Тайны балджа: шкатулка сокровищ в центре нашей Галактики

Слово bulge в переводе с английского означает «выпуклость». Так мы называем наиболее плотное сфероидное скопление звёзд в центрах спиральных и линзовидных галактик (рис. 1).

Например, в линзовидной галактике Веретено (NGC 3115) (рис. 2) мы наблюдаем эллиптический балдж, занимающий колоссальную часть галактики, а в Туманности Андромеды (M31) (рис. 3) находится классический сферический балдж.

Современная астрономия разделяет балджи на два класса.

Они напоминают эллиптические галактики, заключённые в центре спиралей. Образование таких балджей происходит при очень быстром звездообразовании, поэтому звёзды в них движутся по хаотичным, вытянутым орбитам в самых разных плоскостях.

В этот класс входят дискообразные и ящикообразные (арахисоподобные) балджи. Считается, что они формируются медленно за счёт вековой эволюции галактики. Звёзды в них продолжают вращаться упорядоченно, почти как в диске. Очень часто псевдобалджи имеют вытянутую форму, и, если посмотреть с ребра, такой балдж напоминает форму арахиса или буквы «X», как, например, у галактики ESO 597-G036 (рис. 4)

Долгое время считалось, что наша галактика Млечный Путь имеет классический сферический балдж. Но современные трёхмерные карты звёздного неба доказали уникальность и необычность звёздного «сердца» нашей галактики. Сейчас мы знаем, что наш балдж — это псевдобалдж, а точнее, двойной псевдобалдж-гибрид. Он состоит из ящикообразного и дискообразного балджей, которые как бы сливаются друг с другом. Первый представляет собой бар (вытянутую структуру из звёзд и газа), а второй является дискообразным.

Так из чего всё-таки состоит балдж?

Мы знаем, что балдж состоит из такого количества звёзд, что понятие «ночи» там просто отсутствует (рис. 5 — новый снимок кусочка нашего балджа, сделанный телескопом Euclid; на снимке более 60 млн звёзд)

А чтобы лучше разобраться в этом явлении, нам потребуется немного углубиться в звёздную классификацию, и мы поймём, какие редкие и удивительные объекты скрывает сокровищница Млечного Пути.

Типы звёздного состава галактик (население звёзд) различаются по химическому составу, пространственному распределению, спектральной классификации звёзд и другим критериям.

В современной астрофизике выделяют 3 основных типа населения звёзд.

Заполнено молодыми звёздами возрастом от нескольких миллионов до нескольких миллиардов лет с колоссально большим содержанием тяжёлых элементов, то есть высокой металличностью (в астрономии «металлами» называют всё, что тяжелее водорода и гелия). Они родились из межзвёздного газа, уже обогащённого «металлами», оставшимися от взрывов предыдущих поколений звёзд. К этому типу относится и наше Солнце.

Это звёзды возрастом старше 10 млрд лет с совсем низкой металличностью. Они сформировались вскоре после Большого взрыва. Именно звёзды этого поколения и наполняют балджи.

Самое первое поколение звёзд, родившееся вскоре после Большого взрыва из чистого водородно-гелиевого газа, где металличность равна нулю. Они были невероятно массивными и прожили очень короткую жизнь (всего несколько миллионов лет), не дожив до наших дней. Их существование доказано теоретически, и именно их остатки обогатили космос первыми «металлами» для населения II.

Вот мы и подошли к главной загадке нашей темы: почему драгоценности в центре нашего дома противоречат законам космической эволюции?

Мы только что с вами разобрались, что ранняя Вселенная состояла только из водорода и гелия, а «металлы» синтезируются только в недрах звёзд и выбрасываются при взрывах сверхновых. То есть чем звезда старше, тем меньше в ней металлов. Поскольку балдж является домом для звёзд населения II (старых звёзд), они обязаны быть максимально бедными по «металлам», но спектральные данные показывают, что звёзды балджа Млечного Пути обладают аномально высокой металличностью (многие из них богаче железом, чем наше относительно молодое Солнце).

Споры о том, как именно появились тяжёлые элементы в балджах галактик, не утихают до сих пор. Важный вклад в эту дискуссию внёс Нил Деграсс Тайсон, когда в 1992 году в Колумбийском университете он представил докторскую диссертацию «Исследование распределения обилия элементов вдоль малой оси галактического балджа».

В этой работе Тайсон и его коллеги выдвинули гипотезу сверхбыстрого химического обогащения, которая гласит:

В самом начале жизни нашей Галактики в её центре вещество было сжато с невероятной плотностью. Это спровоцировало мгновенную и колоссальную вспышку звездообразования, при которой появилось огромное количество массивных короткоживущих звёзд. Они эволюционировали за считанные миллионы лет, взорвались как сверхновые и моментально наполнили тяжёлыми элементами весь оставшийся газ в балдже. И уже из этой «металлической» среды сформировались те долгоживущие звёзды, которые мы наблюдаем сегодня. Таким образом, балдж умудрился пройти путь химической эволюции длиной в миллиарды лет всего за несколько сотен миллионов лет, став настоящей шкатулкой, которая заперла в себе сокровища ранней Вселенной.

Конечно, это только гипотеза, и впереди нас ждут невероятные открытия бесконечного множества сундуков с тайнами, загадками и удивительными сокровищами!

Статья подготовлена для карьерной платформы «Можно в космос».
Михаил Китт — автор научно‑популярных материалов по астрономии, астрофизике и космологии.
Если вам интересны современные исследования Вселенной и разборы космических явлений простым языком, дополнительные материалы публикуются в Telegram‑канале «Орбита Китта».

1. Владимир Сурдин. Галактики / ред.-сост. В. Г. Сурдин. — 5-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство АСТ, 2026.
2. Владимир Сурдин. Звёзды / ред.-сост. В. Г. Сурдин. — 5-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство АСТ, 2005.
3. Нил Деграсс Тайсон. Докторская диссертация «Исследование распределения обилия элементов вдоль малой оси галактического балджа». — Колумбийский университет, 1992 г.