всех входящих в неё тел - Солнца, планет (включая Землю), их спутников,
астероидов (или малых планет), комет, метеоритов. Изучение космогонич.
процессов является одной из гл. задач астрофизики. Поскольку все небесные
тела возникают и развиваются, идеи об их эволюции тесно связаны с представлениями
о природе этих тел вообще. В совр. К. широко используются законы физики
и химии.

Космогонич.
гипотезы 18-19 вв. относились гл. обр. к происхождению Солнечной системы.
Лишь в 20 в. развитие наблюдательной и теоретич. астрофизики и физики позволило
начать серьёзное изучение происхождения и развития звёзд. В 60-х гг. 20
в. началось изучение происхождения и развития галактик, природа к-рых была
выяснена только в 20-х гг.

Процессы формирования
и развития большинства космич. тел и их систем протекают чрезвычайно медленно
и занимают миллионы и миллиарды лет. Однако наблюдаются и быстрые изменения,
вплоть до процессов взрывного характера. При изучении К. звёзд и галактик
можно использовать результаты наблюдений многих сходных объектов, возникших
в разное время и находящихся на разных стадиях развития. Однако, изучая
К. Солнечной системы, приходится опираться только на данные о её структуре
и о строении и составе образующих её тел.



Очерк истории
космогонических исследований. После общих идей о развитии небесных тел,
высказанных ещё греч. философами 4-1 вв. до н. э. (Левкипп, Демокрит, Лукреций),
наступил многовековой период господства теологии. Лишь в 17 в. Р. Декарт
отбросил
миф о сотворении мира и нарисовал картину образования всех небесных тел
в результате вихревого движения мельчайших частиц материи. Фундамент науч.
планетной К. заложил И. Ньютон, к-рый обратил внимание на закономерности
движения планет. Открыв осн. законы механики и закон всемирного тяготения,
он пришёл к выводу, что устройство планетной системы не может быть результатом
случайного стечения обстоятельств. В 1745 Ж.
Бюффон высказал гипотезу,
что планеты возникли из сгустков солнечного вещества, исторгнутых из Солнца
ударом огромной кометы (в то время кометы считались массивными телами).
В 1755 И. Кант опубликовал книгу «Всеобщая естественная история
и теория неба...», в к-рой впервые дал космогонич. объяснение закономерностям
движения планет (см. Канта гипотеза). В кон. 18 в. В. Гершель,
наблюдая
небо в построенные им большие телескопы, открыл туманности овальной формы,
обладающие различными степенями сгущения к центральному яркому ядру. Возникла
гипотеза об образовании звёзд из туманностей путём их «сгущения». Опираясь
на эти наблюдения Гершеля и на закономерности движения планет, П. Лаплас
выдвинул гипотезу о происхождении Солнечной системы (см. Лапласа
гипотеза), во многом сходную с гипотезой Канта. (Когда интересуются
гл. обр. идеей ес-теств. образования Солнечной системы из протяжённой рассеянной
среды, часто говорят о единой гипотезе Канта - Лапласа.) Гипотеза Лапласа
быстро завоевала признание и благодаря ей астрономия оказалась в числе
наук, первыми внёсших идею развития в совр. естествознание. Однако на протяжении
19 в. в гипотезе Лапласа выявлялись всё новые и новые трудности, преодолеть
к-рые в то время не удалось. В частности, не удалось объяснить, почему
совр. Солнце вращается очень медленно, хотя ранее, во время своего сжатия,
оно вращалось столь быстро, что происходило отделение вещества под действием
центробежной силы.

В кон. 19 в.
появилась гипотеза амер. учёных Ф. Мультона и Т. Чемберлина, предполагавшая
образование планет из мелких твёрдых частиц, названных ими «планетезималями».
Они ошибочно считали, что обращающиеся вокруг Солнца планетезимали могли
возникнуть путём застывания вещества, выброшенного Солнцем в виде огромных
протуберанцев. (Такое образование планетезималей противоречит закону сохранения
момента количества движения.) В то же время в пла-нетезимальной гипотезе
были правильно обрисованы многие черты процесса образования планет. В 20-30-х
гг. 20 в. широкой известностью пользовалась гипотеза Дж. Джинса, считавшего,
что планеты образовались из раскалённого вещества, вырванного из Солнца
притяжением пролетевшей поблизости массивной звезды (см. Джинса гипотеза).

