100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как определяется граница галактики? Описание, фото и видео

Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч. — презентация

Презентация на тему: » Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч.» — Транскрипт:

3 Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч световых лет. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска. Состоит гало в основном из очень старых, неярких звезд. Возраст сферической составляющей Галактики превышает 12 млрд лет. Центральная, наиболее плотная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галактики называется балдж (в переводе с английского «утолщение»). Вращается гало в целом очень медленно.

4 По сравнению с гало диск вращается заметно быстрее. Он представляет собой как бы две сложенные краями тарелки. Диаметр диска Галактики около 30 кпк ( световых лет). Толщина – около 1000 световых лет. Скорость вращения не одинакова на различных расстояниях от центра. Она быстро возрастает от нуля в центре до км/с на расстоянии 2 тыс. световых лет от него. Масса диска в 150 млрд раз больше массы Солнца (1,99*1030 кг). В диске концентрируются молодые звезды и звездные скопления. Среди них много ярких и горячих звезд. Газ в диске Галактики распределен неравномерно, образуя гигантские облака. Основным химическим элементом в нашей Галактике является водород. Примерно на 1/4 она состоит из гелия.

5 Галактика состоит в основном из звезд, более или менее подобных Солнцу. Одни из них в несколько раз массивнее Солнца и светятся в несколько тысяч раз ярче, другие – в несколько раз менее массивны и светятся в несколько тысяч раз слабее. Солнце, по многим параметрам, – средняя звезда. В зависимости от температуры поверхности звезды имеют разный цвет: бело-голубые звезды самые горячие (20 000– К), а красные – наиболее холодные (2500 К).

6 Часть звезд образует группы, называемые звездными скоплениями. Некоторые из них видны невооруженным глазом, например Плеяды. Это типичное рассеянное скопление; обычно такие скопления содержат от 50 до 2000 звезд. Кроме рассеянных скоплений существуют значительно более крупные шаровые скопления, содержащие до нескольких миллионов звезд. Эти скопления существенно различаются по возрасту и звездному составу. Рассеянные скопления сравнительно молоды: их типичный возраст ок. 10 млн. лет, т.е. ок. 1/500 возраста Земли и Солнца. Они содержат много массивных ярких звезд. Шаровые скопления очень стары: с момента их формирования прошло 10–15 млрд. лет, т.е. они состоят из наиболее старых звезд Галактики, среди которых сохранились лишь маломассивные. Рассеянные скопления расположены вблизи галактической плоскости, где много межзвездного газа, из которого формируются звезды. Шаровые скопления заполняют галактическое гало, окружающее диск, и заметно концентрируются к центру Галактики.

7 Масса Галактики не менее масс Солнца. В основном это звезды, но 5% ее массы приходится на межзвездное вещество – газ и пыль. Межзвездное вещество заполняет пространство между звездами в галактическом диске толщиной ок. 600 св. лет, причем внутри диска оно концентрируется к спиральным рукавам Галактики. Значительная часть межзвездного вещества объединена в массивные холодные облака, в недрах которых формируются звезды.

8 Галактика Млечный Путь – одна из сотен миллионов подобных ей звездных систем, обнаруженных во Вселенной с помощью крупных телескопов. Ее часто называют «нашей звездной системой». Она относится к крупным галактикам, имеющим быстрое вращение и четкие спиральные рукава, в которых сконцентрированы молодые горячие звезды и разогретые их излучением облака газа, называемые «эмиссионными туманностями». С помощью оптических телескопов не удается изучить всю Галактику, поскольку свет не проникает сквозь плотные межзвездные облака газа и пыли, которых особенно много в направлении к центру Галактики. Однако для инфракрасного излучения и радиоизлучения пыль не помеха: с помощью соответствующих телескопов удается исследовать всю Галактику и даже пробиться к ее плотному ядру. Наблюдения показали, что звезды и газ в галактическом диске движутся со скоростью около 250 км/с вокруг центра Галактики. Солнце тоже движется с такой скоростью, совершая один оборот вокруг галактического центра за 250 млн. лет.

