Józef Gelbard Józef Gelbard
910
BLOG

73. Jak powstały galaktyki (E)

Józef Gelbard Józef Gelbard Nauka Obserwuj temat Obserwuj notkę 14

Wróćmy do galaktyk eliptycznych. Jak już wspomniałem, w kontekście opisu erupcji biegunowej, rzeczą realną, a może nawet oczywistą jest przypuszczenie, że nawet na samym początku były one obiektami o symetrii w przybliżeniu kulistej, gęste i zbite w sobie. Można też sądzić, że także w nich dojść musiało do wybuchu, nie koniecznie w kierunku osi obrotu. Grawitacja, mimo rotacji, robiła swoje. Materia pełna gwiazd opadała ze wszystkich stron, nie tylko biegunowo. Dodajmy, że także niedokładnie radialnie z powodu obrotu całości. Obiekt się kurczył, w szczególności wskutek napierania warstw zewnętrznych ku środkowi. Gęstość materii w centrum rosła. Wraz z tym warto zauważyć, że grawitacja, im głębiej, tym jest słabsza, gdyż określa ją wyłącznie masa materii znajdującej się poniżej (masa warstw powyżej nie ma wpływu na natężenie pola grawitacyjnego. [Nie oznacza to wcale, że w określonej odległości od centrum (wewnątrz obiektu) natężenie pola jest stałe w czasie. Wszak materia w centrum zagęszcza się.] Poza tym, przy odpowiednio dużej (wciąż rosnącej) gęstości (koncentracji) materii w samym centrum, narastający, tam w sposób znaczący,  niedobór masy (czynnik odpychania) hamował wzrost natężenia pola wskutek zagęszczania się centralnego jądra. To musiało wydatnie osłabiać (coraz bardziej) zapaść grawitacyjną obiektu.*Wszystko to prowadzić musiało do (może nawet dość szybkiej) stabilizacji układu. Objętość galaktyki malała coraz wolniej. Galaktyka wreszcie doszła do swej "docelowej" objętości (jeśli nie brać pod uwagę stałych oscylacji, o których już była mowa wcześniej i jeszcze będzie poniżej).

Oczywiście, mimo wszystko tu, czy tam dochodziło do zderzeń na skalę lokalną. Można też oczekiwać, że materia w samym centrum nie jest już zbiorem gwiazd. Jeśli na samym początku obiekt tworzyły wyłącznie gwiazdy [Nie biorąc pod uwagę gazowego środowiska wodorowo-helowego, raczej rzadkiego w związku z dużym zagęszczeniem gwiazd już w momencie wyodrębniania się obiektu], to na pewnym etapie w jego centrum zachodzić musiały dość intensywne przemiany energetyczne, które choć spowodowane grawitacyjnym kurczeniem się, związane były z przemianami na poziomie jąder atomowych. O klasycznym czarnodziurowaniu (w dzisiejszym zrozumieniu) raczej nie było mowy. A gdyby..., to z tej galaktyki chyba niewiele by już pozostało – mielibyśmy mniej roboty (pomijając to, że raczej nie zaistnielibyśmy).   

Dziś patrząc na galaktyki, także eliptyczne, dostrzec można gdzieniegdzie wystrzępienia nieprzejrzystej i nie promieniującej materii. Jest jej jednak stosunkowo mało. Galaktyki eliptyczne, sądząc po wynikach obserwacji, w zasadzie zawierają wyłącznie gwiazdy stare i niezbyt masywne. W każdym razie ich warstwy powierzchniowe, których promieniowanie dociera do nas. Mało w nich pyłów, mało też gazów w przestrzeni międzygwiazdowej. Opisana tuż powyżej dynamika grawitacyjnego kurczenia się obiektu mogłaby być z tym spójna.

Istnieją też galaktyki o kształcie elipsoidalnym, w których nawet wyraźnie, w części równikowej, widać "dymy po fajerwerkach". Tam musiał więc nastąpić wybuch na sporą skalę, w dodatku nie w pełni symetryczny. Wszak był to obiekt na razie młody i nie w pełni ukształtowany. Wybuch ten mógł więc mieć wpływ na szybkość rotacji całego obiektu, a wiec i na jego kształt. Jak widać, mamy wprost oczywistą przyczynę zróżnicowania kształtów galaktyk, w szczególności tych spiralnych – niektóre z nich z wyglądu wprost przypominają do złudzenia galaktyki eliptyczne. 

