Космогонія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Космогонія

Космогонія (греч. kosmogonía, від kósmos — світ, Всесвіт і gone, goneia — народження), галузь науки, в якій вивчається походження і розвиток космічних тіл і їх систем: зірок і зоряних скупчень, галактик, туманностей, Сонячної системи і всіх вхідних в неї тіл — Сонця, планет (включаючи Землю), їх супутників, астероїдів (або малих планет), комет, метеоритів. Вивчення процесів космогоній є одному з головних завдань астрофізики. Оскільки всі небесні тіла виникають і розвиваються, ідеї про їх еволюцію тісно пов'язані з уявленнями про природу цих тіл взагалі. У сучасній До. широко використовуються закони фізики і хімії.

загрузка...

  гіпотези Космогоній 18—19 вв.(століття) відносилися головним чином до походження Сонячної системи. Лише у 20 ст розвиток наглядової і теоретичної астрофізики і фізики дозволив почати серйозне вивчення походження і розвитку зірок. У 60-х рр. 20 ст почалося вивчення походження і розвитку галактик, природа яких була з'ясована лише в 20-х рр.

  Процеси формування і розвитку більшості космічних тіл і їх систем протікають надзвичайно повільно і займають мільйони і мільярди років. Проте спостерігаються і швидкі зміни, аж до процесів вибухового характеру. При вивченні До. зірок і галактик можна використовувати результати спостережень багатьох схожих об'єктів, що виникли в різний час і що знаходяться на різних стадіях розвитку. Проте, вивчаючи К. Солнечной системи, доводиться спиратися лише на дані про її структуру і про будову і склад створюючих її тіл.

  Нарис історії досліджень космогоній. Після загальних ідей про розвиток небесних тіл, висловлених ще грецькими філософами 4—1 вв.(століття) до н.е.(наша ера) (Льовкипп, Демокріт, Лукреций), настав багатовіковий період панування теології. Лише у 17 ст Р. Декарт відкинув міф про створення світу і намалював картину утворення всіх небесних тіл в результаті вихрового руху найдрібніших часток матерії. Фундамент наукової планетної До. заклав І. Ньютон, який звернув увагу на закономірності руху планет. Відкривши основні закони механіки і закон усесвітнього тяжіння, він прийшов до виводу, що пристрій планетної системи не може бути результатом випадкового збігу обставин. У 1745 Же. Бюффон висловив гіпотезу, що планети виникли із згустків сонячної речовини, викинутих з Сонця ударом величезної комети (у той час комети вважалися масивними тілами). У 1755 І. Кант опублікував книгу «Загальна природна історія і теорія піднебіння...», у якій вперше дав пояснення космогонії закономірностям руху планет (див. Канта гіпотеза ) . В кінці 18 ст Ст Гершель, спостерігаючи піднебіння в побудовані їм великі телескопи, відкрив туманності овальної форми, що володіють різними мірами згущування до центрального яскравого ядру. Виникла гіпотеза про утворення зірок з туманностей шляхом їх «згущування». Спираючись на ці спостереження Гершеля і на закономірності руху планет, П. Лаплас висунув гіпотезу про походження Сонячної системи (див. Лапласа гіпотеза ) , багато в чому схожу з гіпотезою Канта. (Коли цікавляться головним чином ідеєю природного утворення Сонячної системи з протяжного розсіяного середовища, часто говорять про єдину гіпотезу Канта — Лапласа.) Гіпотеза Лапласа швидко завоювала визнання і завдяки ній астрономія виявилася в числі наук, першими що внесли ідею розвитку в сучасне природознавство. Проте впродовж 19 ст в гіпотезі Лапласа виявлялися все нові і нові труднощі, здолати які у той час не удалося. Зокрема, не удалося пояснити, чому сучасне Сонце обертається дуже повільно, хоча раніше, під час свого стискування, воно оберталося настільки швидко, що відбувалося відділення речовини під дією відцентрової сили.