Идея об образовании
звёзд путём сгущения рассеянного туманного вещества сохранилась до нашего
времени и разделяется большинством исследователей. После открытия механического
эквивалента тепла была подсчитана энергия, освобождающаяся при сжатии звезды
(Г. Гельмгольц, 1854; У. Томсон, 1862). Оказалось, что её
хватило бы для поддержания излучения Солнца в течение 10⁷ -
10⁸ лет. В то время такой срок казался достаточным. Но позже
изучение истории Земли показало, что Солнце излучает несравненно дольше.
В нач. 20 в. проблему источников энергии звёзд безуспешно пытались решить
с помощью радиоактивных элементов, в то время лишь недавно открытых. Установление
взаимосвязи массы и энергии, показавшее, что звёзды, излучая, теряют массу,
привело к гипотезам о возможности аннигиляции вещества в недрах звёзд,
т. е. превращения вещества в излучение. В этом случае превращение массивных
звёзд в звёзды малой массы длилось бы 10¹³-10¹⁵ лет.
Правильной оказалась гипотеза о трансмутации элементов, т. е. об образовании
более сложных атомных ядер из простых, в первую очередь - гелия из водорода.
В 1938-39 были выяснены конкретные ядерные реакции, могущие обеспечить
излучение звёзд [К. Вейцзеккер (Германия), X. Бете], и это явилось
началом совр. этапа развития звёздной К.

В разработке
К. галактик делаются лишь первые шаги. Проводится классификация галактик
и их скоплений. Изучаются эволюц. изменения звёзд и газовой
составляющей галактик, их хим. состава и др. параметров. Изучается природа
начальных возмущений, развитие к-рых привело к распаду расширяющегося газа
Метагалактики на отд. сгущения. Рассчитывается, как зависят морфологический
тип и др. свойства галактик от массы и вращения этих первичных сгущений.
Большое внимание привлекают компактные плотные ядра, имеющиеся у ряда галактик.
Изучается природа мощного радиоизлучения, к-рым обладают нек-рые галактики,
и связь его с взрывными процессами в ядрах. Мощные взрывы, происходящие
в квазарах и ядрах активных галактик - сейфертовских, N-ra-лактик и др.,-
представляют собой существ, этапы эволюции галактик. К. развивается, опираясь
на большое количество фактов, охватывающих самые различные свойства небесных
тел.



Планетная
космогония. При выяснении вопроса, в каком состоянии находилось ранее
вещество, ныне образующее планеты, важную роль играют закономерности движения
планет - их обращение вокруг Солнца в одном направлении по почти круговым
орбитам, лежащим почти в одной плоскости, - и деление планет на 2 группы,
отличающиеся по массе и составу,- группу близких к Солнцу планет земного
типа и группу далёких от Солнца планет-гигантов. При выяснении вопроса
о том, откуда взялось около Солнца допланетное вещество, важную роль играет
проблема распределения момента количества движения (МКД) между Солнцем
и планетами: почему всего 2% общего МКД всей Солнечной системы заключено
в осевом вращении Солнца, а 98% приходится на орбитальное движение планет,
суммарная масса которых в 750 раз меньше массы Солнца?

В 40-х гг.
20 в., после крушения гипотезы Джинса, планетная К. вернулась к классич.
идеям Канта и Лапласа об образовании планет из рассеянного вещества (см.
Шмидта
гипотеза). В наст, время (70-е гг. 20 в.) является общепризнанным,
что большинство планет аккумулировалось из твёрдого, а Юпитер и Сатурн
также и из газового вещества. По-видимому, существовавшее вблизи экваториальной
плоскости Солнца газо-во-пы левое облако простиралось до современных границ
Солнечной системы.

Исходя из господствующих
представлений об образовании Солнца из сжимающейся и вращающейся туманности,
большинство астрономов считает, что прото-планетное облако той или иной
массы отделилось под действием центробежной силы от этой туманности на
заключит, стадии её сжатия [Ф. Хойл (Великобритания), А. Камерон (США),
Э. Шацман (Франция)]. Но, в отличие от Лапласа, рассматривавшего это отделение
чисто механически, сейчас учитываются эффекты, связанные с наличием магнитного
поля и корпускулярного излучения Солнца. Именно это позволило объяснить
распределение МКД между Солнцем и планетами в рамках гипотез о совместном
образовании Солнца и протопланетного облака. Наряду с этими гипотезами
высказывались гипотезы о захвате вещества уже сформировавшимся Солнцем
(О. Ю. Шмидт, X. Алъфвен).