    Można przypuszczać, że te wybuchy z poprzedniego akapitu są zjawiskiem pierwotnym. Mogły one bądź przyśpieszyć, bądź też przyhamować pierwotną rotację obiektu, bo przecież obiekt nie musiał być idealnie symetryczny. Niektóre galaktyki powinny były rotować stosunkowo szybko. Dopiero wtedy zajść mogła erupcja biegunowa. Zatem, erupcja biegunowa, wbrew temu, co mogły sugerować wywody wcześniejsze(cóż, dynamika narracji), ma chyba charakter wtórny: spowodowana jest, zgodnie z hipotezą wysuniętą wcześniej, przez odbicie kolapsującej i wybuchającej materii gwiazd, opadającej wzdłuż osi rotacji. Potwierdzeniem tego byłaby spora liczba zdjęć galaktyk eliptycznych, posiadających strugi materii, ukierunkowane biegunowo, sądząc po kształcie galaktyki. Należy jednak zaznaczyć, że także w przypadku galaktyki spiralnej o stosunkowo dużej masie, nastąpić mogła erupcja biegunowa wtórna, już po erupcji „równikowej”, która uczyniła wcześniej obiekt galaktyką spiralną. Przecież samo jądro galaktyki spiralnej rotować może dosyć szybko. Jego rozmiary powinny być stosunkowo małe – przyśpieszenie rotacji spowodowane było zapaścią grawitacyjną, a wytrysk mógł nastąpić jeszcze przed jego zamknięciem się pod horyzontem grawitacyjnym. Jeśli stało się to także z naszą Galaktyką, to być może do wykrycia jest jakieś szczątkowe promieniowanie radiowe biegnące z obszarów sąsiadujących z osią Galaktyki.

    Wydaje mi się, że opis powyższy jest dosyć koherentny, w każdym razie wskazuje na dość obiecujący kierunek dla dalszych przemyśleń (a także badań empirycznych, w celu wykluczenia tej możliwości – falsyfikowalność). Potwierdzałoby to więc zasadność rozważenia eksponowanych tu przypuszczeń dotyczących przebiegu zapaści grawitacyjnej, w szczególności istnienia opychania grawitacyjnego. Model bazujący na tym i przedstawiony tu, ma, w mym subiektywnym odczuciu, spore szanse być bliskim rzeczywistości. Być może jego akceptowalność potwierdzą dalsze badania. Na razie stanowi on wyraźną elternatywę dla modelu upatrującego przyczynę „jetów” w obecności czarnej dziury.

    Śmiem przypuszczać, że model zaproponowany przeze mnie, inny niż dotąd kierunek dociekań (choćby jako alternatywa do odrzucenia), jakoś przybliża moment, w którym uzyskamy pełne zrozumienie procesów, które w ostatecznym rezultacie doprowadziły do uformowania się znanych nam z obserwacji galaktyk. Ale do pełnego zrozumienia tej kwestii jeszcze dosyć daleko.

Można przypuszczać, że dziś pozostałością po burzliwym okresie przemian, w wyniku których uformowały się dzisiejsze galaktyki, jest aktywność ich jąder. Obiekty wyróżniające się, to znane nam galaktyki aktywne. Będzie jeszcze o tym mowa. Na myśli mam także pulsacje objętościowe obiektów posiadających już symetrię kulistą, w tym jąder galaktyk spiralnych. Tego jednak nie jesteśmy w stanie bezpośrednio zauważyć, gdyż okres takich pulsacji powinien być dosyć długi, zważywszy na sporą masę tych obiektów. Aktywność samych jąder galaktycznych, choćby jądra naszej Galaktyki, na ogół nie jest jednak dostrzegana bezpośrednio, szczególnie w zakresie świetlnym widma, gdyż otacza je strefa (warstwa) gwiazd o dużej koncentracji. [Już pomijając fakt, że samo jądro Galaktyki nie jest widoczne optycznie. Zasłaniają je bowiem formacje materii nieprzeźroczystej.] Poza tym wizualnie wszystko zmienia się bardzo powoli (jak na nasz gust).

