Рукава Млечного пути

[ПетровВФ]

Рукава Млечного пути

«Спиральная структура нашей галактики Млечный путь еще недостаточно изучена. Она имеет, как минимум, 5 спиральных рукавов». (Галактический рукав. Википедия).
«..В большинстве случаев СВГ(спиральные ветви галактики) возникают в результате распространения гигантских по размеру волн сжатия и разряжения по газо-звездному диску галактики»
(Спиральные ветви галактики. Астронет).
«…Скорее всего, (рукава) являются волнами плотности, вызванными различными причинами, однако вопрос об их происхождении до сих пор окончательно не решён» (Галактика. Википедия)
«…ближе к центру находится центральное пылевое облако, радиусом около 15 парсек» (Галактический центр. Википедия).

Потоки частиц звездного ветра (далее просто газ) распространяются во все стороны с поверхности каждой звезды балджа Галактики. В связи с этим в балдже и, особенно в ядре должно создаваться некоторое избыточное давление газа (по сравнению с граничащими с балджем областями Галактики). Под действием этого давления и центробежных сил газ, начиная от центра ядра, мог бы равномерно истекать из балджа во все стороны, однако это не происходит по следующим причинам:
1. В средней части ядра, должна существовать область «равновесного» давления, от изобары которой газ по линиям наименьшего сопротивления распространяется в двух направлениях (См. рисунок 1. Приложение 4 на http://petrovvf.livejournal.com ):
– одни потоки (условно «центробежные») под действием разности давлений и центробежных сил направляются в сторону диска. На выходе из балджа они образует два сегмента обширного пылегазового кольца, где происходят активные процессы звездообразования (1);
– другие потоки («центростремительные») направляются в сторону галактического центра.
2. Идущие от изобары «центростремительные» потоки газа образуют в ядре Галактики вращающееся веретенообразное облако радиусом 700 парсек, которое является зоной формирования перемычки. (См. примечания, п.1).
3. В это веретенообразное облако также дополнительно поступают потоки пыли и газа от огромного количества находящихся внутри облака звезд. Они создают здесь сложные схемы встречных потоков и «внутренних» облаков меньших размеров, что делает это веретенообразное облако областью активного
звездообразования (2).

4. Под действием магнитного поля ядра и центробежных сил в веретенообразном облаке вначале формируются, а затем выходят в противоположные стороны два симметричных потока газа, которые образуют перемычку.
5. Выходящие из перемычки потоки газа вначале «разрезают» пылегазовое кольцо на два полукольца (сегмента), а затем, из-за разных скоростей вращения перемычки и пылегазового кольца, «отжимают» края сегментов и совместно с ними формируют два главных рукава – Центавра и Персея (5).
6. Рукава могут формироваться (См. рисунок 2. Приложение 4 на http://petrovvf.livejournal.com ):
– либо двухслойными, поскольку газы из перемычки и из сегментов по своим характеристикам (температура, пыль и пр.) существенно различаются друг от друга и поэтому практически не смешиваются. В дальнейшем эти слои расходятся, и формируется четырехрукавная структура рукавов нашей Галактики (Рис. 2.1).
– либо трехслойными, поскольку в каждом сегменте допускается образование двух неоднородных зон (по температуре, пыли и пр.). В дальнейшем эти слои также расходятся, и образуется шестирукавная структура рукавов (Рис. 2.2).
7. Под действием магнитного поля ядра возможно появление прецессии веретенообразного облака и перемычки (изменение угла наклона оси вращения веретена относительно оси вращения Галактики), что соответственно приведет к колебаниям скоростей и направлений выходящих из перемычки рукавов. При этом может изменяться конфигурация рукавов, а также скорости и траектории перемещения рукавов (и родившихся в них звезд) по плоскости диска. (См. примечания, п.2).
8. По мере перемещения материала рукавов к границам Галактики может происходить «сепарация» его вещества по плотности: часть более легких газов постепенно перемещается на внешний край рукавов, затем на периферию диска, а затем за пределы официальной границы Галактики (100.000 св. лет). Там эти газы покидают нашу Галактику, а часть более тяжелой пыли задерживается внутри диска, где происходит постепенное ее накопление, что дополнительно способствует росту молодых звезд.
9. Вдоль оси вращения Галактики из балджа в обе стороны должны вертикально выходить два симметричных потока газа – северный и южный. Эти потоки формируются звездами, которые расположены на полюсах балджа и вокруг оси вращения.
10. В галактическом центре расположено компактное центральное пылевое облако радиусом 15 пк.(2), которое находится в относительном равновесии и вращается вокруг оси Галактики. (См. примечания, п.3).