Если протопланетное
облако было первоначально горячим и состояло только из газов, то твёрдые
пылинки образовались в ходе его охлаждения. Сначала к онденсировались
наименее летучие вещества, в т. ч. силикаты и железо, а затем - всё более
и более летучие. Внутр. зона протопланетного облака прогревалась Солнцем
и там могли образоваться только нелетучие, в основном каменистые пылинки,
тогда как в холодной внешней зоне конденсировались также и летучие вещества.
Хотя присутствие пыли делало облако непрозрачным, что способствовало очень
низкой темп-ре внешней зоны, наиболее летучие вещества - водород и гелий
- не могли конденсироваться даже там.

Если же протопланетное
облако первоначально было холодным и пылинки состояли в основном из летучих
веществ, то они могли сохраниться во внеш. холодной зоне облака, тогда
как во внутр. зоне летучие вещества испарялись, оставляя лишь небольшие
каменистые остатки.

В космич. (солнечном)
веществе летучих веществ много больше, чем нелетучих. Поэтому должно было
возникнуть огромное различие не только в составе, но и в общем количестве
пылевого вещества во внутр. и внеш. зонах. В дальнейшем эти зональные различия
привели к различиям в составе и массах планет земной группы и планет-гигантов.

Протекание
процесса конденсации (или испарения) пылинок в зоне астероидов пытаются
обнаружить путём тщат. анализа метеоритов, к-рые являются обломками астероидов
и в нек-рых случаях могут служить образцами допланетного вещества, мало
изменившихся при последующих процессах. Нек-рые исследователи видят в результатах
такого анализа указания на то, что конденсация пылинок и их аккумуляция
в крупные тела протекали параллельно. Однако это не удаётся согласовать
с результатами теоре-тич. расчётов, указывающими на то, что длительность
аккумуляции должна была в сотни или тысячи раз превосходить длительность
остывания и конденсации.

Образование
планет из протопланетного облака наиболее полно исследовано О. Ю. Шмидтом
и его сотрудниками и сторонниками. Процесс можно условно разделить на 2
этапа. На первом этапе длившемся, вероятно, менее 10^s лет из
пылевой компоненты облака образовалось множество «промежуточных» тел размером
в сотни км. На втором этапе длительностью ок. Ю⁸ лет
из роя «промежуточных» тел и их обломков аккумулировались планеты. (У наиболее
далёких планет - Урана, Нептуна и Плутона, вещество к-рых было рассеяно
по огромным кольцевым зонам, второй этап мог длиться ок. Ю⁹
лет.) Самые крупные планеты - Юпитер и Сатурн - на основной стадии аккумуляции
вбирали в себя не только твёрдые тела, но и газы.

Разные гипотетич.
варианты процесса образования облака ведут к разным вариантам протекания
первого этапа. «Промежуточные» тела должны были образоваться либо в результате
собирания пыли в тонкий диск и распада этого диска на сгущения, либо в
результате коагуляции пылинок, т. е. их «слипания».

Протекание
аккумуляции планет из роя «промежуточных» тел практически не зависит от
механизма их образования. Сперва они двигались по круговым орбитам в плоскости
породившего их пылевого слоя. Они росли, сливаясь друг с другом и вычерпывая
окружающее рассеянное вещество - остатки «первичной» пы ли
и обломки, образовавшиеся, когда «промежуточные» тела сталкивались с большими
относит, скоростями. Гравитац. взаимодействие «промежуточных» тел, усиливающееся
по мере их роста, постепенно изменяло их орбиты, увеличивая средний эксцентриситет
и средний наклон к центральной плоскости. Те из «промежуточных» тел, к-рые
вырвались вперёд в процессе роста, оказались зародышами будущих планет.
При объединении многих тел в планеты произошло усреднение индивидуальных
свойств движения отд. объединяющихся тел, и потому орбиты планет получились
почти круговыми и компланарными. Анализ процесса аккумуляции планет из
роя твёрдых тел позволил О. Ю. Шмидту указать путь к объяснению происхождения
прямого вращения планет и закона планетных расстояний .