Sądząc po powyższym opisie, nie można wykluczyć istnienia w okolicach jądra lokalnych zgęszczeń materii, wyróżniających się w "okularze teleskopu" szczególnymi własnościami ich promieniowania. Przykładem bardzo dziś znanym jest obiekt: Sagittarius A*. Nie ma to jednak wpływu na ogólny widok. Dla obserwatora widoczne centra galaktyk są wprost podobne do gromad kulistych. Jednak, pod świecącą warstwą gwiazd, być może nawet na głębokość tysięcy lat świetlnych, zalega próżnia (miejsce, z którego materia została wchłonięta przez jądro, rozmiarami dużo mniejsze). To jedna z opcji, jaką podsuwa wyobraźnia, opcja nie najistotniejsza w kontekście naszych rozważań. Możliwe też, że świecenie jądra galaktyki pochodzi nie tylko od otaczających je gwiazd i nie koniecznie jest skutkiem wpadania materii do czarnej dziury w centrum galaktyki. Opiszę to innym razem. 

    Tu warto ponownie zwrócić uwagę na słynne już źródło Sagittarius A*, mające być prawie namacalnym dowodem istnienia czarnej dziury. Obserwacyjnie umieszcza się je w centrum Galaktyki pomimo, że rozmiary jego są niewielkie, rzędu 10 minut świetlnych [Chodzi o kierunek patrzenia.]. Masę tej (zgodnie z powszechnym sądem) "czarnej dziury" szacuje się na ok. 4 miliony mas Słońca. Okolice tego obiektu charakteryzują się ogromnym zagęszczeniem gwiazd – tysiące gwiazd na parsek sześcienny. Z tego powodu dochodzić może sporadycznie do zderzeń. Z całą pewnością dużo jest też materii gazowo-pyłowej, opadającej ku centrum obiektu. Tym tłumaczy się cechy promieniowania docierającego stamtąd do nas. Szczegóły tutaj są mniej istotne. Wszystko wskazuje na to, że w centrum tego zgęszczenia znajduje się czarna dziura, z tym, że moim skromnym zdaniem, ma ona chyba raczej charakter "newtonowski"**. Samo jądro Galaktyki powinno być oczywiście znacznie większe tak pod względem rozmiarów, jak i masy. Nasuwa się stąd naturalny wniosek, że jest ono obiektem grawitacyjnie zamkniętym (zgodnie z moim roboczym postanowieniem, także po newtonowsku).  

 

*)Tu, jak widać bazuję na koncepcji dualności grawitacji.

**)Co to takiego? Przy założeniu istnienia kresu górnego prędkości (c), czysto newtonowską drogą i po szkolnemu, dochodzimy do wzoru na promień horyzontu grawitacyjnego, wyprowadzony przez Schwartzschilda na bazie OTW. Tak można określić czarną dziurę "newtonowską". Tutaj oczywiście nie chodzi o zakrzywienie przestrzeni (sprawy nie rozważa sie w kategoriach geometrycznych), a także nie o grawitacyjną dylatację czasu.Łatwo wykazać, że gęstość średnia obiektu zamkniętego przez horyzont grawitacyjny jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu jego masy. Oznacza to, że jeśli obiektem zamkniętym jest jądro galaktyki o masie np. miliarda gwiazd takich, jak Słońce, to średnia gęstość takiej "czarnej dziury" równa jest około 0,02 g/cm^3, a więc jest stosunkowo mała. Jeśli w dodatku uwzględnimy dualność grawitacji, to skonstatujemy, że materia tam wcale nie musi posiadać cech osobliwych, a jej własności wcale nie muszą być "niemożliwe do opisu", nawet jeśli skupia się w jądro o stosunkowo małych rozmiarach (i odpowiednio dużej gęstości, zbliżonej do gęstości jądra atomowego). Ponad nim mielibyśmy pustkę (poniżej horyzontu), ściągającą materię zzewnątrz. Stąd bierze się intensywne, stabilne promieniowanie wysyłane przez jądra galaktyk, stąd duża ich jasność i duża luminancja. Można (już na marginesie) dodać, że to niewielkich już rozmiarów jądro pulsuje, gdyż kiedyś musiało się zapadać. Pulsuje pod warunkiem, że istnieje odpychanie grawitacyjne. Wtedy też oscyluje natężenie pola grawitacyjnego. Okres tych oscylacji, w związku ze stosunkowo dużą masą obiektu, może sięgać milionów lat. A może wynosi 26 milionów lat?

 

To wynika z publikowanych tekstow.

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie