УДК 523.31, 524.1, 524.352, 524.387, 524.62, 524.64, 524.66, 551.7.031
I. Введение.
Солнечная система периодически испытывает разномасштабные внешние воздействия [5; 37; 72; 76; 86; 171; 172], которые приводят к дестабилизации орбит малых тел и импульсам разномасштабных бомбардировок планет по [142; 155; 161; 181]. На Земле периодические вспышки импактов проявляются в виде масштабно, хронологически, пространственно и причинно-следственно связанных с возникновениями крупных ударных кратеров (новообразованиями кольцевых структур глубоководных морских и океанических котловин [23; 109; 123]) комплексов резких глобально-масштабных изменений среды [31; 123; 142], приводящих в том числе к массовым вымираниям (МВ) биоты различных интенсивностей [23; 123; 142; 162] (Рис.1). В истории планеты находят отражение циклы глобально-резких изменений в миллионы, десятки и сотни миллионов лет (Bertrand, 1892; Stille, 1944; Wilson, 1966) [6; 7; 37; 72; 76; 88; 171; 172; 173; 176] (Рис.2).
По амплитудам резких регрессий (падениям уровня океана, зависимым от объемов новообразованных кратеров-котловин), и вызванных ими глобально-резких разномасштабных изменений среды и условий осадконакопления, в “геохронологических” (хроностратиграфических) периодических шкалах наиболее изученного фанерозойского эона (эонотемы) выделяют границы эр (эратем), периодов (систем), эпох (отделов и подотделов) и веков (ярусов). Разделы веков через миллионы лет являются минимально глобально-выраженными границами фанерозоя, отмеченными новообразованиями морских котловин-кратеров размерами до первых сотен километров. Века складываются в эпохи продолжительностями до первых десятков миллионов лет, границы между которыми характеризуются новообразованиями кольцевых глубоководных морских котловин диаметрами до нескольких сотен километров по [23; 109; 123; 136] и МВ [2; 105; 112; 123]. Из эпох сложены периоды по несколько десятков миллионов, а из периодов еще более масштабные эры в первые сотни миллионов лет (Рис.2). Границы эр (и соответственно приграничных периодов, эпох и веков) маркируются новообразованиями кольцевых структур океанских суперкотловин размерами более 4,8-14,0 тыс.км по [12; 23; 28; 54; 78] и МВ максимальных масштабов - до 68-95% видов [2; 77].
Сокращение циклов. Установлено непрерывное повышение частот катастроф всех масштабов - закономерное сокращение продолжительностей относительно спокойных интервалов времени [1; 3; 5; 44; 72; 76; 180], имеющее вид геометрической регрессии по [1]. От палеозойской эры продолжительностью 375-270 млн.лет к мезозойской в 200-120 [124], затем к современной кайнозойской в 90-77 млн.лет по [43; 51] (Рис.2б, 2в); эпох от 30-20 млн.лет в начале фанерозоя до 13,0-11,5 в настоящее время по [3; 124] - с уменьшением каждой последующей эпохи в среднем до 0,7 млн.лет [45] (Рис.2а), и также веков. Исходя из закономерно согласованного сокращения циклов разномасштабных периодичностей, количественного соотношения эпох и веков по большинству различных опубликованных шкал фанерозоя как 1/3 (29-32 / 87-96 [124]) при дискуссионности эпохальной принадлежности около десятка приграничных веков [124], имеются основания предполагать триплетность границ эпох и веков фанерозойского эона, проявленной в чередовании межэпохальных разделов в среднем через каждые две межвековые границы меньших масштабов.
Согласованное сокращение циклов периодичностей различных масштабов (от первых до первых сотен миллионов лет) указывает на их общую обусловленность внешней к Солнечной системе причиной, связанной с параметрами орбиты Солнца по [1; 5; 43; 72; 76; 162]. Приуроченность границ эр к минимумам продолжительностей эпох (минимумам затухающей синусоиды (Рис.2в)), может указывать на их связь с перигалактием эллиптической орбиты Солнца по [40; 51]): - длительности прошедших эр в 375-120 млн.лет по [124] совпадают с продолжительностью галактического года - оборотом Солнца вокруг центра Галактики за 300-150 млн.лет [5; 18; 51; 72; 84; 86; 88]. Сокращение продолжительностей эр согласуется с предположительным сокращением галактических лет [1; 5; 44; 72; 180], возможно вследствие недостаточности скорости Солнца для движения по круговой орбите: - средние поперечные скорости (без учета радиальных составляющих) большинства звезд диска, до R<14-15кпк от центра, меньше на 10-50 км/с круговых (без радиальных составляющих) скоростей газа диска по [21] (Рис.3а). Падение низкоскоростных звезд по спирали к Центру, со снижением высот их орбит и сокращением периодов вращений [1] (Рис.3б, 3в), возможно по причине векового ускорения по [122], динамического трения [65] или непрерывного роста гравитационного потенциала центра Галактики за счет аккреции окружающей материи: - в Млечном пути имеются свидетельства столкновений и слияний с другими галактиками по [36; 63; 144; 145; 154; 163; 170]. Черные дыры (ЧД) из-за динамического трения всегда оседают к центру масс звездной системы (и звезды не могут быть исключением – авт.), там связываются в двойные системы и сливаются в более крупные [65]. С ростом размеров (масс - авт.) галактик растут круговые скорости звезд [156], или другими словами, сокращается количество звезд и ЧД с низкими скоростями.
а) б) в)
Рис.3. Скорости и возможные траектории космических объектов с низкими скоростями:
Такие галактики как наша, за последние 8 млрд.лет должны были испытать около шести слияний с другими галактиками [22; 114; 135; 170] - последнее столкновение Млечного пути с соседней галактикой произошло предположительно ~0,3-2 млрд.лет назад по [63; 144; 145; 154; 170]. Признается неизбежность через ~4 млрд. лет столкновения и слияния за ~3 млрд. лет со спиральной галактикой М31 Андромеда [55; 114; 163], которая также ~0,9-2,1 млрд.лет назад поглотила (начала поглощать - авт.) соседнюю M32 [114]. Само существование дисков спиральных галактик говорит о столкновительном характере среды, из которой они возникли [21; 189], и приводит к выводам о спиральных галактиках как взаимодействующих сталкивающихся [108; 114; 144; 145; 170] неправильных (которых часто объединяют со спиральными [65]), и затем относительно быстро, за первые миллиарды лет [55; 114; 170], с ускорением сливающихся [111] через дисковые фрагментарные, регулярные, сейфертовские, и затем линзовидные [189] в (или) более крупные эллиптические по [21; 36]. От слабо закрученных дисков к сильно закрученным по [39], и далее по мере ускорения вращения к “аккреционным”, без возможности различения отдельных ветвей: - диски линзовидных галактик обеднены газом [55; 65; 186] и не имеют заметных спиралей, в которых велик темп формирования звезд [55]. В то же время в эллиптических галактиках могут сохраняться следы тесного взаимодействия по [21], например, сам диск и быстрое вращение [65], с последующим замедлением-затуханием вращения до сфероидальных. В самой галактике Млечный путь периоды образования гало (богатого легкими элементами старого населения сферической составляющей) и формирования спирального диска (обедненного легкими элементами молодого населения плоской составляющей) отделены друг от друга огромным промежутком времени в ~1-5 млрд.лет [36; 40; 65]. За это время значительная часть газа могла покинуть систему (диск - авт.) в виде галактического ветра по [40].