Рост планет
земной группы прекратился тогда, когда они вобрали в себя практически всё
твёрдое вещество, имевшееся в районе их орбит (только у Марса часть вещества
из его «зоны питания», вероятно, была поглощена массивным Юпитером). Но
у планет-гигантов рост прекратился тогда, когда они действием своего притяжения
выбросили из зоны своего формирования все «промежуточные» тела и их обломки,
а также газы (в рассеянии последних важную роль могло сыграть интенсивное
корпускулярное излучение молодого Солнца).

Неупругие столкновения
тел, происходившие в окрестностях растущих планет, приводили к тому, что
часть тел переходила на спутниковые орбиты. В результате вокруг планет
возникали рои твёрдых тел и частиц. Из них аккумулировались спутники планет.
Луна, вероятно, аккумулировалась из околоземного роя на расстоянии ок.
10 земных радиусов, а затем отодвинулась на совр. расстояние от Земли в
результате приливного взаимодействия с Землёй. Существуют и др. гипотезы
происхождения Луны: гипотеза Дж. Дарвина, согласно к-рой Луна отделилась
от Земли, и гипотеза о захвате Землёй Луны, образовавшейся на орбите, близкой
к земной. Радиус орбиты Луны после захвата был мал, а потом увеличился,
как и в упомянутой выше гипотезе. Возможность плавного отделения Луны от
Земли, предполагавшаяся Дарвином, опровергнута работами А. М. Ляпунова
и
Э. Картона. У Юпитера и Сатурна из околопланетных роёв аккумулировались
системы спутников, движущихся в направлении вращения планет по круговым
орбитам, лежащим в экваториальной плоскости планеты. Эти системы спутников
подобны Солнечной системе. Те спутники Юпитера, Сатурна и Нептуна, к-рые
обладают обратным движением, были, вероятно, захвачены из числа «промежуточных»
тел. Остатками этих тел и их обломков являются совр. астероиды (каменистые
тела внутр. зоны) и ядра комет (ледяные тела внеш. зоны). Столкновения
астероидов друг с другом ведут к их дроблению. Как показывает изучение
метеоритов, структура нек-рых из них изменена под действием высокого давления
(до сотен килобар), возникающего при столкновениях. Содержание в метеоритах
короткоживущих изотопов, возникающих под действием космических лучей, показывает,
что дробления, породившие эти метеориты, произошли 10⁷- 10⁸
лет назад. Ледяные ядра комет образуют облако вокруг планетной системы,
простирающееся до 100-150 тыс. а. е. от Солнца. Там при низкой температуре
льды сохраняются неограниченно долго. Под действием звёздных, а потом и
планетных возмущений отдельные ядра переходят на меньшие орбиты и превращаются
в короткопериодич. кометы. Часто приближаясь к Солнцу, они испаряются и
разрушаются за неск. десятков или сотен оборотов. Измерения радиоактивных
изотопов и продуктов их распада показывают, что возрасты древнейших метеоритов
составляют 4,7 млрд. лет. Поскольку астероиды, являющиеся родительными
телами метеоритов, быстро аккумулировались в самом начале образования Солнечной
системы, этот возраст принимается за возраст всей Солнечной системы. Измерение
возраста лунных образцов показывает, что Луна образовалась в ту же эпоху,
что и Земля. Излияния тёмных лав, заполнивших впадины лунных «морей», произошли
на миллиард лет позже (3,1-3,6 млрд. лет назад).

При аккумуляции
планет происходил их разогрев, но у планет земной группы средняя темп-pa
поверхности определялась в основном нагревом от Солнца с влиянием парникового
эффекта. Из более глубоких слоев тепло выходит медленно. Достаточно было
остатка в 3-4%, чтобы нагреть недра Земли и Венеры до 1000- 1500 °С, а
недра планет-гигантов до десятков тысяч градусов. Начальный разогрев Земли
и Луны был связан как с выделением гравитац. энергии при их сжатии, так,
вероятно, и с приливными деформациями этих двух первоначально близких тел.
Дальнейшая эволюция их и др. планет земной группы определялась в основном
накоплением тепла, выделившегося при медленном распаде радиоактивных элементов
- урана, тория и др.,- имеющихся в ничтожно малых количествах во всех горных
породах. Разогрев и частичное расплавление недр этих планет привело к выплавлению
коры и выделению газов и паров. Последние у планет малой массы (Меркурий,
Марс, Луна) полностью или в значит, мере рассеялись в пространство, а у
более массивных планет в основном сохранились, образовав атмосферу и гидросферу
(Земля) либо только атмосферу (Венера).

