Взаимодействующие галактики
Среди сравнительно близких галактик наблюдается 5–10% взаимодействующих систем. Сливающиеся галактики имеют, как правило, необычные структурные элементы: хвосты, перемычки, дуги из газа или звезд, деформированные спиральные рукава и т. п.
Если массы взаимодействующих систем сильно различаются, то большая галактика в конце концов полностью поглощает меньшую, как бы растворяя в себе ее газ и звезды (это явление получило название «галактический каннибализм»). Следы прошлых взаимодействий обнаруживаются при внимательном рассмотрении самых обычных галактик. Так, наша Галактика «доедает» разрушенный карлик в созвездии Стрелец, а на сверхглубоких снимках самых внешних областей близких спиральных галактик часто видны слабоконтрастные протяженные звездные арки и хвосты — остатки некогда поглощенных и разрушенных спутников. При взаимодействиях и поглощениях активизируется звездообразование и может наблюдаться всплеск активности ядра.
Статистические исследования привели к выводу, что большинство взаимодействующих галактик — это не случайно встретившиеся странники во Вселенной, а родственники, связанные общим происхождением. Основной силой, искажающей формы галактик, является сила гравитации со стороны соседней системы.
Взаимодействие играет очень большую роль в эволюции галактик. В современную эпоху несколько процентов галактик входит в состав сильно взаимодействующих систем. Многие галактики должны были испытать сильное взаимодействие, завершившееся слиянием, в далеком прошлом. Сейчас их внешний вид может быть совершенно нормален, и только специальные исследования позволяют заподозрить некогда пережитые ими бурные процессы.
В результате слияния галактик во внутренней части образовавшейся системы возникают, например, газопылевые диски, вращающиеся в направлении, противоположном вращению звездного диска. Небольшие газопылевые диски, нередко наблюдаемые в центре эллиптических галактик — это также вероятный результат захвата и разрушения мелких спутников, богатых газом. Другой пример дают наиболее массивные эллиптические галактики в центральных областях скоплений галактик. По-видимому, они приобрели основную часть своих звезд путем захвата и разрушения более мелких галактик, пролетавших вблизи них.
Взаимодействие галактик не ограничивается простым изменением их формы и структуры. В некоторых случаях взаимодействие пробуждает активность галактического ядра. Но чаще сильное влияние галактик друг на друга приводит к вспышке звездообразования, при условии, конечно, что в галактиках имеется достаточно межзвездного газа.
Можно предположить, что миллиарды лет назад взаимодействие между галактиками и их слияние происходили значительно чаще, ведь многие мелкие галактики к настоящему времени уже давно успели войти в состав крупных. И действительно, проведенные на космическом телескопе «Хаббл» наблюдения наиболее далеких и слабых галактик, свет от которых летел к нам миллиарды лет, показали, что среди них повышена доля искаженных, взаимодействующих систем. Теоретические расчеты подтверждают, что взаимодействие и слияние галактик играло очень большую роль при формировании галактик, которое имело место более 10 млрд лет назад.
Объяснить это явление помогло компьютерное моделирование. Как оказалось, приливное взаимодействие галактик способствует столкновениям между потоками межзвездного газа, что приводит к формированию массивных облаков холодного газа, из которых образуются звезды. Самая близкая к нам галактика с мощной вспышкой звездообразования — это спиральная галактика с перемычкой М 82, взаимодействующая с гигантской спиральной галактикой М 81 в созвездии Большая Медведица.
Нашу Галактику можно отнести к числу слабо взаимодействующих. Она испытывает гравитационное воздействие со стороны близких спутников — Большого и Малого Магеллановых Облаков. Влияние нашей Галактики на эти небольшие системы намного сильнее и драматичнее: проходя на близком расстоянии от нее, они разрушаются. Через несколько миллиардов лет Магеллановы Облака войдут в нашу Галактику и постепенно растворятся в ней.