Многочисленные наблюдения убеждают, что в ядре каждой обособленной галактики должен быть только один сверхмассивный объект (СМО) >105Mʘ по [55; 139], за исключением спиральных, содержащих два и более [26; 40; 107; 139; 140] (Рис.4). Выводы наблюдений позволяют рассматривать слияния галактик как слияния галактообразующих СМО [55; 139; 140], с эволюцией ядер от одиночных СМО через взаимодействующие и сливающиеся тесные двойные системы (ТДС) [55; 65] спиральных [26; 40; 107; 139; 140] снова в одиночные эллиптических. Отличие кривой вращения спиральных галактик от гиперболической кеплеровской для центральной массы (Рис.3а) и обрыв яркости вблизи центра подтверждают дефицит массы в самом центре Галактики [40]. В таком случае из многочисленных кандидатов на роль галактообразующей взаимодействующей ТДС СМО Млечного Пути на оси бара, например на R~0,1кпк, могут претендовать облако Стрелец B2 (Sgr B2) диаметром 20-30пк массой ~3·106Мʘ [27], а на востоке - предположительно взаимодействующее с Sgr B2 и антиподальное ему облако Sgr C2 по [157] (Рис.4б, 4г, 4д). Еще один кандидат в СМО массой ~105Мʘ, возможно связанный с облаком Sgr C, обнаружен на R~60пк от центра [165]. Также нельзя исключать возможность обнаружения других СМО на оси минибара в Центре (Рис.4в, 7в). Сам же радиоисточник Стрелец А* (Sgr A*) массой в 2,6-4,3·106Мʘ [69] не совпадает с плоскостью диска Галактики и осью бара [27; 168] (Рис.4в, 4г, 7в), поэтому может рассматриваться как взаимодействующий с галактообразующей ТДС, третий СМО.
Ядро спиральной галактики Млечный путь как взаимодействующей системы минимум из двух СМО массами до ~106Мʘ по [26; 27; 40], с ускорением падающих друг на друга по [198], соответствует выводам о сложности ядер спиральных галактик [4] и необходимости привлечения дополнительной взаимодействующей галактики или СМО для объяснения спиральной структуры [19; 39; 40; 131; 148; 187]. Вывод о непрерывном повышении гравитационного потенциала ядра Млечного пути как сливающейся системы возможно из трех или более СМО, подтверждает неизбежность снижения высот орбит и сокращение периодов вращения относительно медленных звезд диска Галактики. Корреляция предположительно сокращающихся галактических лет с параметрами допустимо спирально-эллиптической орбиты Солнца также может указывать и на неизбежное сокращение интервалов времени между пересечениями Солнечной системой галактической плоскости (орбита Солнца не совпадает с плоскостью Галактики [51; 96]): - Усиление внешних воздействий на границах геохронологических периодов (систем) связывают с прохождением Солнца через плоскость более плотного тонкого газо-пылевого диска по [96; 171; 172] (толщиной ~70пк-1кпк [38; 40; 53; 55; 56]).
При этом, в связи с отсутствием на границах эр и периодов (предположительно в перигалактии и при пересечениях орбиты Солнечной системы с Галактическим диском) явных нарушений эпохально/вековой триплетности, самые крупномасштабные разделы фанерозоя в работе рассмотрены лишь как усиления менее масштабных межэпохальных воздействий неоднородностями диска и перигалактия. Поэтому, исходя из исторических закономерностей, следующая бомбардировка планеты не предполагается самой значительной: до перигалактия еще ~12-22 млн.лет по [43; 51], и Солнце уже пересекло плоскость диска менее 3 млн.лет назад [96; 161] - относительно недавняя граница неогена и квартера 1,0-2,6 млн.лет назад обозначила начала современных века, эпохи и заключительного периода кайнозойской эры. Следовательно, следующая глобальная межвековая граница, предположительно через 0,75-1,5 млн.лет по [45], будет вызвана относительно малозначительным импульсом бомбардировки, приводящим к образованию ударных кратеров размерами до первых сотен километров, не представляющими угрозы для существования человечества как вида. Целью настоящей работы и является проверка возможности межэпохальных внешних галактических воздействий на Солнечную систему, как базовых в формировании крупномасштабных разделов фанерозойской истории, и соответственно триплетной структуры исторических границ.
II. Исходные данные.
В качестве причин периодических внешних галактических воздействий на границах эпох и слагающих их веков, в связи с отсутствием других, установленных наблюдениями и сопоставимых по масштабам, закономерно регулярных неоднородностей среды на траектории орбиты Солнца в плоскости многорукавной Спиральной структуры, предлагаются пересечения с самими Рукавами по [2; 27; 38; 40; 84; 130; 172; 173]. Спиральные рукава, как минимум за пределами радиуса коротации (предположительно на концах бара R~3-5кпк), могут вращаться с большей угловой скоростью, чем звезды диска по [55; 80]. И способны вносить возмущения не только плотности и гравитационного поля, но и систематической скорости звезд [40] до 10-15% [75] (Рис.3а; Рис.5а), что неизбежно приведет к дестабилизации недостаточно устойчивых орбит малых тел Солнечной системы и импульсам астероидных бомбардировок планет преимущественно земной группы по [155]. Для подтверждения данного предположения Спиральная структура, исходя из проявленных в истории Земли учащающихся периодичностей разномасштабных импульсов импактов как результатов внешних воздействий, также должна быть симметрично-триплетной (шестирукавной) и вращаться с ускорением, а современный период обращения спиральной структуры должен соответствовать общей продолжительности последней пары геохронологических эпох в 26,0-23,5 млн.лет по [2; 45] (Рис.2а).
Согласно установленной дипольной симметричности дисков спиральных галактик [19], Млечный путь может представлять из себя симметричную шестирукавную [39; 41; 146; 191] триплетную структуру из шести ветвей с различными свойствами: - 2-х оптических массивных рукавов со старыми звездами и 4-х газовых с молодыми [41], аналогично строению NGC4258 (M106) [39; 191] (Рис.5в). Двухрукавная спиральная структура из основных оптических массивных, бедных водородом рукавов по [39; 191], доминирует в толстом диске из старых звезд, а четырехрукавный спиральный узор (из второстепенных водородных рукавов - по [39; 191]) - в населении тонкого водородного диска, включающем газ и молодые (обновленные - [99]) водородные звезды [41; 102; 146] (Рис.5в, Рис.6б).