9 Интересные факты про Млечный Путь Млечный Путь светлая полоса без резких границ, видимая на ночном небе. Если посмотреть в бинокль, то сможем увидеть, что Млечный Путь состоит из бесчисленного количества звезд. Галактики это гигантские системы звезд; мы живем в одной из таких систем в галактике Млечный Путь. В космосе миллиарды галактик. Млечный Путь имеет диаметр около световых лет, а толщину 1000 св. лет; в него входит около 100 млрд. звезд. Звезды сосредоточены в спиральных рукавах, как искры в вертящемся колесе фейерверка, с утолщением в центре. Наше Солнце расположено в одном из спиральных рукавов. Млечный Путь величественно вращается вокруг своего центра; скорость движения Солнца вокруг центра достигает 1 млн. км/час. Солнце совершает полный оборот примерно за 250 млн. лет, проходя расстояние свыше св. лет. Гигантское утолщение в центре Млечного Пути около св. лет диаметром и 3000 св. лет толщиной. Оно состоит только из старых звезд и небольшого количества пыли или газа. Гигантская черная дыра может находиться в центре Млечного Пути. Невооруженным глазом Млечный Путь виден как неяркая светлая полоса, но в бинокль видно, что он состоит из бесчисленного количества звезд.

Читайте так же:
Солнцезащитный крем, польза или вред

10 Спасибо за внимание! Презентацию подготовили: Аношкина Дарья и Рачинская Ирина.

Строение спиральной галактики

Как устроена галактика: ядро, балдж, гало, звездный диск.

Спиральный галактики (к которым относится и наша галактика Млечный путь) имеют схожее внутреннее строение.

Типичная спиральная галактика состоит из трех основных частей:

  • звездного диска
  • звездного гало
  • галактического ядра

Ядро расположено в центре галактики, область вокруг ядра называется гало, а само гало уже окружено массой звезд называемых звездным диском.

Строение спиральной галактики

Основные элементы и области из которых состоит спиральная галактика «Млечный путь». Вид боку и сверху

Галактическое ядро

Галактическое ядро представляет собой очень малую по сравнению с размерами всей галактики область, однако именно здесь располагается центр притяжения всей галактики – обычно сверхмассивная черная дыра, обладающая невероятно большой массой (для Млечного пути расчетный “вес” такой черной дыры составил вес около трех миллионов масс Солнца!).

Галактическое гало

Галактическое гало – гигантское сферообразное “звездное облако” или “звездная сфера” сконцентрированное вокруг галактического ядра. Фактически границы нашей Галактики определяются именно размерами гало. Ра­диус гало значительно больше разме­ров звездного диска галактики и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч све­товых лет.

Состоит гало в основном из очень старых, неярких мало массивных звёзд. Они встречаются как поодиночке, так и в виде шаровых скоплений, которые могут включать в себя более миллиона звёзд. Возраст населения сферической составляющей Галакти­ки превышает 12 млрд. лет. Его обыч­но принимают за возраст самой Га­лактики.

Характерной особенностью звёзд гало является чрезвычайно малая до­ля в них тяжёлых химических эле­ментов. Звёзды, образующие шаровые скопления, содержат металлов в сот­ни раз меньше, чем Солнце.

Звёзды сферической составляю­щей концентрируются к центру Га­лактики. Центральная, наиболее плот­ная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галак­тики называется балдж (в переводе с английского “утолщение”).

Звёзды и звёздные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Из-за того, что вращение отдельных звёзд происходит почти беспорядочно (т. е. скорости соседних звёзд могут иметь самые различные направления), гало в целом вращается очень медленно.

Балдж

Внутренняя, ближняя к ядру и самая плотная часть гало называется балдж (англ. bulge – “вздутие”). Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся внутри балджа Галактики, то на небе были бы видны не привычные взгляду “звездные точки”, а сразу несколько десятков звезд, по яркости сопоставимых с нашей Луной.

Однако Солнце расположено достаточно далеко от ядра Галактики – на расстоянии около 26 000 световых лет. Поэтому, если в окрестностях Солнца, в диске, одна звезда приходится на 8 кубических парсеков, то в центре Галактики в одном кубическом парсеке находится 10 000 звезд. Центр Галактики находится в направлении созвездия Стрельца.