  В кінці 19 ст з'явилася гіпотеза американських учених Ф. Мультона і Т. Чемберліна, що передбачала утворення планет з дрібних твердих часток, названих ними «планетезімалямі». Вони помилково вважали, що Сонця планетезімала, що звертаються довкола, могли виникнути шляхом застигання речовини, викинутої Сонцем в вигляді величезних протуберанців. (Така освіта планетезімалей протіворечит закону збереження моменту кількості руху.) В той же час в планетезімальной гіпотезі було правильно змальовано багато меж процесу утворення планет. У 20—30-х рр. 20 ст широкою популярністю користувалася гіпотеза Дж. Джінса, що вважав, що планети утворилися з розжареної речовини, вирваної з Сонця тяжінням масивної зірки (див. Джінса гіпотеза ) , що пролетіла поблизу .

  Ідея про утворення зірок шляхом згущування розсіяної туманної речовини збереглася до нашого часу і розділяється більшістю дослідників. Після відкриття механічного еквіваленту тепла була підрахована енергія. що звільняється при стискуванні зірки (Р. Гельмгольц, 1854; В. Томсон, 1862). Виявилось, що її вистачило б для підтримки випромінювання Сонця протягом 10 7 —10 8 років. У той час такий термін здавався достатнім. Але пізніше вивчення історії Землі показало, що Сонце випромінює незрівнянно довше. На початку 20 ст проблему джерел енергії зірок безуспішно намагалися вирішити з допомогою радіоактивних елементів, у той час лише недавно відкритих. Встановлення взаємозв'язку маси і енергії, що показало, що зірки, випромінюючи, втрачають масу, привело до гіпотез про можливість анігіляції речовини в надрах зірок, тобто перетворення речовини на випромінювання. В цьому випадку перетворення масивних зірок на зірки малої маси тривало б 10 13 —10 15 років. Правильною виявилася гіпотеза про трансмутацію елементів, тобто про утворення складніших атомних ядер з простих, в першу чергу — гелію з водню. У 1938—39 були з'ясовані конкретні ядерні реакції, що можуть забезпечити випромінювання зірок [К. Вейцзеккер (Німеччина), Х. Беті ], і це з'явилося початком сучасного етапу розвитку зоряної До.

  В розробці До. галактик робляться лише перші кроки. Проводиться класифікація галактик і їх скупчень. Вивчаються еволюційні зміни зірок і газової складової галактик, їх хімічного складу і ін. параметрів. Вивчається природа початкових обуренні, розвиток яких привів до розпаду газу Метагалактики, що розширюється, на окремі згущування. Розраховується, як залежать морфологічний тип і ін. властивості галактик від маси і обертання цих первинних згущувань. Велику увагу привертають компактні щільні ядра, що є в ряду галактик. Вивчається природа потужного радіовипромінювання, яким володіють деякі галактики, і зв'язок його з вибуховими процесами в ядрах. Потужні вибухи, що відбуваються в квазарах і ядрах активних галактик, — сейфертовських, n-галактік і ін., — є істотні етапи еволюції галактик. До. розвивається, спираючись на велику кількість фактів, що охоплюють самі різні властивості небесних тіл.

   Планетна космогонія. При з'ясуванні питання, в якому стані знаходилося раніше речовина, нині створююча планети, важливу роль грають закономірності руху планет — їх звернення довкола Сонця в одному напрямі по майже кругових орбітах, лежачих майже в одній плоскості, — і ділення планет на 2 групи, що відрізняється по масі і складу, - групу близьких до Сонця планет земного типа і групу далеких від Сонця планет-гігантів. При з'ясуванні питання про те, звідки взялася біля Сонця допланетноє речовина, важливу роль грає проблема розподілу моменту кількості руху (МКД) між Сонцем і планетами: чому всього 2% загального МКД всієї Сонячної системи поміщене в осьовому обертанні Сонця, а 98% доводиться на орбітальний рух планет, сумарна маса яких в 750 разів менше маси Сонця?

  В 40-х рр. 20 ст, після краху гіпотези Джінса, планетна До. повернулася до класичних ідей Канта і Лапласа про утворення планет з розсіяної речовини (див. Шмідта гіпотеза ) . В даний час (70-і рр. 20 ст) є загальновизнаним, що більшість планет акумулювалися з твердої, а Юпітер і Сатурн також і з газової речовини, Мабуть, що існувало поблизу екваторіальної плоскості Сонця газово-пилова хмара тягнулася до сучасних кордонів Сонячної системи.