Сложность обнаружения (по данным радионаблюдений на линии нейтрального атомарного водорода HI 21,1см) обедненного водородом оптического рукава Ориона даже в относительной близости от наблюдателя (Рис.5б), объясняет еще большую сложность обнаружения антиподального Ориону шестого, также безводородного рукава, за запыленным Центром на противоположной стороне диска Млечного пути: - В окрестности Солнца выделяют три ветви: Стрельца, Ориона (Местного) и Персея [40]. Ветви Персея и Стрельца резко отличаются от Местного (обедненного водородом оптического - по [191]) рукава Ориона, в котором не устанавливается избытка ионизированного HII и нейтрального атомарного водорода HI по [40] - радио-картина спиральной структуры, т.е. распределение ионизированого водорода НII, нейтрального атомарного водорода HI и пульсаров, согласовывается с существованием ветвей Персея и Стрельца, но не обнаруживает Местного рукава Ориона [36; 39; 40]. В то же время имеются данные, что Местный рукав Ориона является главной спиральной структурой Галактики [39; 98; 193], и плотность областей интенсивного звездообразования в Местном рукаве как минимум сопоставима с плотностью других рукавов [40; 98; 174; 197]. Для сравнения - в галактике NGC4258 масса оптических ветвей (преимущественно из безводородных звезд SNI типа - авт.) в сто раз больше массы эруптивных газовых рукавов [39; 191] из водородных обновленных звезд SNII типа.
При этом, в отличие от архимедовых-паркеровских спиралей солнечных космических лучей (СКЛ) при равномерном вращении генератора выбросов [52] (Рис.6в), логарифмически-гиперболический вид спиральных ветвей Галактики, ввиду отставания-«волочения» рукавов от вращения бара по [95] (Рис.5б, 6б), указывает на ядро как причину вращения спиральной структуры, и подтверждает ускорение вращения ядра-генератора (и соответственно внешне твердотельно вращающихся бара и балджа) относительно самих рукавов. Напрямую ускорение вращения ядра следует из выводов о ядрах спиральных галактиках как сталкивающихся, и с ускорением сливающихся ТДС СМО по [26; 27; 40] (Рис.4).
Спиральная структура охватывает всю галактику от ее ядра до самой внешней части [19; 39; 166]. До последнего времени в предположении о стационарности системы считалось, что кинематика спиральной структуры определяется вращением бара, твердотельно вращающегося с угловой скоростью Ω𝑏𝑎𝑟 [19; 80]: - Спиральные рукава в плоскости диска часто связанны с баром в одно целое [21], и возможно вращаются также твердотельно [19; 21; 36] в одном направлении в одной плоскости [21]. Поэтому очевидно, что угловая фазовая скорость спиральных волн Ωρ должна совпадать с угловой скоростью бара [36; 39; 80]. Указания на то, что он должен быть на внутреннем резонансе, коррелируют с результатами работы [153], из которых следует, что спиральная структура нашей Галактики должна возбуждаться в ее центральной части [19; 39; 95; 153; 166] и отличаться от скоростей вращения звезд диска [39]. А радиус коротации (совпадений угловых скоростей вращения населений), может располагаться на концах внешне твердотельно вращающегося бара R~3-5кпк [19; 41; 80; 115; 194]. Тогда угловая скорость вращения спирального узора Ω𝑠 может быть везде больше скоростей вращения населений диска Ω(𝑟), т.е. Ω(𝑟)=𝑉(𝑟)/𝑟<Ω𝑠 [80] (для R>1кпк по [27]).
В этом случае общепринятая волновая гипотеза твердотельного вращения спиральной структуры [19; 21; 36; 40; 149; 151] вступает в давнее неразрешимое противоречие между быстро вращающимся газом бара с угловой скоростью Ωbar∼70-40 км/с/кпк и медленной круговой скоростью спиральных рукавов в Ωsp∼40-10 км/с/кпк по [39; 41; 80; 81; 95; 115; 150; 194;], т.е. фактически дифференциальным вращением. В то же время очевидно, что возможны лишь два несовместимых варианта вращения спиральных рукавов - твердотельное либо дифференциальное [36; 40]. Помимо указанного противоречия, общепринятая волновая твердотельная гипотеза игнорирует наблюдательные данные о разнотипности спиральных рукавов и радиальных движениях материи в плоскости Спиральной структуры по [39; 191] (Рис.5в): - При возможных радиальных скоростях рукавов до ~800 км/с [45] угловая скорость вращения спиральной структуры в целом может быть выше скоростей вращения звезд [55; 80] на порядок на Rʘ, даже при сопоставимости самих круговых скоростей газа в рукавах и звезд диска. Общепринятая гипотеза также оставляет открытым принципиальный вопрос теории спиральной структуры - о причинах возбуждения и механизме поддержания спирального узора [19; 39], который решает дифференциальная гипотеза выбросов: - Если в центральной области имеется какой-либо постоянно действующий «генератор», способный «гнать» спиральные волны по галактическому диску (Рис.6а), то и проблемы «выживания» (дифференциального - авт.) спирального узора не существовало бы [39]. С учетом перечисленного, общепринятая гипотеза твердотельных квазистационарных волн плотности вызывает ряд серьезных возражений [39; 169; 187; 196;], и не может объяснить спиральную структуру в галактиках, подобных Млечному Пути [41; 128].
На основании изложенного имеет смысл вернуться к более ранней дифференциальной гипотезе: - За спиральную структуру Галактики могут быть ответственны установленные в спиральных галактиках прямыми наблюдениями [191] (Рис.5в) радиальные выбросы из (вращающегося с ускорением - [95]) центра газов, продуктов взрывов или иной материи, групповая скорость которых направлена от центра к периферии [4; 19; 27; 39; 40; 93; 129; 131; 166; 177; 191]. В дифференциальной гипотезе механизмом образования спиральной структуры предлагаются извержения газа до 108Mʘ из ядра в плоскости вращения Галактики, которые обновляют спиральную структуру [4; 19; 39; 191], в соответствии с первостепенной ролью газа в формировании Спиральных рукавов [94]. Подобный механизм традиционно сравнивают с вращающейся поливальной установкой - спринклером [48], либо архимедовыми-паркеровскими спиралями выбросов звездного ветра СКЛ (Рис.6в). Также уместны аналогии с вращающимся минибаром в Центре Галактики (Рис.8в), и с продолжающимися радиальными выбросами потоков плазмы из быстро вращающихся ядер BAL-квазаров в плоскостях экваториальных аккреционных дисков, с одновременными выбросами джетов вдоль полярных осей [192]. Предлагаемая дифференциальная гипотеза преимущественно радиально-направленных, дипольных взрывных выбросов газа и пыли в плоскости диска по [39; 190], более полно объясняет имеющиеся наблюдательные данные:
- спиральные возмущения поля скоростей звезд и газа диска, возбуждение и поддержание спиральной структуры в дифференциально вращающемся диске из звезд [19; 40] - как проявлений динамических воздействий сверхскоростных радиальных выбросов газа [19; 39; 191] по гиперболическим траекториям. Наблюдениями установлено, что взрывные выбросы ионизованных СКЛ могут двигаться поперек силовых (спиральных - авт.) линий под углом 50° от направления Земля-Солнце [42] (Рис.7в);