Лит.: Вопросы
космогонии, т. 1 - 10, М., 1952-64; Шмидт О. Ю., Четыре лекции о теории
происхождения Земли, 3 изд., М., 1957; Л е в и н Б. Ю., Происхождение Земли,
«Изв. АН СССР. Физика Земли», 1972, № 7; Сафронов В. С., Эволюция допланетного
облака и образование Земли и планет, М., 1969; Symposium of the origine
of the Solar system, Niece, april 1972, P., 1972. Б.Ю.Левин.



Звёздная
космогония. Проблемы происхождения и эволюции звёзд, а также звёздных
систем изучаются в разделе К., наз. звёздной К. В ходе эволюции звезда
проходит стадии, к-рые определяются изменениями условий механич. и теплового
равновесия в её недрах (см. Звёзды). В результате ядерных реакций
превращения водорода в гелий (к-рые служат источником энергии звёзд главной
последовательности на Герцшпрунга - Рессел-ла диаграмме и части
звёзд-гигантов) постепенно изменяется хим. состав ядра звезды, причём ср.
молекулярный вес газа увеличивается, ядро уплотняется и разогревается.
Исследования показывают, что это сопровождается увеличением светимости
и радиуса звезды. На диаграмме Герцшпрунга - Ресселла звезда, в начале
эволюции располагавшаяся на гл. после довательности,
приподнимается над ней. По мере дальнейшего выгорания водорода у звёзд
малой массы образуется ядро с плотностью, в сотни тыс. раз большей плотности
воды, и темп-рой св. 10⁷ К. Газ при такой плотности оказывается
вырожденным (см. Вырожденный газ). В ядре звезды водорода уже нет,
вследствие чего ядерные реакции идут только в оболочке ядра, где темп-pa
достаточно высока и имеется водород. Звезда вздувается, на этой стадии
её радиус в десятки раз больше, чем тот, к-рый звезда имела на гл. последовательности;
светимость также сильно увеличивается, и звезда превращается в гиганта.
Точка, соответствующая звезде на диаграмме Герцшпрунга - Ресселла, вследствие
эволюции звезды перемещается вправо вверх. Постепенно оболочка, расширяясь,
становится прозрачной, и сквозь неё видно горячее ядро. Ультрафиолетовое
излучение ядра заставляет газ оболочки светиться, из звезды-гиганта образуется
планетарная
туманность. После остывания ядра звезда превращается в белый карлик,
к-рый
не имеет источников энергии и медленно остывает в течение миллиардов лет.

У звёзд, имеющих
на начальной стадии неск. большую массу, эволюц. изменения протекают иначе.
У таких звёзд темп-ра ядра повышается до 120-140 млн.градусов и начинается
реакция превращения гелия в углерод; при ещё более высоких темп-pax синтезируются
и более тяжёлые ядра. Вследствие мощного выделения энергии ядро звезды
расширяется. Соответствующая точка на диаграмме Герцшпрунга - Ресселла
сложным образом движется между ветвью гигантов и левой частью гл. последовательности.
Сбросив ок. половины массы, звезда также превращается в белый карлик.

Ещё более массивные
звёзды (до 2 масс Солнца) скачком переходят от гл. последовательности в
область красных сверхгигантов. В их ядрах образуются всё более тяжёлые
элементы, вплоть до наиболее плотно упакованного ядра атома железа. При
дальнейшем повышении темп-ры ядра железа превращаются в ядра др. элементов,
но при этом энергия уже не выделяется, а поглощается, и ядро звезды не
нагревается при сжатии. Давление вырожденного газа не может уравновесить
вес ядра, если его масса больше 1,4 массы Солнца, и оно продолжает сжиматься
до тех пор, пока плотность вещества в нём не будет того же порядка, что
и плотность атомных ядер. В это время под действием огромного давления
электроны объединяются с ядрами, образуя нейтроны. Такими нейтронными звёздами,
имеющими радиус ок. 10 км, являются пульсары. Часть гравитац.
энергии, выделяющейся при сжатии, передаётся оболочке, к-рая выбрасывается
со скоростью неск. тыс. км/сек: происходит вспышка сверхновой
звезды II типа. Сверхновые звёзды I типа образуются в конце эволюции
звёзд меньшей массы.

