Введение

Здравствуйте. В предыдущих частях статьи (часть 1, часть 2) я рассказал о том, что собой представляют спиральные рукава галактик. Каждая такая спираль - это фронт ударного воздействия потоков частиц из ядра галактики на ее газопылевую среду. Этот фронт постоянно распространяется из центра галактики к ее краям.

Эта часть полностью посвящена галактикам Андромеда и БМО (Большое Магелланово Облако). Если кто-то не читал первые две части, то очень желательно с ними ознакомиться до того, как задавать вопросы или принимать участие в обсуждении.

Но сначала небольшое отступление

Газ в галактике есть всегда. Иначе галактики были бы невидимы. Этот газ крайне разрежен, но именно свет, отраженный и рассеявшийся от газа, формирует для наших глаз и телескопов изображение, которое можно рассмотреть или зафиксировать на фотографиях. Другое дело, что современная астрономия утверждает, что газ освещается звездами, находящимися в галактике. И особенно – в ее рукавах, где каким-то чудом (теория волн плотности, привет!) собрались наиболее яркие звезды.

Я же утверждаю, что основной источник светимости газа в галактике находится в центре галактики, и моя модель распространения энергии частиц из ядра галактики в ее плоскостях (которых может быть несколько) это подтверждает. Для доказательства этого утверждения я написал программу, которая строит двойные спиральные линии, которые образуются как фронт движения частиц, выбрасываемых из спутников СМЧД в ядре галактики. Спиральные линии накладываются на фотографии спиральных галактик, и можно легко увидеть, что спиральные рукава реальных галактик имеют именно такие формы, которые формируются в соответствии с моей моделью.

Мне возражают, что происходит дисбаланс массы, или газ выдувается из галактики, если струи плазмы в моей модели “дуют” миллиарды лет. Это неверно. Во-первых, не весь газ выдувается во вне галактики. У газа есть свойство расширяться во все стороны. И даже с крайне разреженным газом должно происходить то же самое. Во-вторых, газ в галактике постоянно подвергается бомбардировке частицами извне. И это те же самые частицы плазмы, но только прилетевшие из других галактик. Частицы плазмы, вылетевшие из одной галактики, попадают в другие галактики и заставляют их газ возвращаться к центрам своих галактик. И, как минимум, стремиться к тем галактическим плоскостям, из которых потоки плазмы из ядер галактик пытаются удалить.

И конечно, это воздействие на галактический газ не ограничивается одной лишь границей галактики. Напоминаю: газовая среда в галактике чрезвычайно разрежена. Частицы извне пролетают достаточно далеко вовнутрь галактики и даже могут пройти насквозь, так ничего по дороге и не встретив. Потому что это тоже распределенный изотропный поток, и его частицы тоже разрежены. Но в итоге суммарный импульс всех частиц газа, плазмы и радиации будет близок к нулю.

По этой же причине не происходит и дисбаланса массы. Частицы, прилетевшие снаружи на скоростях 0.05c – 0.5c (приближенно) ударившись многократно о частицы газа в галактике прибытия, замедляются до обычных скоростей газа в галактике и снова становятся газом в своей новой галактике. Галактики не изолированы, они постоянно обмениваются массой частиц, в идеале этот процесс был бы равновесным. Хотя, конечно, ничто не идеально, и часть газа рассеивается вокруг галактик, образуя гало, а часть – поглощается черными дырами. Но убыль эта, видимо, не так критична, раз модель работает, и спирали существуют – в точности такие, какие предсказывает модель.

Итак, возвращаясь к галактике Андромеда

Эта картинка с пятью основными спиралями Андромеды уже приводилась в предыдущих частях. Эти пять спутников СМЧД формируют пять наиболее заметных в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах спиралей, и их плоскости практически перпендикулярны направлению на Землю. Хотя и выглядят так, будто перед нами круглый диск (или даже несколько неровных концентрических колец), но только сильно наклоненный к проекционной плоскости под большим углом.

На самом деле, Андромеда содержит и другие спирали, и в том числе некоторые из них действительно наклонены к нам под большим углом, но их-то как раз мы практически и не замечаем (в инфракрасном диапазоне): по сравнению с наблюдаемыми плашмя спиралями, они видны намного хуже.

В качестве фоновой подложки использовалась самое лучшее доступное на данный момент изображение галактики, собранное из снимков космических телескопов высокого разрешения (Гершель, Планк, IRAS и COBE). В основном это снимки в инфракрасных диапазонах.