  Виходячи з пануючих уявлень про утворення Сонця з тієї, що стискується і обертається туманності, більшість астрономів вважають, що протопланетноє хмара тієї або іншої маси відокремилася під дією відцентрової сили від цієї туманності на завершальній стадії її стискування [Ф. Хойл (Великобританія), А. Камерон (США), Е. Шацман (Франція)]. Але, на відміну від Лапласа, що розглядав це відділення чисто механічно, зараз враховуються ефекти, пов'язані з наявністю магнітного поля і корпускулярного випромінювання Сонця, Саме це дозволило пояснити розподіл МКД між Сонцем і планетами в рамках гіпотез про спільне утворення Сонця і протопланетного хмари. Поряд з цими гіпотезами висловлювалися гіпотези про захват речовини Сонцем (О. Ю. Шмідт, Х. Альфвен ) , що вже сформувалося .

  Якщо протопланетноє хмара була первинна гарячим і складалося лише з газів, то тверді порошинки утворилися в ході його охолоджування. Спочатку конденсувалися найменш леткі речовини, у тому числі силікати і залізо, а потім — все більш і більш леткі. Внутрішня зона протопланетного хмари прогрівалася Сонцем і там могли утворитися лише нелеткі, в основному кам'янисті порошинки, тоді як в холодній зовнішній зоні конденсувалися також і леткі речовини. Хоча присутність пилу робила хмара непрозорою, що сприяло дуже низькою температурі зовнішньої зони, найбільш леткі речовини — водень і гелій — не могли конденсуватися навіть там.

  Якщо ж протопланетноє хмара спочатку була холодною і порошинки складалися в основному з летких речовин, то вони могли зберегтися в зовнішній холодній зоні хмари, тоді як у внутрішній зоні леткі речовини випаровувалися, залишаючи лише невеликі кам'янисті залишки.

  В космічній (сонячному) речовині летких речовин багато більше, ніж нелетких. Тому повинна була виникнути величезна відмінність не лише в складі, але і в загальній кількості пилової речовини у внутрішніх і зовнішніх зонах. Надалі ці зональні відмінності привели до відмінностей в складі і масах планет земної групи і планет-гігантів.

  Протікання процесу конденсації (або випари) порошинок в зоні астероїдів намагаються виявити шляхом ретельного аналізу метеоритів, які є уламками астероїдів і в деяких випадках можуть служити зразками допланетного речовини, що мало змінилися при подальших процесах. Деякі дослідники бачать в результатах такого аналізу вказівки на те, що конденсація порошинок і їх акумуляція в крупні тіла протікали паралельно. Проте це не удається погоджувати з результатами теоретичних розрахунків, вказуючими на те, що тривалість акумуляції повинна була в сотні або тисячі разів перевершувати тривалість охолодження і конденсації.

  Утворення планет з протопланетного хмари якнайповніше досліджене О. Ю. Шмідтом і його співробітниками і прибічниками. Процес можна умовно розділити на 2 етапи. На першому етапі що тривав, ймовірно, менш 10 6 років з пилової компоненти хмари утворилася безліч «проміжних» тіл розміром в сотні км. На другому етапі тривалістю біля 10 8 років з рою «проміжних» тіл і їх уламків акумулювалися планети. (В найбільш далеких планет — Урану, нептуна і Плутона, речовина яких була розсіяна по величезних кільцевих зонах, другий етап міг тривати біля 10 9 років.) Найкрупніші планети — Юпітер і Сатурн — на основній стадії акумуляції вбирали в себе не лише тверді тіла, але і гази.

  Різні гіпотетичні варіанти процесу утворення хмари ведуть до різних варіантів протікання першого етапу. «Проміжні» тіла повинні були утворитися або в результаті збирання пилу в тонкий диск і розпаду цього диска на згущування, або в результаті коагуляції порошинок, тобто їх «злипання».

