Галактики Вселенной
Галамктика (др.-греч. ГблбоЯбт -- молочный, млечный) -- гигантская, гравитационно-связанная система из звезд и звездных скоплений, межзвездного газа и пыли, и темной материи. Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс[1][2][3].
Галактики -- чрезвычайно далекие астрономические объекты. Расстояние до ближайших из них принято измерять в мегапарсеках, а до далеких -- в единицах красного смещения z. Именно из-за удаленности различить на небе невооруженным глазом можно всего лишь три из них: туманность Андромеды (видна в северном полушарии), Большое и Малое Магеллановы Облака (видны в южном). Разрешить изображение других галактик до отдельных звезд не удавалось вплоть до начала XX века. К началу 1990-х годов насчитывалось не более 30 галактик, в которых удалось увидеть отдельные звезды, и все они входили в Местную группу. После запуска космического телескопа "Хаббл" и ввода в строй 10-метровых наземных телескопов число галактик, в которых удалось различить отдельные звезды, резко возросло. галактика млечный путь звезда
Галактики отличаются большим разнообразием: среди них можно выделить сфероподобные эллиптические галактики, дисковые спиральные галактики, галактики с перемычкой (баром), карликовые, неправильные и т. д. Если же говорить о числовых значениях, то, к примеру, их масса варьируется от 107 до 1012 масс Солнца, для сравнения -- масса нашей галактики Млечный Путь равна 2-1011 масс Солнца. Диаметр галактик -- от 5 до 250 килопарсек[4] (16--800 тысяч световых лет), для сравнения -- диаметр нашей галактики около 30 килопарсек (100 тысяч световых лет). Самая большая известная на 2012 год галактика IC 1101 имеет диаметр более 600 килопарсек[5].
Одной из нерешенных проблем строения галактик является темная материя, проявляющая себя только в гравитационном взаимодействии. Она может составлять до 90 % от общей массы галактики, а может и полностью отсутствовать, как в некоторых карликовых галактиках[6].
В пространстве галактики распределены неравномерно: в одной области можно обнаружить целую группу близких галактик, а можно не обнаружить ни одной, даже самой маленькой галактики (так называемые войды). Точное количество галактик в наблюдаемой части Вселенной неизвестно, но, по всей видимости, их порядка ста миллиардов (1011)[7].
Основные наблюдаемые составляющие галактик включают[10]:
Нормальные звезды различных масс и возрастов, часть которых заключена в скоплениях.
Компактные остатки проэволюционировавших звезд.
Холодная газопылевая среда.
Наиболее разреженный горячий газ с температурой 105--106 К.
Двойные звезды в соседних галактиках не наблюдаются, но, судя по окрестностям Солнца, кратных звезд должно быть достаточно много. Газопылевая среда и звезды состоят из атомов, и их совокупность называют барионной материей галактики. В небарионную включается масса темной материи и масса черных дыр[10].
Галактики не имеют четких границ. Нельзя точно сказать, где кончается галактика и начинается межгалактическое пространство. К примеру, если в оптическом диапазоне галактика имеет один размер, то определяемый по радионаблюдениям межзвездного газа радиус галактики может оказаться в десятки раз больше. От размера зависит и измеряемая масса галактики. Обычно под размером галактики понимают фотометрический размеризофоты 25-й звездной величины с квадратной угловой секунды в фильтре B. Стандартное обозначение такого размера -- D25[12].
Масса дисковых галактик оценивается по кривой вращения в рамках некой модели. Выбор оптимальной модели галактики опирается как на форму кривой вращения, так и на общие представления о структуре галактики. Для грубых оценок массы эллиптических галактик необходимо знать дисперсию скоростей звезд в зависимости от расстояния от центра и радиальное распределение плотности[13].
Масса холодного газа в галактике определяется по интенсивности линии H I. Если регистрируемая плотность потока излучения от галактики или какой-либо ее части равны Fн, то соответствующая масса равна:
,
Где D -- расстояние в мегапарсеках, поток выражен в янских.
Оценка массы молекулярного газа весьма сложна, так как спектр самой распространенной молекулы H2 не имеет линий, возбуждаемых в холодном газе. Поэтому исходными данными являются интенсивности спектральных линий молекулы CO (ICO). Коэффициент пропорциональности между интенсивностью излучения CO и его массой зависит от металличности газа. Но самая большая неопределенность связана с малопрозрачностью облака, из-за нее основная доля света, излучаемая внутренними областями, поглощается самим же облаком, таким образом, до наблюдателя доходит свет только от поверхности облаков[14].