В этой части статья я буду использовать специальную обработку этого изображения, которая известна как фильтр EMBOSS (3D-оттиск). Суть алгоритма этого фильтра несложная: берем инвертированную копию изображения и накладываем на исходное с прозрачностью 50%. Но не точно на то же место (в этом случае получается идеально серый прямоугольник), а со сдвигом на несколько пикселов в каком-либо направлении. В результате получается эффект 3D-рельефа, и даже небольшие перепады яркости на исходном изображении превращаются в глубокие каньоны и горные пики. Ниже представлено сравнение исходного изображения и полученного из него 3D-штампа (дополнительно штамп был затемнен и повышена контрастность, так как на светло-сером фоне плохо видны линии).

На фоне этого изображения стало проще отождествлять линии, нарисованные моделирующей программой, с фотографией (т.е., уже со штампом). Так же удалось уточнить параметры некоторых спутников, и даже обнаружить еще один спутник, Y4, с наклонной кольцеообразной спиралью.

Группа спутников Z – плоские вытянутые спирали

Параметры некоторых спутников изменились, но не слишком сильно. Кроме спутника Z3, который был практически полностью перенастроен, и теперь должен иметь номер Z0, как спутник с наименьшим периодом.

Итак, спираль спутника Z1

В программу был добавлен фильтр, позволяющий не отображать слишком медленные (кольцевые) участки спиралей. Это может быть полезно для того, чтобы лучше можно было разглядеть основную часть спирали, соответствующую более скоростному фронту частиц. Однако и полный вид спирали все еще имеет смысл исследовать, особенно в центральной области галактики. На рисунке ниже – средняя часть галактики (примерно треть ширины), в сравнении с первой спиралью.

Под спойлером размещена анимация этой спирали.

В анимации через кадр линии отображаются с обрезкой и без обрезки кольцевых участков (но в этом случае показаны только витки спирали, накрывающие центральную область. Если приглядеться, то кольцевым частям спирали так же соответствуют особенности на изображении, и не только в самой центральной части. (Требуется открыть анимацию в отдельной вкладке и увеличить, если слишком мелко).

Линия первой спирали проходит не по самой заметной линии на фотографии (которой соответствует самый глубокий каньон). Ну, так получилось. Я вообще сейчас не вспомню, какая спираль была найдена первой, затем они были пересортированы по длительности периодов обращения. Но теперь, после изменения характеристик спутника Z3, он по этому признаку должен был бы стать первым и благополучно переименован в Z0.

Спираль спутника Z2

Под спойлером – анимация спирали Z2.

Далее, спираль спутника Z0 (заменившего Z3)

После перехода к штампу стало очевидно, что самая глубокая борозда осталась незадействована, тогда как прежний Z3, по сути, почти дублирует Z1. Возможно, там действительно есть спираль, соответствующая прежнему Z3, и ее не следовало выбрасывать. Но не хочется загромождать общую картинку, а этих пяти спутников более чем достаточно, чтобы очертить основной набор спиралей и заполнить наиболее заметные борозды штампа, образующие полные кольца и петли.

Под спойлером, как и прежде – анимация

Как же так, спросите, кучу спутников нашел, а самый-самый не заметил? Могу только оправдываться, что в плоском варианте его линии не казались периодическими, а центральная часть, если заметите, не образует сколько-нибудь заметной петли, на которую можно было бы опереться. Но в варианте со штампом спутник Z0 сразу был обнаружен и занял свое законное место.

Спираль спутникow Z4

Далее, под спойлером – анимированная версия сравнения Z4

Из группы Z остался только один спутник: Z5

И под спойлером – анимация, как и ранее

А теперь давайте сыграем в азартную игру, и посмотрим на наши спирали в полном размере – слева и справа, те части, которые прежде в картинку не вошли. И да, я действительно их даже и не смотрел, пока подгонял центр. Но фон придется использовать тот же, что и в первой части статьи. К сожалению, на исходной картинке, просто не видно никаких отчетливых следов на таких дистанциях от центра галактики, а 3D-штамп превращается в унылую серую равнину.

В общем, ничего необычного не произошло. Все линии смоделированных спиралей проходят не где попало, а каждый раз выбирают себе либо краешек цветовой зоны, либо выгрызают на границе цвета и черноты небольшой залив черного цвета.