Если масса
ядра звезды превышает 2 массы Солнца, то сжатие не останавливается даже
при ядерной плотности и происходит с увеличивающейся скоростью. Когда скорость
падения вещества к центру звезды приближается к скорости света, звезда,
в силу эффектов теории относительности, как бы застывает, перестаёт излучать
(см. Коллапс гравитационный). Обнаружить такую коллап-сировавшую
звезду можно только по её гравитации
или по излучению падающего на неё газа. Время эволюции звёзд существенно
зависит от их массы. Для Солнца оно составляет Ю¹⁰ лет, для
звёзд спектр, класса О - неск. млн. лет (у таких звёзд запасы водорода
быстро истощаются). Поэтому все наблюдаемые горячие звёзды - молодые, недавно
образовавшиеся. Концентрация молодых звёзд в скопления и ассоциации показывает,
что звёзды образуются группами. Связь этих групп с межзвёздной средой,
в частности с тёмной полосой сжатого газа на кромке спиральных ветвей,
и ряд др. фактов привели к представлению, что звёзды формируются при сжатии
и дроблении больших газово-пылевых облаков на отд. сгустки, к-рые продолжают
сжиматься под действием собств. тяготения.

На начальной
стадии эволюции (до момента прихода на гл. последовательность диаграммы
Герцшпрунга - Ресселла) звезда светит за счёт энергии гравитац. сжатия.
В это время точки, соответствующие звёздам, находятся на диаграмме выше
и правее своего будущего положения на гл. последовательности. Типичными
представителями молодых звёзд средней массы, ещё не вполне сжавшимися,
являются звёзды типа Т Тельца. Звёзды очень малой массы сжимаются миллиарды
лет; представителями таких сжимающихся звёзд являются вспыхивающие звёзды
типа UV Кита.

При образовании
звёзд большую роль играет магнитное поле. Под действием сил гравитации
межзвёздный газ скользит вдоль силовых линий, собирается с большого расстояния
в плотные комплексы. Когда масса комплекса становится достаточно большой,
он сжимается и поперёк силовых линий. При сжатии комплекса его вращение
ускоряется. Дальнейшее сжатие становится возможным только при условии передачи
части МКД окружающему газу. Это осуществляется вследствие закручивания
силовых линий, натяжение к-рых передаёт вращение во внеш. среду.



Галактическая
космогония. Звёзды разных типов составляют в Галактике определённые
подсистемы, к-рые образовались на различных стадиях формирования Галактики
(см. Звёздные подсистемы). Сначала Галактика была протяжённым медленно
вращающимся газовым облаком. Газ сжимался к центру; в процессе этого сжатия
из него формировались звёздные скопления, большая часть к-рых позже рассеялась.
Звёзды, образовавшиеся в это время, движутся по очень вытянутым орбитам
и заполняют слабо сплюснутый сфероид - тот объём, в к-ром ранее был газ.
Эти звёзды входят в звёздные подсистемы, относящиеся к сферич. составляющей
Галактики. В отличие от звёзд, к-рые движутся практически без трения, газ
теряет кинетич. энергию хаотических движений и сжимается. Радиус сфероида
уменьшается, он ускоряет своё вращение, пока центробежная сила не уравновесит
тяготение на экваторе. После этого сжатие происходит гл. обр. к экваториальной
плоскости. На этой стадии образовались подсистемы, относящиеся к промежуточной
составляющей Галактики. После образования подсистем плоской составляющей
газ уже не сжимался; он удерживался не столько движениями, сколько давлением
магнитного поля. Звёзды, образовавшиеся из газа на этой стадии, входят
в подсистемы плоской составляю щей.
Горячие звёзды и скопления, в состав к-рых они входят,- молодые, они входят
также в плоскую составляющую. В других составляющих Галактики массивных
звёзд нет, их эволюция уже закончилась. Различаются и скопления в разных
составляющих. В плоских они содержат по нескольку сотен или тысяч звёзд
и называются рассеянными, в сферических - десятки и сотни тысяч звёзд и
называются по их виду шаровыми скоплениями. В плоских составляющих звёзды
движутся в среднем по орбитам, близким к круговым, и колеблются относительно
галактич. плоскости. В промежуточных они движутся по более вытянутым орбитам,
а в сферич. составляющих плоскости вытянутых орбит ориентированы почти
хаотически. Чем толще подсистема, тем больше дисперсия скоростей звёзд
перпендикулярно плоскости.