Таким образом:
а) в балдже Галактики должна существовать область равновесного давления, от изобары которой газы распространяются в сторону ядра и к краям балджа;
б) выходящие за край балджа центробежные потоки газов формируют два сегмента пылегазового пояса;
в) в центральной части балджа центростремительные потоки газа формируют вращающееся веретенообразное облако;
г) магнитное поле ядра и центробежные силыформируют два потока, которые симметрично выходят из веретенообразного облака и образуют перемычку;
д) под действием магнитного поля ядра веретенообразное облако и перемычка могут испытывать прецессию. При этом меняются скорость и направление выходящих из перемычки рукавов, а также их конфигурация и траектория движения по плоскости диска;
е) выходящие из перемычки газы совместно с газами из сегментов могут формировать только два главных рукава – Центавра и Персея, которые в дальнейшем разделяются и образуют четырех- или шестирукавную структуру;
ж) иные схемы развития событий (волны плотности, 5 рукавов и т.д.) при формировании рукавов нашей Галактики – исключаются.

Источники:
1.Г.В.Сурдин, С.А.Ламзин
«Протозвезды. Где, как и из чего формируются звезды».
2. Галактический центр. Википедия.
3. Галактика. Википедия.
4. Спиральная галактика с перемычкой. Википедия.
5. Галактический рукав. Википедия
6. Галактический центр. Физическая энциклопедия.
Петров В. Ф.

Примечания:
1. Веретено. В источниках (2,6) сообщается о «..газовом диске радиусом около 700 пк..». Анализ схемы газовых потоков показывает, что в центральной части Галактики газ не может образовывать структуру в виде диска. Здесь, по оси вращения Галактики, может существовать структура только в виде вращающегося веретена.
2. Кольцо радиусом 150 парсек. В источниках (2,6) сообщается, что «..Ближе к центру находится вращающееся и расширяющееся кольцо из молекулярного водорода, масса которого около ста тысяч масс Солнца, а радиус – около 150 пк… Плоскость вращения наклонена к плоскости Галактики на 10 градусов..», а расширение объясняется взрывом.
Наличие этого кольца может быть объяснено одним из следующих факторов:
а) расширяющееся кольцо образовалось в результате выброса газа после всплеска мощности облака плазмы Стрельца А* и сформировано (в виде кольца) магнитным полем облака. Наклон плоскости кольца возможен, если ось вращения облака плазмы Стрелец А* наклонена на 10 градусов относительно оси вращения Галактики. Однако маловероятно, что объемы газа массой в сто тысяч солнечных масс могли быть выброшено из Стрельца А*, тем более, что внутри кольца также расположены газопылевые облака и комплексы массой до нескольких миллионов солнечных масс каждый;
б) кольцо сформировано общим магнитным полем Галактики и находится в начальной или заключительной фазе прецессии веретена, в которой данное кольцо в той или иной мере принимает участие. Тогда при таком угле прецессии наша Галактика может быть похожа на галактику ESO 510-13.
3. Практически в самом центре Галактики по оси вращения расположены компактное пылевое облако R=15пк и газопылевое кольцо (или облако?) R=2пк. Структуры такой формы и в таком месте могут формироваться только под воздействием сил магнитных полей Галактики (облако R=15пк) или Стрельца А* (R=2пк).
4. В процессе работы над данной статьей я пришел к твердому убеждению, что центральная часть нашей Галактики «живет двумя жизнями». Если процессы происходящие с основной частью балджа (зона равновесного давления, перемычка, рукава) более или менее понятны и могут быть объяснены с достаточной степенью достоверности, то сама суть процессов, происходящих непосредственно вокруг Стрельца А* резко отличается от «общепринятых». На данный момент эти процессы не могут быть объяснены, поскольку имеющаяся информация (и, главное, наши знания) недостаточны для их полного понимания. Для получения того и другого потребуется немало времени.