Центральная часть галактики

Как уже упоминалось в части 1, круглое образование в центральном регионе галактики Андромеда – это не какое-то особое образование, и его почти идеальные кольца – это стартовая область всех пяти основных спиралей. Все спутники из набора Z имеют, как выяснилось, орбиты с высоким эксцентриситетом и большой разницей между скоростями плазмы в перицентре и апоцентре, но углы наклона их эклиптик к плоскости проекции весьма малы. И это дополнительно подтверждается близостью форм кольцевых частей их спиралей к идеальным окружностям  (что особенно хорошо заметно в самой центральной области галактики). Ниже представлена исправленная анимация центральной части, теперь на фоне 3D-штампа.

Кислородное облако Андромеды

Не так давно астрономический мир поразило удивительное открытие так называемого Кислородного облака Андромеды, совершенное астрофотографами-любителями Марселем Дрекслером и Ксавье Строттнером. Я сделал - как сумел - совмещение опубликованной фотографии этого кислородного облака с тем изображением, которое использовал для совмещения с моделью. И вот что получилось, если продлевать ветви спирали спутника СМЧД Z4. Здесь нет необходимости рассматривать каждый пиксель, так что – сразу в виде анимации.

Как можно заметить, линии спирали спутника Z4 параллельны полоскам Кислородного облака, причем сразу в двух направлениях. Более того, некоторые линии проходят именно там, где в наличии темные полосы в этом образовании. Процесс распространения фронтов плазмы сквозь это облако использован в качестве КДПВ этой части статьи. Здесь же только показано текущее (наблюдаемое) состояние всех витков, если их разворачивать от видимого края галактики до облака.

За точность совмещения здесь ручаться очень сложно. Хотя бы потому, что при своих размерах 2.7 градуса на небосводе, что больше углового размера Луны примерно в 6 раз, галактика Андромеда при изображении ее на плоскости уже может претерпевать некоторые небольшие искажения на краях.

Тем не менее, можно сделать такой вывод, что Кислородное облако лежит в одной из плоскостей галактики M31, и, вероятно, подсвечивается именно частицами плазмы, выброшенными из одного из ее спутников. В моей модели это конкретно – спутник Z4. Так же мог бы участвовать и спутник Z0, но для его линий по направлениям не совпадает ближний (к галактике M31) край Кислородного облака, хотя далее линии выравниваются. Но мы должны выбрать, скорее всего, только одну спираль: разница в наклоне между “дисками” Z0 и Z4 довольно большая, и на таком удалении от центра их плоскости должны разойтись достаточно далеко друг от друга.

На этом еще не все, и на изображениях все еще можно найти

Следы наличия других спиралей

Если внимательно рассмотреть представленный выше групповой портрет из пяти первых спиралей, то заметны и другие линии, для которых могут существовать спиральные ветви, не входящие в группу Z. Я здесь нарочно представил этот совместный скриншот спиралей Z-спутников СМЧД на фоне трех различных изображений – штамповке, оригинальном и с испорченными уровнями. Удивительно, но для целей поиска недостающих кандидатов очень хорошо именно оригинальное изображение (но и 3D-штамп неплох).

Итак, первое, что бросается в глаза - это почти прямая линия справа К4-М5. У нее нет ярко выраженной симметричной ветви, да, но пример других галактик показал, что так иногда случается, что противоположная ветвь хуже видна. Вторая пара кандидатов – это две еще более крутых дуги K4-L5 и C2-D3, которые сразу выглядят как парные, но правая сторона значительно четче. И если убрать линии спиралей Z, то для этих линий обнаруживаются внутренние ветви практически той же формы (но меньшего размера). Вот с этих двух пар и начнем.

Но сначала я приведу таблицу параметров найденных спутников группы Y.

Спираль Y0 (ZY) – плоская, эксцентричная, наклонная

В первой части уже приводилась эта спираль под именем ZY, на фоне оригинального изображения – в виде анимации. Теперь настала очередь 3D-штампа.

В изображении на этот раз присутствует линия, вокруг которой повернута плоскость этого путника СМЧД и соответствующая спираль, на 69 градусов.

Под спойлером – анимированный вариант

В центре присутствует так же орбита и наблюдаемое положение на этой орбите спутника СМЧД, увеличенные в несколько тысяч раз.

И в статической, и в анимированной версии хорошо видны не только совпадения с удлиненными линиями, но и с заостренными выступами (в квадратах J4, L5, N5) и даже слева (в квадратах F3, D2, A1).