- градиент возрастов звезд поперек спиральных рукавов (молодых цефеид к внутренней стороне) [19; 36; 39; 199] при отсутствии продольных [39; 190] - как следствие зависимости звездообразования (омоложения) в рукавах от времени аккреции гигантами и сверхгигантами необходимой критической массы водорода в процессе прохождения через них сверхскоростных потоков плазмы повышенной плотности по [99]. Отсутствие подобного градиента в безводородных рукавах [39] может свидетельствовать именно о таком механизме вспышек водородных сверхновых в газовых;
- дипольную симметричность спиральных рукавов [19; 39; 166] - как антиподально направленных выбросов ионизованного газа из центральной области вдоль оси бара (оси магнитного диполя ТДС СМО). Возможный пример - джет минибара в Центре Галактики (Рис.8в);
- существование спиральных ветвей с разными характеристиками, образованных не только молодыми, но и старыми звездами диска [19; 39; 40; 191] - различием воздействий разнотипных выбросов, приводящих преимущественно к SNII или SNI типам вспышек;
- наличие двухрукавной галактической ударной волны (ГУВ) [19] - как следствие сверхзвуковой разницы скоростей сверхскоростных передовых выбросов Ориона и его антипода по сравнению со средой диска за относительно медленными газовыми рукавами. В таком случае должно наблюдаться отсутствие выраженной УВ перед газовыми рукавами;
- наличие узкой полосы ионизованных пыли и газа вдоль внутренней кромки спиральных ветвей [19; 39; 40] - как неотъемлемых продуктов взрывных выбросов сверхновых по [10; 22; 59; 182] из Центра, из которых и могут формироваться сами рукава по [4]. К тому же космическая пыль и УВ сами являются катализаторами процесса «молекуляризации» водорода [21; 40; 80]. Одновременно расположение полосы пыли внутри бара на передней кромке, а в спиралях за пределами бара - на задней кромке рукавов [81], указывает на влияние магнитного поля на ионизированную пыль до R<3-5кпк от центра, и отсутствие его влияния за пределами бара: - тяжелые ионизованные ядра отклоняются магнитным полем сильнее [82], и дополнительно ускоряются вращением диска Галактики по материалам (Arago, 1825) [74];
- отличие форм спиралей от архимедовых [95] - ускорением вращения бара и ядра как генератора выбросов;
- различие углов закрутки от 6°-12° у (относительно медленных - авт.) водородных ветвей и до 20°-25° у (сверхскоростных безводородных - авт.) оптических [40] - различными радиальными скоростями выбросов с разными плотностями;
- обнаружение УВ по наличию и усилению синхротронного и гамма-излучений по касательным к спирали направлениям по [19; 40] (т.е. по внешней кромке рукавов - авт.) - более высокой скоростью вращения спиральных рукавов относительно населений диска за пределами радиуса коротации по [55; 80]. В стационарной гипотезе скорость вращения рукавов принимается меньшей скорости вращения звезд диска, поэтому ГУВ вынужденно располагают на внутренней кромке спиральных ветвей по [19; 40].
Отмечается, что лишь первые два наблюдения - данные о спиральной структуре поля скоростей звезд и градиенте возрастов звезд поперек рукавов, по существу, считаются доказательствами волновой природы спиральных рукавов [40]. Таким образом, основанная на прямых наблюдениях аналогичных Млечному Пути спиральных галактик, гипотеза взрывных выбросов [4; 39; 190] не только устраняет твердотельно / дифференциальное противоречие на основании возможности дифференциального вращения Спиральных рукавов, но также уточняет и дополняет имеющиеся наблюдательные данные. И в отличие от твердотельно-волновой гипотезы, которая дает возможность предсказать геометрию спирального узора по известным параметрам галактик [19], гипотеза выбросов позволяет решать более сложные обратные задачи - по внешнему виду спиральных структур и джетов рассчитывать параметры самих спиральных галактик и их ядер, в т.ч. квазаров.
Вывод: Предпочтительная по сравнению с общепринятой квазистационарной твердотельно-волновой, предлагаемая [191] дифференциальная гипотеза разнотипных выбросов из центра бара R<3-5кпк, допускает возможность формирования в дифференциально вращающемся звездном диске непрерывно обновляемой, и также дифференциально, но с ускорением вращающейся симметрично-триплетной спиральной структуры с рукавами различных плотностей и радиальных скоростей. Одновременно взаимосвязь Спиральных рукавов, бара и овально вытянутого неосесимметричного балджа R<1,0кпк как единой структуры (генерируемой ТДС СМО R<0,1-0,2кпк) свидетельствует, что вся структура в целом может иметь период вращения, соответствующий наблюдаемому периоду вращения объектов балджа центральной области 0,2<R<1кпк в ~24 млн.лет по материалам [27]. Таким образом, современный предположительный период вращения шестирукавной Спиральной структуры (с двумя масштабными ГУВ) достаточно точно соответствует зафиксированной в истории Земли общей продолжительности двух последних эпох общей продолжительностью 26,0-23,5 млн.лет по [2; 45] (Рис.2).
III. Постановка задачи.
Несмотря на соответствие предложенной [191] модели Спиральной структуры астрономическим наблюдениям и зафиксированным в истории Земли геохронологическим данным, обоснованность изложенной гипотезы все же приходится признать неполной. Любая гипотеза спиральной структуры Галактики недостаточна без объяснения принципиального вопроса об источнике возбуждения и поддержания спирального узора [19; 39], в рассматриваемом нами случае - механизма образования непрерывных потоков взрывных выбросов галактических космических лучей (ГКЛ) с различными параметрами в течение последних минимум 600-700 миллионов лет (Рис.2). При этом скорости и плотности выбросов должны быть достаточными, чтобы динамические воздействия передовых сверхскоростных экстремумов обедненных водородом выбросов образовывали широкую ГУВ на фронте движения в толстом обедненном водородом оптическом диске из старых безводородных звезд, проявляемую в виде вспышек предположительно столкновительного SNI типа по [195], и также имелась возможность аккреции концентрированных ГКЛ магнитными полями газовых сверхгигантов до критических масс и вспышек в виде водородных сверхновых SNII типа по [19; 39; 99] в относительно медленных плотных газовых рукавах тонкого газового диска. Недостаточная изученность данных вопросов требует дополнительного рассмотрения.
IV. Теоретические основы.
Солнце, средняя звезда Галактики, излучает звездный ветер космических лучей (КЛ) энергией до 1023 эрг/с [42; 52]. Полной мощности излучения всех ~1011 звезд Галактики в 1023·1011~1034эрг/с [42] недостаточно для предполагаемой интенсивности излучения Млечного пути в ~4·1040-1041 эрг/с [8; 42]. По энергетическим соображениям подобная интенсивность может быть получена только от взрывов сверхновых [14; 25], с полным энерговыделением при вспышке до 6·1051эрг [42; 59]. В таком случае для обеспечения мощности КЛ до 1042 эрг/с достаточно небольшой доли энергии вспышек при частоте раз в 30-300 лет [8; 14; 25; 59]. В нашей Галактике вспышки сверхновых происходят раз в 12-50 лет [55; 57; 59] - только в окрестностях Солнца на расстояниях до 3-5 кпк от Земли за последнюю тысячу лет наблюдались 3-5 вспышек сверхновых [57]. По другим данным, в нашей Галактике за год формируется около дюжины новых звезд [70].