Морфологическая классификация галактик
Бар (перемычка) проходит от внутренних концов спиральных ветвей (голубые) к центру галактики. NGC 1300.
Ядро -- крайне малая область в центре галактики. Когда речь заходит о ядрах галактик, то чаще всего говорят об активных ядрах галактик, где процессы нельзя объяснить свойствами сконцентрированных в них звезд.
Диск -- относительно тонкий слой, в котором сконцентрировано большинство объектов галактики. Подразделяется на газопылевой диск и звездный диск.
Полярное кольцо -- редкий компонент. В классическом случае галактика с полярным кольцом имеет два диска, вращающихся в перпендикулярных плоскостях. Центры этих дисков в классическом случае совпадают. Причина возникновения полярных колец до конца не ясна[17].
Сфероидальный компонент -- сфероподобное распределение звезд.
Балдж (англ. bulge -- вздутие) -- наиболее яркая внутренняя часть сфероидального компонента.
Гало -- внешний сфероидальный компонент. Граница между балджем и гало размыта и достаточно условна.
Спиральная ветвь (спиральный рукав) -- уплотнение из межзвездного газа и преимущественно молодых звезд в виде спирали. Скорее всего, являются волнами плотности, вызванными различными причинами, однако вопрос об их происхождении до сих пор окончательно не решен.
Бар (перемычка) -- выглядит как плотное вытянутое образование, состоящее из звезд и межзвездного газа. По расчетам, главный поставщик межзвездного газа к центру галактики. Однако почти все теоретические построения основываются на факте, что толщина диска много меньше его размеров, иными словами, диск плоский, и почти все модели -- упрощенные двумерные модели, расчетов трехмерных моделей дисков крайне мало. А трехмерный расчет галактики с баром и газом в известной литературе всего один[18]. По данным автора данного расчета, газ не попадает в центр галактики, а проходит довольно далеко.
Важнейшими компонентами являются газопылевой диск, звездный диск и сфероидальный компонент. Существует четыре основных вида галактик[19]:
Эллиптические галактики (E) -- галактики, у которых дисковой составляющей нет, либо она слабоконтрастна. Все остальные галактики дисковые.
Спиральные галактики (S) -- галактики, обладающие спиральными ветвями. Иногда ветви могут вырождаться в кольца.
Линзовидные галактики (S0) -- галактики, по своей структуре не отличающиеся от спиральных, за исключением отсутствия четкого спирального узора. Объясняется это низким содержанием межзвездного газа, а значит, и низким темпом звездообразования.
Неправильные галактики (Irr) -- для них характерна неправильная клочковатая структура. Как правило, в них очень много межзвездного газа, до 50 % от массы галактики.
Млечный Путь, называемый также просто Галактикой, является большой спиральной галактикой с перемычкой, диаметром около 30 килопарсек (или 100 000 световых лет) и толщиной 1000 световых лет (до 3000 в районебалджа)[49]. Солнце с Солнечной системой находятся внутри галактического диска, наполненного пылью, поглощающей свет. Поэтому на небе мы видим полосу звезд, но клочковатую, напоминающую сгустки молока. Из-за поглощения света Млечный Путь как галактика изучен не до конца: не построена кривая вращения, до конца не выяснен морфологический тип, неизвестно число спиралей и т. д. Галактика содержит около 3-1011звезд[50], а ее общая масса составляет около 3-1012 масс Солнца.
Большую роль в изучении Млечного Пути играют исследования скоплений звезд -- относительно небольших гравитационно связанных объектов, содержащих от сотен до сотен тысяч звезд. Их гравитационная связанность, вероятно, вызвана единством происхождения. Поэтому, исходя из теории эволюции звезд и зная расположение звезд скопления на диаграмме Герцшпрунга -- Рассела, можно рассчитать возраст скопления. Скопления делятся на рассеянные и шаровые.
Шаровые -- старые звездные скопления, имеющие шаровидную форму, концентрирующиеся к центру Галактики. Отдельные шаровые скопления могут иметь возраст свыше 12 млрд лет.
Рассеянные -- относительно молодые скопления, имеют возраст до 2 млрд лет, в некоторых еще идут процессы звездообразования. Самые яркие звезды рассеянных скоплений -- молодые звезды спектральных классов B или A, а в самых молодых скоплениях еще есть голубые сверхгиганты (класс O).
Вследствие своих небольших (относительно космологических масштабов) размеров, звездные скопления напрямую могут наблюдаться только в Галактике и ее ближайших соседях.
