Балдж
Балдж (англ. bulge – выпуклость, вздутие), центральное звёздное сгущение сфероидальной формы в галактике, один из двух основных её структурных звёздных компонентов наряду с диском.
Основное структурное отличие балджа от диска заключается в его форме: диск – плоский и относительно тонкий, а балдж – «толстый» (рис. 1). Это связано с тем, что звёзды в диске движутся организованно, вращаются в одной плоскости и в одном направлении, а в балдже движение звёзд хаотичнее: дисперсия их скоростей обычно составляет примерно 100–200 км/с, что иногда превышает скорость упорядоченного вращения. Однако по сравнению с эллиптическими галактиками балджи спиральных галактик вращаются быстрее и могут быть описаны моделью эллипсоида, сплюснутость которого соответствует его скорости вращения.
Рассматриваются разнообразные гипотезы происхождения балджей, но ни одна из них пока не выделяется как наиболее вероятная. Согласно одному из сценариев, балдж образуется в результате слияния двух небольших дисковых галактик, сравнимых по массе. В рамках этого сценария у любой спиральной галактики сначала должен был образоваться балдж, а потом вокруг него постепенно «нарастал» диск (поскольку тонкие звёздные диски разрушаются при слияниях галактик). Однако в рамках этого сценария невозможно объяснить наблюдаемую тесную связь (корреляцию) радиальных протяжённостей дисков и балджей. В другом сценарии описывается постепенное формирование балджа из вещества диска в ходе т. н. вековой эволюции (продолжающейся в течение нескольких миллиардов лет) вследствие радиальной перестройки звёздно-газового диска галактики под действием различных динамических неустойчивостей. В этом сценарии формирование диска предшествует формированию балджа и во многом определяет его параметры. Однако в результате такой перестройки в моделях удаётся сформировать только маленькие балджи, массой не более 1 млрд солнечных масс, что подходит для объяснения балджей (псевдобалджей) в спиральных галактиках позднего типа, но не позволяет смоделировать формирование больших массивных балджей, часто встречающихся в спиральных галактиках раннего типа. Рассматривается также комбинированный сценарий: сначала в ходе вековой эволюции формируется маленький балдж с экспоненциально спадающим радиальным профилем яркости, а затем он «доращивается» через поглощение малых галактик-спутников. Возможно, именно этот сценарий в конце концов будет признан наиболее вероятным.
Соотношение между размерами и светимостями балджа и диска, наряду с формой и структурностью спиральных ветвей, лежит в основе морфологической классификации галактик, представленной Э. Хабблом в 1926 г. Слева на классификационной схеме Хаббла (рис. 2) находятся эллиптические галактики, которые имеют только балдж (т. е. сфероидальную подсистему). Далее слева направо расположены спиральные галактики по степени «раскрытости» их спиральных ветвей и по соотношению размеров и светимостей балджа и диска: у «ранних» спиральных галактик типа Sa балдж и диск могут быть близки по размеру и светимости, а у спиральных галактик позднего типа, с развитыми спиральными рукавами, диск всегда значительно преобладает над балджем.