Количество контактов звезд, или столкновений SNI типа, зависит от плотности их распределения - сверхновые чаще всего образуются в центральных более плотных областях [195]. А сильная концентрация массы к центру - важное условие возможности существования спиральной структуры в дисковой галактике [39]: - вблизи Солнца плотность звезд составляет ~7·10-2Мʘ/пк3, а в Центре >3·107Мʘ/пк3 [27]. Центральная область c массивным сфероидальным уплотнением звезд R<0,6-0,7кпк включает в себя звездный балдж массой 4·109-3⋅1010Мʘ [36; 40] (при полной массе диска Галактики в 7·109Mо - 1,5⋅1012Мʘ [36; 39]). Т.е. звездная плотность в центре Галактики в 104-109 раз по [27], возможно даже в 1018 [36] раз выше, чем в галактических окрестностях Солнца. Соответственно в Центре могут быть на порядки выше интенсивность вспышек сверхновых и пропорционально объемы выброшенных взрывами сверхскоростных газов и пыли. В связи с затрудненностью подтверждения прямыми наблюдениями высокой частоты взрывов в центре из-за запыленности диска Млечного пути [40; 57], допустимо предположить, что частота вспышек сверхновых в центральной области сливающейся Галактики, и соответственно объемы выбросов КЛ, могут на порядки превышать регистрируемую в настоящее время интенсивность ГКЛ из Центра. Впрочем, значительная запыленность Центра сама может указывать на высокую частоту взрывов [10; 22; 59; 182]. Одновременно высокие некруговые скорости и значительные отклонения в распределении газа от плоскости симметрии в балдже свидетельствуют в пользу взрывов и высоких радиальных скоростей движений газа [40], достаточных для постоянного пополнения газового диска R<0,6-1,5кпк толщиной 150-200пк и массой ~6·108Mо по [26; 27; 40], и истечения в виде джетов-рукавов. Наклон трехкилопарсекового диска до 22°-24° [40; 178] и некруговые скорости газа до 100-200км/с подтверждают, что диск формируется не из внешнего, более плотного газового кольца R~4-6 кпк [40; 71], а непосредственно из центральной области.
ТДС СМО - магнитный диполь. Несмотря на ожидаемую интенсивность выбросов КЛ из центральной области порядка 1040 эрг/с, наблюдаемые потоки ГКЛ почти на восемь порядков меньше, чем потоки СКЛ [61]. КЛ энергиями до 1011-1016эВ практически изотропны [56], а установленная анизотропия ГКЛ СВЭ из Центра в диапазоне 1014<E<1018эВ составляет <4,4% [125; 24; 25] (Рис.8б). Отсутствие ярко выраженной анизотропии из Центра во всем диапазоне 1011<E<1020эВ указывает на существование в Галактике магнитного механизма по [53; 56; 106; 121; 127; 132; 175] концентрации и канализации из центра ионизованных ГКЛ с V>Vкруг. Недостаточность в настоящее время выбросов-джетов избытка плазмы вдоль полярной оси вращения диска Галактики (Рис.7а; 7г) оставляет возможным только одно направление выбросов ионизованных газов - вдоль оси бара в плоскости диска (Рис.7в). И единственными кандидатами на роль подобных выбросов в диске являются струйные потоки взрывных ионизованных плазмы, газа и пыли по [39; 190], проявленные в виде спиральных рукавов. Что в свою очередь указывает на ось выбросов (ось бара и балджа) как на ось магнитного диполя ядра Млечного пути, а на трехкилопарсековое эллиптическое псевдокольцо (“трехкилопарсековый рукав” [41]) (Рис.5б) как на магнитную плазменную “корону”. Вывод о наличии магнитного поля в нашей Галактике по [53; 85; 106; 127; 132; 167] подкрепляется как данными о существовании магнитного поля у вращающихся СМО [184], так и выводами о магнитном механизме формирования спиральных рукавов [39; 53; 94; 129; 169]. К примеру, в простейшей модели вращения диска галактики, при вращении даже не магнитного металлического диска, в прилегающих полусферах возникает не только сила, совпадающая с направлением вращения диска, но также сила, направленная от диска вдоль оси вращения, которые возрастают с ростом угловой скорости (Arago, 1825) [74].
Возможность существования в центре плоскости Галактического диска вращающегося с ускорением магнитного диполя ТДС СМО, а также наличие концентрированных объемов сверхскоростных ионизованных ГКЛ в виде газового диска R~0,6-1,5кпк и псевдорукава R~3кпк не требуют, в отличие от полярных выбросов джетов вдоль оси вращения, дополнительных механизмов (типа Blandford, Znajek, 1977; Blandford, Payne, 1982; Punsly, 2001) для канализации ионизованных ГКЛ вдоль магнитной оси диполя ТДС в плоскости диска. Спиральный вид вложенных разнотипных полярных выбросов КЛ (Рис.7б) отражает соотношение скоростей обособленных экстремумов выбросов к скорости вращения самого ядра, согласно опытам (Arago, 1825) [74], а также указывает на возможный механизм концентрации разноскоростных ГКЛ с различными экстремумами скоростей на орбитах различной высоты в виде вложенных эллипсоидов вращения. Наличие же зачатков выбросов полярных джетов в нашей Галактике (Рис.7а, 7г) свидетельствует о наступившей в эволюции Млечного пути относительно короткой сейфертовской стадии, которая может продлиться еще ~100-200 млн.лет по (Рис.2).
Экстремумы ГКЛ. Проверяя по модели диска Млечного пути (Рис.5б) [102] гипотезу о Спиральных рукавах как проявлениях воздействий на звезды радиальных выбросов из вращающейся центральной области [39; 190], можно приблизительно оценить скорости радиальных расширений ветвей-спиралей при упрощенно архимедовом равномерном вращении генератора с оборотом в ~24 млн.лет: Стрельца и Внешнего рукава - в 350-520км/с, Персея и Щита-Центавра - в 450-550км/с, Местного-Ориона и центрально-симметричного ему Антипода - в 600-800км/с [45]. Сами круговые скорости выбросов могут составлять от 240 км/с (Рис.3а) до 770-1280км/с на R~3-5кпк при возможно твердотельном вращении бара (скорость VR от R до центра быстро растет до R~3-5кпк, а затем остается почти неизменной вплоть до 30-50 кпк от центра [40]). Отсюда возможные экстремумы выбросов в плоскости диска могут составлять ~425-1380, 510-1390 и 645-1510 км/с с направлений lg~290о-340о.
Рассчитанные скорости ~425-1510км/с соответствуют скоростям звездного ветра Паркера в 100-1000 км/с и наблюдаемым скоростям СКЛ в 250-2000 км/с по [33; 52; 60; 61; 79]. Предположительные экстремумы ГКЛ коррелируют с экстремумами скоростей звездного ветра СКЛ: - спокойным в 250-500км/с интенсивностью 2,4-3,9·108 частиц/см2/с (n∼5-15/см3), высокоскоростным квазистационарным в 500-1000км/с интенсивностью до 2,7·108 частиц/см2/с (n∼2-5/см3), и с высокоскоростным спорадическим в 700-2000км/с ~102 частиц/см2/с (n∼10-4-10-5/см3) [33; 47; 52; 60; 61; 79]. Дополнительно необходимо отметить, что диапазоны скоростей взрывных выбросов сверхновых и звездного ветра КЛ соответствуют предполагаемым экстремумам скоростей микрочастиц лабораторных взрывных выбросов ~102-103км/с по [46]. Перечисленное может указывать на универсальность экстремумов скоростей выбросов микрочастиц при взрывах различных масштабов, и позволяет выдвинуть предположение о различных типах спиральных потоков по материалам [40] (Рис.5в, 6б), как о разноскоростных экстремумах взрывных выбросов сверхновых.