  Протікання акумуляції планет з рою «проміжних» тіл практично не залежить від механізму їх освіти. Спершу вони рухалися по кругових орбітах в плоскості породжувача їх пилового шару. Вони зростали, зливаючись один з одним і вичерпуючи навколишнє розсіяне речовина — залишки «первинного» пилу і уламки, що утворилися, коли «проміжні» тіла стикалися з великими відносними швидкостями. Гравітаційна взаємодія «проміжних» тіл, що посилюється у міру їх зростання, поступово змінювала їх орбіти, збільшуючи середній ексцентриситет і середній нахил до центральної плоскості. Ті з «проміжних» тіл, які вирвалися вперед в процесі зростання, виявилися зародками майбутніх планет. При об'єднанні багатьох тіл в планети сталося усереднювання індивідуальних властивостей руху окремих тіл, що об'єднуються, і тому орбіти планет вийшли майже кругами і компланарними. Аналіз процесу акумуляції планет з рою твердих тіл дозволив О. Ю. Шмідту вказати дорогу до пояснення походження прямого обертання планет і закону планетних відстаней.

  Зростання планет земної групи припинилося тоді, коли вони увібрали в себе практично всю тверду речовину, що була в районі їх орбіт (лише у Марса частина речовини з його «зони живлення», ймовірно, була поглинена масивним Юпітером). Але у планет-гігантів зростання припинилося тоді, коли вони дією свого тяжіння викинули із зони свого формування всі «проміжні» тіла і їх уламки, а також гази (у розсіянні останніх важливу роль могло зіграти інтенсивне корпускулярне випромінювання молодого Сонця).

  Непружні зіткнення тіл, що відбувалися в околицях зростаючих планет, приводили до того, що частина тіл переходила на супутникові орбіти. В результаті довкола планет виникали рої твердих тіл і часток. З них акумулювалися супутники планет. Луна, ймовірно, акумулювалася з навколоземного рою на відстані близько 10 земних радіусів, а потім відсунулася на сучасну відстань від Землі в результаті приливної взаємодії із Землею. Існують і ін. гіпотези походження Луни: гіпотеза Дж. Дарвіна, згідно якої Луна відокремилася від Землі, і гіпотеза про захват Землею Луни, що утворилася на орбіті, близькій до земної. Радіус орбіти Луни після захвату був малий, а потім збільшився, як і в згаданій вище гіпотезі. Можливість плавного відділення Луни від Землі, що передбачалася Дарвіном, спростована роботами А. М. Ляпунова і Е. Картану . В Юпітера і Сатурну з біля планетних роїв акумулювалися системи супутників, рухомих у напрямі обертання планет по кругових орбітах, лежачих в екваторіальній плоскості планети. Ці системи супутників подібні до Сонячної системи. Ті супутники Юпітера, Сатурну і нептуна, які володіють зворотним рухом, були, ймовірно) захоплені з числа «проміжних» тіл. Залишками цих тіл і їх уламків є сучасні астероїди (кам'янисті тіла внутрішньої зони) і ядра комет (крижані тіла зовнішньої зони). Зіткнення астероїдів один з одним ведуть до їх дроблення. Як показує вивчення метеоритів, структура деяких з них змінена під дією високого тиску, що виникає при зіткненнях. Вміст в метеоритах короткоживучих ізотопів, що виникають під дією космічних променів, показує, що дроблення, породжувачі ці метеорити, сталися 10 7 —10 8 років назад. Крижані ядра комет утворюють хмару довкола планетної системи, що тягнеться до 100—150 тис. а. е. від Сонця. Там при низькій температурі льоди зберігаються необмежено довго. Під дією зоряних, а потім і планетних обурень окремі ядра переходять на менші орбіти і перетворюються на короткоперіодичні комети. Часто наближаючись до Сонця, вони випаровуються і руйнуються за декілька десятків або сотень зворотів. Виміри радіоактивних ізотопів і продуктів їх розпаду показують, що віки прадавніх метеоритів складають 4,7 млрд. років. Оскільки астероїди, що є родовими тілами метеоритів, швидко акумулювалися на самому початку утворення Сонячної системи, цей вік береться за вік всієї Сонячної системи. Вимір віку місячних зразків показує, що Луна утворилася в ту ж епоху, що і Земля. Виявлення темних лав, що заповнили западини місячного «Морея», сталися на мільярд років пізніше (3,1—3,6 млрд. років назад).