Помимо возрастных
и кинематических различий, подсистемы различаются и по хим. составу звёзд.
В подсистемах промежуточных составляющих содержание тяжёлых элементов по
отношению к водороду и гелию в несколько раз меньше, чем в плоских, а в
сферических оно меньше в десятки и даже сотни раз, причём чем старше группа
звёзд и чем больше её среднее расстояние от плоскости, тем меньше содержание
тяжёлых элементов. Эта особенность объясняется тем, что тяжёлые элементы
образуются внутри звёзд при ядерных реакциях и при взрывах сверхновых.
Вместе с оболочками сиерхновых и со звёздным ветром тяжёлые элементы попадают
в межзвёздную среду, и следующее поколение звёзд образуется из газа, уже
обогащённого этими элементами. Гелий тоже образуется при ядерных реакциях,
но осн. часть его образовалась, по-видимому, на дозвёзд-ной стадии эволюции
Вселенной. Различие хим. состава влияет на спектр и на внутр. строение
звёзд. В частности, субкарлики - это тоже звёзды гл. последовательности,
но в сферич. и промежуточных подсистемах они не совпадают с главной последовательностью
из-за отличия хим. состава, искажающего их цвет.

Звёзды и межзвёздная
среда представляют собой 2 фазы эволюции вещества галактик. Со временем
межзвёздная среда истощится, в Галактике исчезнут молодые звёзды, большая
часть массы будет сосредоточена в звёздах малой массы, к-рые эволюционируют
медленно, а также в остатках звёзд: в белых карликах, нейтронных звёздах
и более массивных остатках, находящихся в состоянии коллапса.

В изложенной
концепции существенно, что как сами звёзды, так и галактики образовывались
в результате конденсации первоначально диффузного газа. Эта концепция вытекает
из огромного количества фактов, в частности из упомянутого различия подсистем.
Действительно, более молодые звёзды включают в большом количестве те элементы,
к-рые рассеиваются в межзвёздной среде при взрывах сверхновых. Форма подсистем
разных возрастов показывает, что вещество, из к-рого образовались звёзды,
уплощалось; но уплощаться может только диффузная среда, т. к. плотные тела
движутся почти без трения. С помощью радио-астрономич. наблюдений были
обнаружены компактные области, окружённые плотным холодным газом. Это явление
может быть интерпретировано как резуль тат
образования горячей звезды в центре холодного плотного сгустка.

В. А. Амбарцумян
выдвинул
другую космогонич. концепцию, основанную на том факте, что в объектах самых
разных масштабов - от звёзд-карликов до ядер галактик - наблюдаются взрывы,
проявления нестационарности, а также на предполагаемом распаде нек-рых
звёздных систем и скоплений галактик. Согласно этой концепции, в ядрах
галактик содержится сверхплотное чдозвёздное» вещество, к-рое и служит
материалом для образования галактик. Входящие в состав галактик
звёздные
ассоциации также образуются из «осколков» этого вещества; наблюдаемые
на поверхности звёзд-карликов взрывы объясняются также распадом чдозвёздного»
вещества. Скопления галактик также предполагаются относительно молодыми
(в астрономическом смысле этого слова), образовавшимися из чдозвёздного»
вещества. Свойства чдозвёздного» вещества ещё неизвестны. Однако в концепции
В. А. Амбарцумяна предполагается, что для этого вещества фундаментальные
законы совр. физики могут оказаться несправедливыми.

Лит.: Шварцшильд
М., Строение и эволюция звезд, пер. с англ., М., 1961; Франк-Каменецкий
Д. А., Физические процессы внутри звезд, М., 1959 Кап дан С. А., Физика
звезд, 2 изд. М-, 1970; Проблемы современной космогонии под ред. В. А.
Амбарцумяна, 2 изд., М. 1972. С. Б. Пикелънер

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я