Рукава из SNI и SNII типов. Закономерно, что именно с самым высокоскоростным экстремумом звездного ветра СКЛ связана ударная волна (УВ) в Солнечной системе [52; 61; 100]. По аналогии с УВ СКЛ, сверхскоростные потоки Ориона и его антипода неизбежно будут порождать ГУВ ГКЛ на внешних границах вследствие сверхзвуковой разницы скоростей движений (>130км/с) за относительно медленными рукавами (в межзвездной среде скорость звука обычно 1-10 км/с по [40; 56]). Чем больше относительная скорость межзвездного газа и спиральных рукавов, тем мощнее галактическая ударная волна и тем сильнее сжат в ней газ - интенсивнее процесс звездообразования [40]. ГУВ могут привести к столкновениям-слияниям звезд [158; 188] и вспышкам SNI типа [195] безводородных сверхновых [21], обычно уже входящих в составы двойных звезд (ТДС) [158].
В свою очередь, относительно медленные и тонкие газовые (более плотные - авт.) рукава обозначены водородными вспышками SNII типа, характерными для (газовых - авт.) рукавов спиральных галактик [21], они не встречаются в эллиптических галактиках со звездообразованием преимущественно предположительно ударного SNI типа. Сверхновые SNII типа связаны с молодыми массивными звездами массами 8-50Mʘ [21] размерами до 5⋅103 и более Солнц [21; 87], эволюционирующими в течение миллионов лет до красных гигантов с протяженными, преимущественно водородными или гелиевыми оболочками [21]. В работе [99] выдвигалась гипотеза омоложения горячих звезд высокой светимости путем аккреции межзвездного вещества на звезду с мощным магнитным полем, в которой интенсивность аккреции может кратно зависеть от мощности и направления магнитного поля звезды [20].
Объем выброшенного в диск газа оценивается от ~1Mʘ/год [4] до 10% массы самого диска [9] (<7·108Mʘ - 1,5⋅1011Мʘ по [36; 39; 190]), и большая его часть сосредоточена в газовых рукавах толщиной до 0,3 кпк и шириной >1 кпк [38] (Рис.5б). Плотность газа в рукавах достигает 2-300n/см3 при среднем значении диска 0,2n/см3 [40]. Отсюда интенсивность непрерывного в течение <5млн.лет потока протонов при предполагаемой скорости рукава в ~425-1510км/с может составить 108-1010n/см2/с с En~1011-1014эВ/с. Принимая максимально возможный размер красного сверхгиганта за размер магнитного поля звезды, для аккреции-аккумуляции плазмы с суммарной кинетической энергией, равной энергии взрыва (коллапса слоя ионизованной водородной плазмы сверхновой SNII типа) до 1056-1062эВ (1038-1044Дж) [16; 42; 59], супергиганту допустимым сечением магнитного поля > 3,8·1029см2 может понадобиться < 105-107лет. Общее время прохождения двух последовательных газовых водородных рукавов через объекты диска может составить < 9 млн.лет по (Рис.5б), что соответствует времени эволюции (омоложения [99]) красных гигантов и сверхгигантов в ~106-107млн.лет по [36]. Поэтому в газовых относительно медленных рукавах, в отличие от сверхскоростных разреженных рукавов с ГУВ, максимум вспышек должен наблюдаться ближе к внутреннему краю газового рукава перед полосой пыли: - Расположение молодых звезд НII-области на внутренней кромке газовой спиральной ветви HI подтверждается наблюдениями [39; 40]. Можно также отметить, что в стационарной модели спиральной структуры, при разнице круговых скоростей звезд и потоков газа всего в 10-50 км/с, интенсивности потоков газа без учета радиальных составляющих будет недостаточно для аккреции критических объемов водорода звездами SNII типа.
Вывод: Гипотеза взрывных выбросов из Центра [191], дополненная магнитными механизмами концентрации и последующей канализации ионизованных выбросов сверхновых вдоль магнитной оси ТДС Ядра, достаточно обоснована наблюдениями и объединяет большинство гипотез происхождения спиральной структуры Галактики. А именно: взаимодействия галактик или СМО [151; 199], магнитную [129] и взрывных выбросов - истечения из центра [4; 40; 93; 131; 129] в единую взаимосвязанную взаимодополняющую систему, согласующуюся с наблюдательными данными и выводами об эволюции звезд, включая гипотезы природы вспышек SNI и SNII типов [99; 195]. Изложенное предположение может быть подтверждено наличием анизотропий ГКЛ с расчетных направлений, а также следов периодических импульсов выпадений проводящей космической пыли на границах эпох и веков в истории Земли.
V. Проверка гипотезы.
Анизотропии ГКЛ СВЭ. В настоящее время Солнечная система находится в разреженном межрукавном пространстве (>5·10-3n/см3 в области Солнца [40]) у внутреннего края рукава Ориона за полосой пыли (Рис.7б). После пересечения 1-3 млн.лет назад Галактической плоскости [96], Солнце движется на расстоянии в 20-28 пк к северу от диска [96; 133], и продолжает отдаляться от него [96] с допустимой скоростью 175-275 км/с по [138] под углом до 2-9° к диску по [96; 133; 138], до 12° относительно межзвездного газа и до 22° относительно ближайших звезд [34].
КЛ СВЭ галактического происхождения [13] должны прилетать преимущественно по направлениям от ее центра или от галактической плоскости [82], в рассматриваемой нами гипотезе выбросов - от плоскостей вращения межзвездного газа Спиральных рукавов или центрального газового диска R<0,6-1,5кпк (наклоненного к галактической плоскости до 22°-24° по [40; 178]). При этом плоскость спиральных рукавов не совпадает с галактической плоскостью до 7-8° [38; 179], по другим данным, плоскость магнитного поля (спиральной структуры - авт.) диска Галактики отклоняется от экватора на 20°-50о [85]. С учетом указанных отклонений, в полосе шириной не менее -24°<b<24° галактических координат, допустимо предположить наличие не менее трех обособленных экстремумов ГКЛ СВЭ с направлений 30°>lg>5°, 340°>lg>290° и 250°>lg>200° (Рис.8а). Cогласно гипотезе, помимо постоянной анизотропии не ионизированных частиц радиальных выбросов сверхновых из центра с направления lg~18° возможными энергиями до ~1017эВ, должна наблюдаться межрукавная фоновая анизотропия ионизированных частиц гиперболических ГКЛ с направления lg~310° максимальными E>1017эВ, и также нельзя исключить анизотропию lg~225° - падающих обратно к центру ГКЛ с эллиптическими орбитами (с недостаточными скоростями <Vesc).