  При акумуляції планет відбувалося їх розігрівання, але в планет земної групи середня температура поверхні визначалася в основному нагрівом від Сонця з впливом парникового ефекту. З глибших шарів тепло виходить повільно. Досить було залишку в 3—4%, щоб нагрівати надра Землі і Венери до 1000—1500 °С, а надра планет-гігантів до десятків тисяч градусів. Початкове розігрівання Землі і Луни було зв'язане як з виділенням гравітаційній енергії при їх стискуванні, так, ймовірно, і з приливними деформаціями цих два спочатку близьких тіл. Подальша еволюція їх і ін. планет земної групи визначалася в основному накопиченням тепла, що виділилося при повільному розпаді радіоактивних елементів, — урану, торія і др.,—имеющихся у нікчемно малих кількостях у всіх гірських породах. Розігрівши і часткове розплавлення надр цих планет привело до виплавлення кори і виділення газів і пари. Останні в планет малої маси (Меркурій, Марс, Луна) повністю або в значній мірі розсіялися в простір, а в масивніших планет в основному збереглися, утворивши атмосферу і гідросферу (Земля) або лише атмосферу (Венера).

  Літ.: Питання космогонії, т. 1—10, М., 1952—64; Шмідт О. Ю., Чотири лекції про теорію походження Землі, 3 видавництва, М., 1957; Льовін Б. Ю. Проїсхожденіє Землі. «Ізв. АН(Академія наук) СРСР Фізика Землі», 1972 № 7; Сафронов Ст С., Еволюція допланетного хмари і утворення Землі і планет, М., 1969; Symposium of the origine of the Solar system. Nicce, april 1972, P., 1972.

  Би. Ю. Льовін.

  Зоряна космогонія. Проблеми походження і еволюції зірок, а також зоряних систем вивчаються в розділі До., званою зоряною До. В ході еволюції зірка проходіт стадії, які визначаються змінами умов механічної і теплової рівноваги в її надрах (див. Зірки ). В результаті ядерних реакцій перетворення водню в гелій (які служать джерелом енергії зірок головної послідовності на Герцшпрунга—Ресселла діаграмі і частини зірок-гігантів) поступово змінюється хімічний склад ядра зірки, причому середня молекулярна вага газу збільшується, ядро ущільнюється і розігрівається. Дослідження показують, що це супроводиться збільшенням світимості і радіусу зірки. На діаграмі Герцшпрунга—Ресселла зірка, на початку еволюції що розташовувалася на головній послідовності, підводиться над нею. У міру подальшого вигорання водню в зірок малої маси утворюється ядро з щільністю, в сотні тис. разів більшої щільності води, і температурою зверху 10 7 К. Газ при такій щільності виявляється виродженим (див. Вироджений газ ) . В ядрі зірки водню вже немає, унаслідок чого ядерні реакції йдуть лише в оболонці ядра, де температура досить висока і є водень. Зірка роздувається, на цій стадії її радіус в десятки разів більший, ніж той, який зірка мала на головній послідовності; світимість також сильно збільшується, і зірка перетворюється на гіганта. Крапка, відповідна зірці на діаграмі Герцшпрунга—Ресселла, унаслідок еволюції зірки переміщається управо вгору. Поступово оболонка, розширюючись, стає прозорою, і крізь неї видно гаряче ядро. Ультрафіолетове випромінювання ядра заставляє газ оболонки світитися, із зірки-гіганта утворюється планетарна туманність . Після охолодження ядра зірка перетворюється на білий карлик який не має джерел енергії і повільно остигає протягом мільярдів років.

  В зірок, що мають на початковій стадії декілька велику масу, еволюційні зміни протікають інакше. В таких зірок температура ядра підвищується до 120—140 млн. градусів і починається реакція перетворення гелію у вуглець; при ще вищих температурах синтезуються і важчі ядра. Унаслідок потужного виділення енергії ядро зірки розширюється. Відповідна крапка на діаграмі Герцшпрунга—Ресселла складним чином рухається між гілкою гігантів і лівою частиною головної послідовності. Скинувши близько половини маси, зірка також перетворюється на білий карлик.

