Перше, що впадає в очі в облику Чумацького Шляху - це, звичайно, його чудові спіральні рукави. Але вже понад століття вчені не можуть зрозуміти, чому наша галактика та її сестри здобули цю незвичайну красиву форму. Лише днями, схоже, загадка розкрита.
Це може здатися дивним, але сучасна теорія появи рукавів спіральних галактик базується на викладках, зроблених ще «батьком астрономії» Птолемеєм майже 2 тис. років тому. Намагаючись пояснити траєкторії руху планет з неба в рамках своєї геоцентричної моделі світу, він вивів складну геометричну теорію епіциклів: кожна планета обертається навколо Землі по колу, центр якого теж рухається по колу. Таке уявлення трималося аж до появи коперниківської геліоцентричної системи, після чого було міцно (і цілком заслужено) забуто. Однак у 1920-х про епіцикли згадали знову, намагаючись пояснити процес формування рукавів спіральних галактик. Втім, достатніх даних для підтвердження цієї теорії не було.
До вивчення цього питання прийшов і незалежний британський астроном Чарльз Френсіс (Charles Francis), якому для вирішення одного із завдань довелося зайнятися аналізом руху зірок. Він зібрав наявні дані про 20 тис. зірок Чумацького Шляху, чиє положення і швидкість руху досить точно виміряні. І серед цього масиву даних увагу вченого привернуло те, що ніщо в них не могло підтвердити теорію епіциклів.
Разом з однодумцем із США Еріком Андерсоном (Erik Anderson) вони розробили комп'ютерну модель, що враховує всі дані про цих 20 тис. зірок, і коли вони привели її «в дію», вони досить швидко (за космічними мірками - всього за 300 млн років) сформували спіральні рукави. При цьому зірки просто слідували своїм траєкторіям і гравітаційним впливам сусідок. Ідея виявилася настільки простою, що Чарльз Френсіс зізнався: "Раніше я вже відкинув її, подумавши, що якщо я правий, ця гіпотеза напевно вже десь звучала. Ми просто рухалися прямою, відповідно до законів Ньютона, і домоглися чудового узгодження теорії з практичними спостереженнями ".
За подібним описом астронома, Чумацький Шлях та інші галактики діють на манер гігантської, спіщреної спіральними поглибленнями і нерівностями воронки, яка заковтує мільярди зірок. Поглиблення і нерівності відповідають рукавам, і більшість зірок, падаючи, опиняються в одному з них, починаючи довгий шлях до центру, де розташована надмасивна чорна діра. Втім, з часом зірка, прискорюючись по спіральній траєкторії, набирає достатньо енергії, щоб вискочити з «поглиблення» і, перескакуючи через «бугри і нерівності», рухатися проти загального потоку, знову опиняючись на більш «високих рівнях» того ж рукава (дивіться анімацію процесу).
Словом, Френсіс і Андерсон пропонують просте і елегантне пояснення наявним даним про положення і швидкості руху зірок в нашій галактиці - а заодно і обґрунтування спіральним рукавам в подібних їй галактиках. Якщо нові дані про зірок будуть збігатися з передбаченнями цієї моделі, можна сказати, що непізнаного в світі залишилося трохи менше. Втім, навіть Чумацький Шлях як і раніше таїть в собі масу загадок - про одну з них читайте: «Незнайомий дім».
Публікація ScienceNOW