Предположение подтверждается имеющимися данными о существовании анизотропий КЛ СВЭ максимальных интенсивностей именно с указанных направлений:
- до 4,4% для частиц 1014<E<1018эВ с направления ~lg15° bg-10° по [90; 125] (Рис.8б), соответствующих направлению прилета по радиальным траекториям из центра не ионизованных КЛ, близких к пределу E~1017эВ остатков взрывов сверхновых [8];
- в десятки процентов [25] частиц E>39·1018эВ с направления ~lg310° bg15° [116] (Рис.8в), что соответствует частицам ГКЛ с гиперболическими траекториями. Отмечается резкое уменьшение общего потока частиц после 5·1019эВ [59] и смещение анизотропии к северу при дальнейшем повышении энергии КЛ [116], что согласуется с изгибом спиральной структуры по [179] (Рис.11б);
- до 6,5% для частиц E>~8·1018эВ с направления lg233о bg-13° [185] (Рис.8г). Данная аномалия соответствует расчетной анизотропии частиц с эллиптическими траекториями, максимальные энергии которых, с разрывом в диапазоне <4·1018-8·1018эВ [89], все же превышают максимальные энергии не ионизированных радиальных КЛ из Центра. Аномалия также согласуется с отклонением спиральных рукавов к югу от плоскости диска по [179] (Рис.11б).
Таким образом, расчетные направления и возможные пределы энергий максимальных анизотропий частиц ГКЛ подтверждаются наблюдениями, подтверждается различие максимальных энергий радиальных КЛ E<1018эВ от ускоренных магнитным полем ионизированных частиц E>1018эВ, а также между гиперболическими E>1019эВ и эллиптическими E>1018эВ. Кроме перечисленного, смещение анизотропий E>39·1018эВ к северу может отражать возможные колебания плоскости газового диска ~R<0,6-1,5кпк по [40; 178] и магнитного поля рукавов в пределах 20°-50° [85] или более.
Для завершения предварительной проверки остается подтвердить периодичность импульсов выпадений проводящей космической пыли вблизи геохронологических границ.
Космическая пыль. Космическая пыль - неотъемлемая часть выбросов сверхновых [10; 59] и спиральных рукавов [94]. Наличие пыли тесно связано с наличием и степенью развития спиральной структуры [53], составляет < 0,001% от массы Галактического диска по [53; 55] (или < 104-107Мʘ по [36; 39]). Сосредоточена в узких [40], в 2-3 раза уже самого звездного рукава, полосах с внутренней стороны [19]. Периодические, в течение < 2-5 млн.лет, прохождения концентрированных пылевых масс через Солнечную систему не могли не оставить следов в осадконакоплении на Земле. В этом случае повышенные концентрации космической пыли хронологически должны наблюдаться после первопричины возникновения геохронологических границ - кратковременных глобальных регрессий по причине масштабных импульсов импактного кратерообразования под влиянием ГУВ и УВ близких вспышек сверхновых (в самих пылевых полосах уже отсутствует звездообразование по [19]). Т.е. на начальной стадии трансгрессии (постепенном после резкого падения повышении уровня океана с постепенным распространением морской биоты) и возобновлении эксплозивного вулканизма с выбросами пыли преимущественно силикатного или смешанного состава, аналогично современным условиям. Дополнительно должно выполняться следующее условие: предельные массы (и размеры) космических частиц, в соответствии с законом сохранения импульса, должны различаться в разноскоростных рукавах обратно пропорционально скорости, и быть сопоставимы с предельными (массами) размерами (сверхскоростных [46]) микрочастиц лабораторных взрывных выбросов < 50(500)мкм по [73].
Космические микрометеорные пылевые аномальные события [31; 113], связанные с выпадением на Землю большого количества малоразмерных космических частиц, предлагается рассматривать как самостоятельный процесс - отдельно от импактных бомбардировок, зафиксированных ударными кратерами [31] и микротектитами смешанного состава. Находки (проводящих - авт.) микрометеоритов в исследованных разрезах отмечаются после МВ [32] (хронологически связанных с моментами регрессий - авт.) и тяготеют к концу регрессивного или началу трансгрессивного циклов [31; 32]. Например, на рубеже T/P накопление слоя с микросферами продолжалось почти 2 млн.лет после момента регрессии [32] - импульса бомбардировки Земли под влиянием ГУВ. Относительно недавние, наблюдаемые примерно на одном стратиграфическом уровне, горизонты возрастом ~12,9 тыс.лет космических магнетитовых и высокоуглеродистых микросфер [31; 117] предположительно маркируют завершение прохождения полосы пыли спирального рукава Ориона сквозь Солнечную систему через < 2,6 млн.лет после УВ - межэпохальной границы Q/N. Временной интервал < 2-2,6 млн.лет соответствует расчетному времени прохождения сверхскоростных безводородных относительно узких Рукавов с ГУВ и указывает, что в более широких, относительно медленных рукавах на межвековых границах, длительность накопления относительно крупноразмерной пыли может составить до 4-5 млн.лет. Подтверждается и соответствие масс (размеров) частиц выбросов закону сохранения импульса: - размеры микросфер наиболее изученных межэпохальных границ эр, периодов и эпох P/K, K2/K1, T/P, C3/C2, Q/N, не различаются между собой и составляют < 150-250 мкм [15; 17; 30; 31; 32; 68; 117] - в то же время ископаемые железистые микросферы менее изученных границ веков достигают 1000 мкм [15; 67] (Рис.9), с возможными экстремумами < 600 и < 1000 мкм по [15; 67].
Вывод: Результаты предварительной проверки подтверждают существование анизотропий КЛ СВЭ с расчетных направлений, сами расчетные энергии КЛ СВЭ аномалий согласуются с наблюдаемыми, периодичные поступления космической проводящей пыли коррелируют с периодичностью геохронологических границ, а также предельные размеры (массы) частиц пыли разноскоростных рукавов соответствуют закону сохранения импульса и сопоставимы с максимальными размерами предположительно сверхскоростных микрочастиц лабораторных взрывных выбросов. На основании изложенного можно считать, что рассмотренная в работе взрывомагнитная гипотеза образования шестирукавной триплетной дифференциальной спиральной структуры, и следовательно сама Спиральная структура как первопричина возникновений триплетных геохронологических разделов в истории Земли, находит предварительное подтверждение и перспективна для дальнейшего рассмотрения и применения.