На самом деле, у спутника Y0 (ZY) есть конкурент, претендующий на те же удлиненные линии –

Спираль спутника СМЧД Y1

Это так же наклонный, но малоэксцентричный спутник, формирующий уже кольцеообразные (а не вытянутые) спирали. Именно благодаря его наличию и объединению усилий потоков плазмы от спутников Y0 и Y1 справа образуется такая глубока бороздка на карте 3D-штампа.

Под спойлером – анимация спирали Y1

Спираль Y1 - это самая остронаклоненная к нам спираль (из найденных).

Спирали спутников СМЧД Y2 и Y3

Под спойлером – соответствующие анимированные сравнения

Спираль спутника СМЧД Y4

Эта спираль обнаружена последней, благодаря использованию 3D-штампа в качестве подложки. Именно в этом варианте хорошо стали видны оставленные ей глубокие следы на рельефной картинке.

И под спойлером – соответствующая анимация

Виртуальный полет вокруг Андромеды

Сейчас – пристегнитесь. Мы совершим виртуальное космическое путешествие из галактики Млечный Путь вокруг галактики Андромеда. И посмотрим на нее со стороны (условного) северного полюса.

Большое Магелланово Облако (работа над ошибками)

Пока приостановлюсь говорить об Андромеде и немного возвращусь к другому крупному объекту на небосводе – Большому Магелланову Облаку. В предыдущей части я представил вариант восстановления модели его спиралей. Мне даже удалось построить кривые линии в спирали номер 3, манипулируя параметром девиации.

Но использование штампа к этой галактике показало, что старался я почем зря. Все намного проще – излишне кривые линии появляются в результате наложения света находящихся между Землей и этой галактикой звезд Млечного Пути.

Ниже – медленная анимация наложения полученного 3D-штампа БМО, обозначенных кружками вероятных следов звезд на ее изображении, и фотоколлажа от Новака, с теми же кружочками. (И это еще отмечены не все звезды).

На астрофотографии действительно есть какие-то искорки близко к центрам отмеченных кружков (иногда не близко), это и есть звезды. Почему вокруг них образуется ореол в виде окружности (на 3D-штампе очень похожий на лунный кратер), при том, что сами звезды не выглядят такими уж яркими? Может быть, они не яркие благодаря работе оптики телескопа или дополнительной обработке изображения, или же свет от этих звезд освещает близлежащие облака газа, и появляется пятно более яркой освещенности. Точно не могу сказать. Но могу теперь исправить свою модель, удалив из нее зигзаги вокруг ореолов звезд (а жаль, было красиво).

Под спойлером – анимированные версия сравнений с астрофотографией и 3D-штампом

Внимательные читатели, наверное, заметили, что с прошлого раза спиралей стало на две больше. На самом деле, их там гораздо больше, чем даже пять. Просто вытащить слишком много не получается, работая только с таким разрешением астрофотографии (около 1000 пикселей против 7400 в фотографии Андромеды) и высматривая следы спиралей глазами. Даже использование фокусов с 3D-штампом или дополнительной обработкой уровней не очень помогает.

Приведу также данные найденных спутников СМЧД в ядре БМО.

Как можно заметить из параметров, мы смотрим на эту галактику со стороны ее южного полюса (отрицательные периоды означают, что направление вращения спутников СМЧД – по часовой стрелке). И практически плашмя, т.е. наклон к плоскости проекции – минимальный.

Спутники 4 и 5 оказались странно похожи друг на друга, как будто они ходят по одной и той же орбите, но 5-й отстает о 4-го на 16 тысяч лет.

Возвращаясь к Андромеде

Теперь, когда найдена причина артефактов на фотографии Большого Магелланова Облака, становится очевидно, что примерно такие же артефакты могут влиять и на интерпретацию других крупных галактик, и в том числе, Андромеды. Угловой размер Андромеды примерно вдвое меньше углового размера БМО (2.7 градуса против 5.4). И значит, влияние должно быть еще существеннее.

Таким образом, самое большое искажение в “кольце” Андромеды – это результат наложения на нее ореола более близкой звезды. А никак не дыра, оставленная пролетом через диск Андромеды карликовой галактики M33, как бы ни хотелось этого любителям придумывать красивые подписи под фотографиями галактик. Вероятно, и мне придется еще немного внимательнее посмотреть на некоторые линии в модели галактики M31. Поэтому пока приостановлюсь на этом месте. Тем более, что для одной части материала уже и без того очень много.

Продолжение следует.