Элементы динамики звездных систем

Основную часть массы звездных систем составляет материя звезд. На долю всех остальных форм материи — пыли, газа, а также, вероятно, имеющихся холодных тел, подобных планетам и метеорам Солнечной системы, при­ходится несколько процентов общей массы галактик. По­этому — при изучении динамики звездных систем достаточно рассматривать только звезды, а другие формы материи можно не принимать во внимание.

Расстояния между звездами очень велики в сравнении с размерами звезд. Радиус Солнца равен 6,96 • 10⁵ км, а расстояние от Солнца до ближайшей звезды а Центавра равно 4,07 • 10¹³ км, т. е. приблизительно в 6 • 10⁷ раз больше радиуса Солнцам и во столько же примерно раз больше радиуса α Центавра, так как эта звезда по своим физическим характеристикам очень сходна с Солнцем.

Поэтому, рассматривая звездную систему как систему отдельных (дискретных) тел — звезд, мы практически мо­жем эти тела считать точечными.

Часто звездные системы сравнивают с газом, называ­ют «звездным газом». Ведь и обычный газ состоит из отдельных молекул или атомов, отделенных друг от друга расстоянием. Однако, если производить такое сравнение, то нужно считать звездные системы очень разреженным разом. В самом деле, например, в окружающем нас воздухе молекулы азота, являющегося главной составной частью воздуха, имеют радиусы 3,3 • 10^-8 см, а расстоя­ние между соседними молекулами в среднем составляют около 3,3 • 10^-7 см. Таким образом, расстояния между соседними молекулами в воздухе только приблизительно в 10 раз больше, чем радиусы молекул. Для того чтобы сделать отношение расстояний между соседними атомами к радиусу атомов таким же, как отношение расстояний между звездами в звездных системах к размерам звезд, нужно было бы расстояния между атомами воздуха уве­личить в шесть миллионов раз. Плотность газа обратно пропорциональна кубу среднего расстояния между сосед­ними атомами. Поэтому, сравнивая район Галактики в окрестностях Солнца с газом, мы должны считать этот газ в (6·10⁷/10)³=2,16·10²⁰ раз менее плотным, чем воздух в обычных условиях. Такой разреженный газ в настоящее время нельзя получить даже в вакуумных установках. Самая низкая достигнутая в лабораториях плотность газа приблизительно в 10¹⁶  раз меньше плотности воздуха в обычных условиях. Следовательно, «звездный газ» — это чрезвычайно разреженный «газ».

Другая особенность звездных систем — звездного га­за—состоит в том, что это самогравитирующий газ. Это значит, что звездные системы сами создают то силовое поле, которое управляет движениями, происходящими в этих системах, И форма, которую принимает звездная система, определяется тем силовым полем, которое она сама создает. Этого нельзя сказать о том газе—воздухе, который нас окружает. Он находится в силовом поле, созданном главным образом Землей, а не им самим. В лабораторных условиях невозможно создать свободное самогравитирующее газовое облако, которое под действием своего собственного притяжения, не испытывая посторонних воздействий, приняло бы свойственную ему фор­му. Теоретически показано, что такое самогравитирующее разовое облако, если оно не вращается, примет форму ша­ра, а если вращается — форму сжатого эллипсоида вра­щения. Мы можем наблюдать такие гигантские шары звездного газа, созданные природой, в виде шаровых звездных скоплений и эллиптических галактик ЕО.

Если посмотреть на фотографию шарового скопления ω Центавра, можно увидеть, что под действием самотяготения, вызванного звездами, скопление приняло правильную шарообразную форму. Созерцание этой гигантской системы производит глубокое впечатление гармонии. Здесь не властвует слу­чай, а действует непреложный закон. Звезды располага­ются самым тесным образом в центре. По мере удаления от центра ряды их, подчиняясь некоторому закону, посте­пенно редеют и где-то, в не вполне определенном месте и  дальше, чем это кажется глазу, скопление кончается. В этом космическом шаре звездного газа мы можем под­считывать   молекулы — звезды,   подробно   изучать   его строение и производить сравнение результатов наблюде­ний с теорией.

Эллипсоиды звездного газа —это эллиптические галактики с различной степенью сжатия, от Е1 до Е7, а также еще более сильно сжатые спиральные галактики.
Т.А.Агекян «Звезды, Галактики, Метагалактики» 1981 год. Издание третье, переработаное и дополненое

Приглашаем Вас обсудить данную публикацию на нашем форуме о космосе.