VI. Заключение.
Независимая проверка изложенной гипотезы фактически уже ведется в ходе исследований приграничных горизонтов проводящей космической пыли. Условность стратиграфических границ и несовершенство основанных на них современных геохронологических шкал [1; 2; 3; 29; 37; 64] (Рис.2) заставляет искать новые пути периодизации истории циклических геологических процессов, и ведет к пересмотру существующих шкал [1; 37] уже на основе закономерно-периодичных галактических процессов [1]. В связи дискуссионностью ударной природы образований кольцевых котловин глубоководных кольцевых морей и океанов [109; 110; 123], и следовательно причин хронологически связанных с ними резких глобальных регрессий - границ истории, именно периодические импульсы выпадений на Землю проводящей космической пыли, в свою очередь, отвечают требованиям закономерной периодичности, глобальности и изохронности, как маркеры закономерно-регулярных прохождений Спиральных рукавов через Солнечную систему. Установленные закономерности галактической орбиты Солнца [1; 51] в плоскости закономерно вращающейся спиральной структуры Галактики могут позволить, на основании уже имеющихся датировок приграничных горизонтов космической пыли, рассчитать датировки всех остальных геохронологических границ фанерозоя минимум до 600-700 млн.лет назад (Рис.2), как правильной регулярной досейфертовской стадии эволюции сливающейся галактики Млечный путь. Построение единой научно-обоснованной глобальной шкалы абсолютного геологического времени позволит синхронизировать и сопоставить накопленные геологические данные с недоступной в прошлом точностью (Рис.1), а также уточнить параметры Галактики и орбиты Солнца.
Земля, как космический объект, хранит накопленную за миллиарды лет информацию, пригодную также и для решения многих космологических проблем [1]. К примеру, подтверждение триплетности геохронологических границ (триплетности спиральной структуры), и следовательно гипотезы о галактообразующем ядре спиральной Галактики как ТДС СМО, в свою очередь приведет к выводу о SgrA* как ядре третьей галактики, захваченной уже в процессе слияния двух протогалактик Млечного Пути. Возможно, в составе галактики SgrdSph ~0,3-2млрд.лет назад по [63; 144; 145; 154; 170]. На что с одной стороны могут указывать недостаточные размеры (1,8-10пк [69]) аккреционного облака SgrA* для СМО подобной массы, отсутствие видимой кинематической связи SgrA* с плоскостью диска, осью бара и спиральной структурой Галактики, а также дискуссионность кинематической связи с взаимодействующими СМО на орбитах R~0,1кпк (попытки взаимосвязать Sgr A* и Sgr B2-C в единую систему в одной плоскости приводят к смещению Sgr B2 и Sgr C с оси бара либо сдвигу Sgr A* по [157]) (Рис.4г). С другой стороны - налицо пространственная и динамическая взаимосвязь Sgr A* с объектами, движущимися по орбитам в отличной от Галактической, полярной плоскости по материалам [63; 144; 145; 154; 170]: - центр миниспирали и компактный радиоисточник образуют двойную систему [40], на Sgr A* падает Северная миниспираль (Northern Arm - Sgr A West), которая через IRS 8 продолжается в Западную арку (Western arc), и далее может быть продолжена через Северное пылевое облако (Northern Dust Cloud) в Центральное галактическое кольцо (Galactic Center Bubble) по материалам [126; 134] (Рис.10б).
Предположение о SgrA* как третьем СМО ядра Галактики могло бы объяснить наблюдаемый недостаток массы остатков поглощаемой галактики SgrdSph до расчетных 1011Mʘ по материалам [170], а также очевидное гравитационное воздействие на орбиты взаимодействующих между собой СМО массами до 106Mʘ на R<100пк [157] (Рис.11а), проявляемое в колебаниях плоскости центрального газового диска от галактического экватора до 24°, плоскости магнитного поля (спиральных рукавов диска - авт.) до 50° - изгибе диска Млечного пути (Рис.11). Что может трактоваться как колебания звезд относительно плоскости диска [51] с периодом ~26-37 млн.лет [96].
Другим, не менее важным следствием работы, является вывод о частицах ГКЛ СВЭ как об ускоренных вращением магнитного поля Галактики взрывных сверхскоростных частицах проводящей пыли. Ранее уже отмечалось, что ГКЛ СВЭ не лучи, а частицы [13]. Предположение о возможной взаимосвязи ускорений ядер КЛ СВЭ и частиц космической пыли сверхновых выдвигалось в работах [49; 58; 59; 183]. И для этого имеются достаточные основания: рассматриваемые частицы КЛ СВЭ могут достигать поверхности Земли с огромным запасом энергии - глубины широких атмосферных ливней (ШАЛ) КЛ СВЭ >1020эВ в океане достигают десятков метров [50]. Очевидно, что КЛ с энергиями >48Дж (>1020эВ) не могут быть излучением или протонами массами ~1,67·10-24г, максимальные энергии которых могут достигать <5·1014эВ [8; 25] (соответственно атомов любых других известных химических элементов <1017эВ).
С ростом энергий первичных частиц КЛ СВЭ от левой границы спектра до его излома к энергии после излома происходит увеличение их средней массы [13]. Уже при E~3∙1017эВ, по данным установок Fly’s Eye [97] и ШАЛ МГУ, наблюдается обогащение КЛ тяжелыми ядрами, обусловленное изломом в спектре КЛ при E~(3-5)∙1015эВ [25; 56] (Рис.12а). А с ~5·1018эВ уже новая популяция (проводящих - авт.) частиц КЛ СВЭ начинает доминировать над предыдущей (непроводящей - авт.) компонентой по [25; 103] (Рис.12а). Что согласуется с различием максимальных энергий <1·1018эВ ГКЛ из центра и >8·1018эВ ускоренных вращением магнитного поля КЛ с направлений ~lg310° и ~lg233°.
а) б) в)
Рис.12. Энергии ГКЛ и последствия столкновений с мишенями:
Энергии >3·1020эВ ГКЛ СВЭ спиральных рукавов с установленных направлений, при допустимых скоростях движений частиц ~425-1510км/с, соответствуют кинетическим энергиям микрочастиц железа и углерода размерами >0,1-100мкм. Расчетные размеры согласуются с размерами современной космической (фоновой - авт.) пыли от 0,2-100мкм из глубоководных отложений со дна Тихого океана, ледников Гренландии и Антарктиды, водоемов и стратосферы [17; 83; 101; 159; 160; 164] - до 200-250мкм ионизированной космической пыли на границах эпох [117; 68]. Тогда как постоянная анизотропия непроводящих микрочастиц E<1·1018эВ с направления центра соответствует равномерно рассеянным в осадочных породах космическим немагнитным силикатным частицам, а анизотропии E>5·1018-3·1020эВ с расчетных направлений движений ГКЛ спиральных рукавов - относительно кратковременным импульсам выпадений проводящих железистых и углеродных частиц с периодичностью геохронологических границ.
Данный вывод о тождественности КЛ СВЭ и сверхскоростных частиц пыли может быть подтвержден экспериментально - как повторными прямыми измерениями возможных скоростей микрочастиц взрывных выбросов в 102км/с [46] и более, воссозданием условий сверхглубокого проникания микрочастиц-ударников ГКЛ СВЭ в различные мишени (Рис.12б; 12в), так и вызовом искусственных ШАЛ над наземными обсерваториями. Подтверждение природы ГКЛ СВЭ как электропроводящих частиц пыли с экстремумами скоростей <103км/с может предоставить исследователям дополнительный инструмент для определения координат и направлений движения активных ядер галактик Местной группы путем сопоставления отдельных аномалий КЛ СВЭ с источниками, наблюдаемыми в оптическом и других диапазонах излучений. Уточнение скоростей и направлений движений Млечного пути и ближайших галактик может позволить в прямом смысле физически расширить горизонт наших знаний об окружающей Вселенной.
Комментарии пользователей:
Оставить комментарий