Галактики с внутренними полярными кольцами

 Полярные кольца, рассмотренные в статье «Галактики с полярными кольцами» (https://subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/16319942/), являются внешними, так как извне окружают светящийся диск галактики. Галактики с внешними полярными кольцами –  очень редко наблюдаемое явление.  Гораздо чаще встречаются галактики с внутренними полярными кольцами. Приведём высказывание О.К. Сильченко, доктора физико-математических наук ГАИШ, МГУ им. М.В. Ломоносова: «…мы «просмотрели» методом двумерной спектроскопии пару десятков спиральных галактик, и в пяти из них обнаружили внутренние полярные кольца из ионизованного газа: в пределах нескольких сотен парсек от центра газ  вращался в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения звезд. Это совершенно неожиданное открытие. Многие западные коллеги до сих пор еще не верят нашим результатам!» (Эволюция центральных областей галактик, "ЗиВ" №1/2005).

Так же часто, как у спиральных галактик, внутренние полярные кольца встречаются у  линзовидных галактик. Механизм возникновения внешнего и внутреннего полярных колец один и тот  же. Какой именно вид полярного кольца возникнет, зависит от напряжённости межгалактического магнитного поля.

 Материалом для создания кольца галактики служат холодные водородные облака HI, расположенные в гало этой же галактики. По этому поводу нужно сделать небольшое разъяснение.  После создания теории Большого Взрыва выяснилось, что наблюдаемого обычными астрономическими методами барионного вещества  (из которого состоим мы с вами и окружающий нас мир), для объяснения свойств   Вселенной недостаточно. Для спасения теории Большого Взрыва космологам пришлось ввести вначале понятие ненаблюдаемой тёмной материи, а затем и понятие ненаблюдаемой тёмной энергии. Природа этих сущностей по большей части неясна,  но большинством астрономов они воспринимаются как нечто бесспорно установленное. Однако, запущенный в 1999 году космический телескоп FUSE, который показывал те детали, которые "не видит" его более известный "коллега  Hubble, позволил накопить сведения, поставившие под сомнения необходимость введения понятий тёмной материи и тёмной энергии.

А теперь предоставим слово Б.М. Шустову, доктору физико-математических наук (Институт астрономии РАН, г. Москва): «…наблюдения с помощью относительно небольшого космического телескопа FUSE привели к удивительному результату, противоречащему сложившимся представлениям - оказывается, значительную долю скрытой массы в окрестностях Галактики можно объяснить присутствием плохо обнаружимого, но весьма распространенного тепло-горячего компонента барионной составляющей Вселенной» (http://www.den-za-dnem.ru/page.php?article=1132).

Получается, что наша Галактика  состоит из обычного барионного вещества. Логично ожидать, что гало других галактик тоже должны быть барионными. Просто то, что удалось увидеть на близком расстоянии в нашей Галактике, на больших расстояниях рассмотреть пока не удалось.

Рассмотрим процесс формирования внутреннего полярного кольца. Возьмём для определённости дисковую галактику с такими же параметрами, как в  рабте «Галактики с полярными кольцами». При напряжённости внешнего магнитного поля порядка 10-18-10-17 Э у галактики начинает формироваться внутреннее полярное кольцо. На рис.1 показан процесс формирования кольца из облака HI.

 

 

Рис. 1 

 

Облако отстоит от центра галактики на расстоянии 1,7 радиуса диска галактики, напряжённость межгалактического магнитного поля 6·10-18 Э,  напряжённость внутригалактического поля 6·10-16 Э. На рис.1а изображён начальный этап формирования кольца. На путь от облака HI до диска галактики уходит около 4 млн. лет. На рис.1б показано кольцо, сформировавшееся за 30  млн. лет. Из сравнения этого промежутка времени (30  млн. лет) с промежутком времени, необходимым для формирования внешнего полярного кольца (300 – 400 млн. лет) становится понятным, почему внутренние полярные кольца встречаются гораздо чаще, чем внешние. Расстояние от центра галактики до внутреннего кольца 570 парсек, что соответствует наблюдательным данным.

 

 

Ориентация  кольца определяется  взаимной ориентацией внешнего и внутреннего магнитных полей. Задача данной работы была следующая:  показать принципиальную возможность формирования внутреннего полярного кольца из облаков HI гало галактики. Поэтому для простоты внешнее и внутреннее магнитные поля были взяты одинаковой ориентации. В реальных ситуациях взаимная ориентация магнитных полей будет произвольной. Поэтому взаимная ориентация периодически образующихся газовых колец также будет произвольной, что соответствует наблюдениям.

Если условия, при которых формируется полярное кольцо, продержатся достаточно долго, кольцо может набрать массу, достаточную для начала звездообразования.


Рис. 2

 Может быть, именно таким образом сформировались звёздные полярные кольца нашей Галактики, показанные на рис.2  (рисунок взят из статьи О.К. Сильченко, Эволюция центральных областей галактик, "ЗиВ" №1/2005).