Еще один тип объектов, доступный для наблюдения только в окрестностях Солнца, -- двойные звезды. Значимость двойных звезд для исследования различных процессов, происходящих в галактике, объясняется тем, что благодаря им возможно определить массу звезды, именно в них можно изучить процессы аккреции. Новые и сверхновые типа Ia -- это тоже результат взаимодействия звезд в двойных системах, называемых тесными двойными системами.
Похожие статьи
-
МНОГООБРАЗИЕ ГАЛАКТИК Галактики -- это большие звездные системы, в которых звезды связаны друг с другом силами гравитации. Существуют галактики,...
-
Наша Галактика - Млечный Путь - Млечный Путь
Наша Галактика - звездная система, в которую погружена Солнечная система, называется Млечный Путь. Млечный Путь - грандиозное скопление звезд, видимое на...
-
ОБЩИЕ СВОЙСТВА ГАЛАКТИК - Свойства галактики
Галактики - сложные по составу и структуре системы. Самые маленькие из них по числу звезд сопоставимы с большими звездными скоплениями в нашей Галактике,...
-
МЕСТО СОЛНЦА В ГАЛАКТИКЕ - Солнце, его строение и особенности
В окрестностях Солнца удается проследить участи двух спиральных ветвей, удаленных от нас примерно на 3 тысячи световых лет. По созвездиям, где...
-
Масса галактик - Звездные системы галактики
Не так много лет назад одной из наиболее надежных областей внегалактической астрономии было определение масс галактик. Для этой цели были разработаны...
-
О нашей Галактике. Млечный Путь - О нашей Галактике Млечный Путь
"...Мироздание предохранено от разрушения и способно существовать вечно... ... Тем, кто рассматривает различные области природы целенаправленно и...
-
НАША ГАЛАКТИКА - МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ - Млечный путь - дорога с Олимпа на Землю
Млечный путь галактика звезда Наша Галактика - звездная система, в которую погружена Солнечная система, называется Млечный Путь. Млечный Путь -...
-
Рождение сверхгалактик и скоплений галактик - Прошлое и будущее Вселенной
Во время эры излучения продолжалось стремительное расширение космической материи, состоящей из фотонов, среди которых встречались свободные протоны или...
-
СОСТАВ ГАЛАКТИК - Свойства галактики
Межзвездные газ и пыль. Распределение газа в галактике может сильно отличаться от распределения звезд. Иногда газ прослеживается до значительно больших...
-
Свойства галактик - Мир галактик
Сегодня нам хорошо известно, что эллиптические образования во Вселенной не туманности, а звездные системы. Вопрос эволюции уже образовавшихся звездных...
-
Звезды Галактики - Размеры и структура нашей Галактики
Вращение звезд Галактики не подчиняется и закону Ньютона. Этот необъяснимый факт привел к новым удивительным открытиям, связанным с понятием темной...
-
Строение нашей Галактики - Звездные системы галактики
Важнейшей особенностью небесных тел является их свойство объединяться в системы. Земля и ее спутник Луна образуют систему из двух тел. Так как размеры...
-
Галактика Млечный Путь - Изучение Вселенной
Наша галактическая система -- рядовая звездная система. На небе в ясную без лунную ночь хорошо видна яркая белесоватая полоса -- Млечный Путь. Он...
-
Виды галактик - Звездные системы галактики
Галактики во Вселенной не похожи друг на друга. Некоторые из них ровные и круглые, другие имеют форму уплощенных разметавшихся спиралей, а у некоторых не...
-
Основные сведения о галактиках - Мир галактик
Солнце - одна из ста миллиардов звезд, образующих гигантскую звездную систему, Галактику, которая представляется нам на небе широкой полосой млечного...
-
Галактика - История астрономических знаний
С XVII века важнейшей целью астрономов стало изучение Млечного Пути - этого гигантского собрания звезд, которые Галилей увидел в свой телескоп. Усилия...
-
Гигантская спиральная система, называемая Млечным Путем входит в местную систему и является одной из самых больших галактик системы. В мире галактик наш...
-
Эдвин Хаббл и его исследования - Расширяющаяся Вселенная и красное смещение
Современная картина Вселенной возникла только в 1924 г., когда американский астроном Эдвин Хаббл показал, что наша Галактика не единственная. Для...
-
Заключение - Происхождение и развитие галактик и звезд
В далекой древности люди замечали на ночном небе протянувшуюся через весь небосвод бледную светящуюся полосу, которую назвали Млечным Путем. Потом, много...