  Ще масивніші зірки (до 2 мас Сонця) стрибком переходять від головної послідовності в область червоних надгігантів. У їх ядрах утворюються усе більш важкі елементи, аж до найщільніше упакованого ядра атома залоза. При подальшому підвищенні температури ядра заліза перетворюються на ядра ін. елементів, але при цьому енергія вже не виділяється, а поглинається, і ядро зірки не нагрівається при стискуванні. Тиск виродженого газу не може зрівноважити вагу ядра, якщо її маса більше 1,4 маси Сонця, і воно продовжує стискуватися до тих пір, поки щільність речовини в нім не буде того ж порядку, що і щільність атомних ядер. В цей час під дією величезного тиску електрони об'єднуються з ядрами, утворюючи нейтрони. Такими нейтронними зірками, що мають радіус близько 10 км., є пульсари . Частина гравітаційної енергії, що виділяється при стискуванні, передається оболонці, яка викидається з швидкістю декілька тис. км/сек; відбувається спалах найновішої зірки II типа. Найновіші зірки I типа утворюються в кінці еволюції зірок меншої маси.

  Якщо маса ядра зірки перевищує 2 масу Сонця, то стискування не зупиняється навіть при ядерній щільності і відбувається з швидкістю, що збільшується. Коли швидкість падіння речовини до центру зірки наближається до швидкості світла, зірка, через ефекти теорії відносності, як би застигає, перестає випромінювати (див. Колапс гравітаційний ) . Виявити таку коллапсировавшую зірку можна лише по її гравітації або по випромінюванню падаючого на неї газу. Час еволюції зірок істотно залежить від їх маси. Для Сонця воно складає 10 10 років, для зірок спектрального класу Про — декілька млн. років (в таких зірок запаси водню швидко виснажуються). Тому всі спостережувані гарячі зірки — молоді, що недавно утворилися. Концентрація молодих зірок в скупчення і асоціації показує, що зірки утворюються групами. Зв'язок цих груп з міжзоряним середовищем, зокрема з темною смугою стислого газу на кромці спіральних гілок, і ряд ін. фактів привели до вистави, що зірки формуються при стискуванні і дробленні великих газово-пилових хмар на окремі згустки, які продовжують стискуватися під дією власного тяжіння.

  На початковій стадії еволюції (до моменту приходу на головну послідовність діаграми Герцшпрунга — Ресселла) зірка світить за рахунок енергії гравітаційного стискування. В цей час крапки, відповідні зіркам, знаходяться на діаграмі вище і правіше за своє майбутнє положення на головній послідовності. Типовими представниками молодих зірок середньої маси, що ще не цілком стискуються, є зірки типа Т Тельця. Зірки дуже малої маси стискуються мільярди років; представниками таких зірок, що стискуються, є спалахуючі зірки типа UV Кита.

  При утворенні зірок велику роль грає магнітне поле. Під дією сил гравітації міжзоряний газ ковзає уздовж силових ліній, збирається з великої відстані в щільні комплекси. Коли маса комплексу стає чималою, він стискується і впоперек силових ліній. При стискуванні комплексу його обертання прискорюється. Подальше стискування стає можливим лише за умови передачі частини МКД навколишньому газу. Це здійснюється унаслідок закручування силових ліній натягнення яких передає обертання в зовнішнє середовище.

  Галактична космогонія. Зірки різних типів складають в Галактиці певні підсистеми, які утворилися на різних стадіях формування Галактики (див. Зоряні підсистеми ) . Спочатку Галактика була протяжною газовою хмарою, що повільно оберталася. Газ стискувався до центру; в процесі цього стискування з нього формувалися зоряні скупчення, велика частина яких пізніше розсіялася. Зірки, що утворилися в цей час, рухаються по дуже витягнутих орбітах і заповнюють слабо сплюснутий сфероїд — той об'єм, в якому раніше був газ.(газета) Ці зірки входять в зоряні підсистеми, що відносяться до сферичної складової Галактики. На відміну від зірок, які рухаються практично без тертя, газ втрачає кінетичну енергію хаотичних рухів і стискується. Радіус сфероїда зменшується, він прискорює своє обертання, поки відцентрова сила не зрівноважить тяжіння на екваторі. Після цього стискування відбувається головним чином до екваторіальної плоскості. На цій стадії утворилися підсистеми, що відносяться до проміжної складової Галактики. Після утворення підсистем плоскою складовою газ вже не стискувався; він стримувався не стільки рухами, скільки тиском магнітного поля. Зірки, що утворилися з газу на цій стадії, входять в підсистеми плоскої складової. Гарячі зірки і скупчення, до складу яких вони входять, — молоді, вони входять також в плоску складову. У інших складових Галактики масивних зірок немає, їх еволюція вже закінчилася. Розрізняються і скупчення в різних складових. У плоских вони містять по декілька сотень або тисяч зірок і називаються розсіяними, в сферичних — десятки і сотні тисяч зірок і називаються по їх вигляду кульовими скупченнями. У плоских складових зірки рухаються в середньому по орбітах, близьких до кругів, і вагаються відносно галактичної плоскості. У проміжних вони рухаються по більш витягнутих орбітах, а в сферичних складових плоскості витягнутих орбіт орієнтовані майже хаотично. Чим товще підсистема, тим більше дисперсія швидкостей зірок перпендикулярно плоскість.

  Окрім вікових і кінематичних відмінностей, підсистеми розрізняються і по хімічному складу зірок. У підсистемах проміжних складових вміст важких елементів по відношенню до водню і гелію у декілька разів менше, ніж в плоских, а в сферичних воно менше в десятки і навіть сотні разів, причому чим старше група зірок і чим більше її середня відстань від плоскості, тим менше вміст важких елементів. Ця особливість пояснюється тим, що важкі елементи утворюються усередині зірок при ядерних реакціях і при вибухах найновіших. Разом з оболонками найновіших і із зоряним вітром важкі елементи потрапляють в міжзоряне середовище, і наступне покоління зірок утворюється з газу, вже збагаченого цими елементами. Гелій теж утворюється при ядерних реакціях, але основна частина його утворилася, мабуть, на дозвездной стадії еволюції Всесвіту. Відмінність хімічного складу впливає на спектр і на внутрішню будову зірок. Зокрема, субкарлики — це теж зірки головної послідовності, але в сферичних і проміжних підсистемах вони не збігаються з головною послідовністю із-за відмінності хімічного складу, що спотворює їх колір.

  Зірки і міжзоряне середовище є 2 фазою еволюції речовини галактик. З часом міжзоряне середовище виснажиться, в Галактиці зникнуть молоді зірки, велика частина маси буде зосереджена в зірках малої маси, які еволюціонують повільно, а також в залишках зірок: у білих карликах, нейтронних зірках і масивніших залишках, що знаходяться в стані колапсу.

  У викладеній концепції істотно, що як самі зірки, так і галактики утворювалися в результаті конденсації спочатку дифузного газу. Ця концепція витікає з величезної кількості фактів, зокрема із згаданої відмінності підсистем. Дійсно, молодші зірки включають у великій кількості ті елементи, які розсіваються в міжзоряному середовищі при вибухах найновіших. Форма підсистем різних віків показує, що речовина, з якої утворилися зірки, уплощалось; але уплощаться може лише дифузне середовище, т. до. плотные тіла рухаються майже без тертя. За допомогою радіоастрономічних спостережень були виявлені компактні області, оточені щільним холодним газом. Це явище може бути інтерпретоване як результат утворення гарячої зірки в центрі холодного щільного згустка.

  Ст А. Амбарцумян висунув іншу концепцію космогонії, засновану на тому факті, що в об'єктах самих різних масштабів, — від зірок-карликів до ядер галактик — спостерігаються вибухи, прояви нестаціонарної, а також на передбачуваному розпаді деяких зоряних систем і скупчень галактик. Згідно цієї концепції, в ядрах галактик міститься надщільна «дозвездноє» речовина, яка і служить матеріалом для освіти галактик. Що входять до складу галактик зоряні асоціації також утворюються з «осколків» цієї речовини; спостережувані на поверхні зірок-карликів вибухи пояснюються також розпадом «дозвездного» речовини. Скупчення галактик також передбачаються відносно молодими (у астрономічному сенсі цього слова), такими, що утворилися з «дозвездного» речовини. Властивості «дозвездного» речовини ще невідомі. Проте в концепції В. А. Амбарцумяна передбачається, що для цієї речовини фундаментальні закони сучасної фізики можуть виявитися несправедливими.

  Літ.: Шварцшильд М., Будова і еволюція зірок, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1961; Франк-Каменецкий Д. А., Фізичні процеси усередині зірок, М., 1959; Каплан С. А., Фізика зірок, 2 видавництва, М., 1970; Проблеми сучасної космогонії, під ред. Ст А. Амбарцумяна, 2 видавництва, М., 1972.

  С. Би. Пікельнер.