-
Строение Галактики. Виды Галактик - Происхождение Вселенной
Окружающие Солнце звезды и само Солнце составляют малую часть гигантского скопления звезд и туманностей, которую называют Галактикой. Галактика имеет...
-
Общие принципы астрономии - Прошлое и будущее Вселенной
Звезды изучает астрономия (от греч. "астрон" - звезда и "номос" - закон) - наука о строении и развитии космических тел и систем. Эта классическая наука в...
-
СПИРАЛЬНЫЕ ВЕТВИ - Размеры и структура нашей Галактики
Одним из наиболее заметных образований в дисках галактик, подобных нашей, являются спиральные ветви (или рукава). Они и дали название этому типу объектов...
-
История "открытия" мира галактик весьма поучительна. Больше двухсот лет назад Гершель построил первую модель Галактики, преуменьшив ее размеры в...
-
ГАЛО - Размеры и структура нашей Галактики
Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч...
-
Строение и эволюция Вселенной - Происхождение и развитие галактик и звезд
Вселенная бесконечна во времени и пространстве. Каждая частичка вселенной имеет свое начало и конец, как во времени, так и в пространстве, но вся...
-
Введение - Размеры и структура нашей Галактики
Галактика состоит из двух основных подсистем диска и гало, вложенных одна в другую и гравитационно-связанных друг с другом. Первая - сферическое гало, ее...
-
Метагалактика - Звездные системы галактики
Понятие " Метагалактика " не является вполне ясным. Оно сформировалось на основании аналогии со звездами. Наблюдения показывают, что галактики, подобно...
-
Состав нашей Галактики - Звездные системы галактики
Самые маленькие коллективные члены Галактики - это Двойные и кратные звезды . Так называются группы из двух, трех, четырех и более звезд, в которых...
-
Млечный Путь - дорога с Олимпа на Землю, Многообразие галактик - Млечный Путь
Ночью в незасвеченных местах можно видеть, что через чистое небо проходит молочная полоса. Эта необычная полоса диффузного света видна каждый месяц и из...
-
МНОГООБРАЗИЕ ГАЛАКТИК - Млечный путь - дорога с Олимпа на Землю
Метагалактика - часть Вселенной, доступная современным астрономическим методам исследований - содержит несколько миллиардов галактик - звездных систем, в...
-
ГАЛАКТИКИ. ЗВЕЗДЫ. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА - Астрономическая картина мира
Галактики - это гигантские звездные системы (примерно до 1013 звезд). Такого же порядка (n = 13) и массы галактик по отношению к массе Солнца. Строение...
-
Примерно 70% галактик имеет спиральную структуру [10,11]. Спиральная структура галактик образуется образуется спиральными волнами плотности, возникающими...
-
Введение - Теория дискообразности галактик И. Канта
С древнейших времен людей интересовало, что же находится за горизонтом, и они отправлялись исследовать далекие и незнакомые земли. По мере того как Земля...
-
Галактики - это большие звездные системы, в которых звезды связаны друг с другом силами гравитации. Существуют галактики, включающие триллионы звезд....
-
Типы черных дыр - Черные дыры во вселенной
До сих пор мы говорили о возникновении во Вселенной черных дыр звездного происхождения. Астрономы имеют все основания предполагать, что, помимо звездных...
-
Введение, Темная Материя во Вселенной - Поиски Темной материи
Мы стоим на пороге открытия, способного изменить суть наших представлений о Мире. Речь идет о природе темной материи. Из анализа многих экспериментальных...
-
Виды галактик и их строение, Спиральные галактики - Виды галактик и их строение
Многообразны формы галактик. Большинство галактик относят к нескольким основным типам (по характерным внешним признакам, а мелкие различия галактик...
-
Астрономическое изучение Галактики
При наблюдениях звездного неба вдали от крупных городов на нем в безлунную ночь хорошо видна широкая светящаяся полоса - Млечный Путь. Свое название...
-
Происхождение звезд - Происхождение и развитие галактик и звезд
Сейчас установлено, что звезды и звездные скопления имеют разный возраст, от величины порядка 1010 лет (шаровые звездные скопления) до 106 лет для самых...
-
Состав Галактики - Теория дискообразности галактик И. Канта
Нашу галактику называют просто Галактикой. Она имеет средние размеры и состоит примерно из 150 ? 200 млрд звезд, включая Млечный путь (древнее...
Галактики Вселенной