Звездный диск

Звездный диск (на самом деле правильнее говорить про звездный диск и газопылевой диск, но мы упростим) – самая крупная и массивная область галактики простирающаяся на сотни и тысячи световых лет от центра. Приблизительная масса звездного диска Млечного пути равна 150 млрд. масс Солнца. В отличие от центральной части галактики, имеющей сферическую форму, звездный диск больше напоминает две тарелки сложенные вместе – то есть почти плоский в поперечнике и все более истончающийся от центра к краю.

“Население” звездного диска очень сильно отличается от населения гало. Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звёзды и звёздные скопления, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет. Они образуют так называемую плоскую составляющую. Среди них очень много ярких и горячих звёзд.

Газ в диске Галактики также сосре­доточен в основном вблизи его пло­скости. Он распределён неравномер­но, образуя многочисленные газовые облака — от гигантских неоднород­ных по структуре сверх облаков про­тяжённостью несколько тысяч свето­вых лет до маленьких облачков размерами не больше парсека.

Основным химическим элементом в нашей Галактике является водо­род. Приблизительно на 1/4 она со­стоит из гелия. По сравнению с этими двумя элементами остальные присутствуют в очень небольших количе­ствах. В среднем химический состав звёзд и газа в диске почти такой же, как у Солнца.

Спиральные рукава

Одним из наиболее заметных образований в звездных дисках галактик, подобных нашей, являются спиральные ветви (или рукава). Они и дали название этому типу объектов – спиральные галактики. Спиральная структура в нашей Галактике очень хорошо развита. Вдоль рукавов в основном сосредоточены самые молодые звёзды, многие рассеянные звёздные скопления и ассоциации, а также цепочки плотных облаков меж звёздного газа, в которых продолжают образовываться звёзды.

В спиральных ветвях находится большое количество переменных и вспыхивающих звёзд, в них чаще всего наблюдаются взрывы некоторых типов сверхновых. В отличие от гало, где какие-либо проявления звёздной активности чрезвычайно редки, в ветвях продолжается бурная жизнь, связанная с непрерывным переходом вещества из межзвёздного пространства в звёзды и обратно. Галактическое магнитное поле, пронизывающее весь газовый диск, также сосредоточено главным образом в спиралях.

Спиральные рукава Млечного Пути в значительной степени скрыты от нас поглощающей материей. Подробное их исследование началось после появления радиотелескопов. Они позволили изучать структуру Галактики по наблюдениям радиоизлучения атомов межзвёздного водорода, концентрирующегося вдоль Длинных спиралей.

По современным представлениям, спиральные Рукава связаны с волнами сжатия, распространяющимися по диску галактики. Проходя через области сжатия, вещество диска уплотняется, а образование звёзд из газа становится более интенсивным. Причины возникновения в дисках спиральных галактик такой своеобразной волновой структуры не вполне ясны. Над этой проблемой работают многие астрофизики.

Читайте так же:
Как выращивают индеек в Беларуси

строение галактики млечный путь

Как выглядела бы наша галактика «Млечный путь» при наблюдении откуда-нибудь «снаружи». Красным кружком обозначено примерное местоположение Солнечной системы

Полные размеры нашей Галактики составляют: 30 килопарсек (100 000 световых лет) в диаметре, и 1000 световых лет в толщину. Иными словами, при взгляде “сбоку”, галактика имеет форму линзы.

Её галактический диск вращается вокруг оси по часовой стрелке, если смотреть на Галактику сверху со стороны ее “северного полюса”, находящегося в созвездии Волосы Вероники.

Галактика имеет хорошо выраженную спиральную структуру. Спирали представляют собой волны плотности, распространяющиеся в сторону вращения диска Галактики с постоянной угловой скоростью.

Образование в галактике звезд I и II поколения

Галактика Млечный путь (впрочем и другие спиральные галактики) образовалась из медленно вращавшегося газового облака, по своим размерам превосходившего ее в десятки раз.

Первоначально это газовое облако состояло из смеси 75% водорода и 25% гелия и почти не содержало тяжелых элементов. В течение примерно миллиарда лет это облако свободно сжималось под действием сил гравитации. Этот коллапс неизбежно привел к фрагментации и началу процесса звездообразования.

Сначала газа было много, и он находился на больших расстояниях от плоскости вращения. Возникли звезды первого поколения, в том числе и весьма массивные, а также шаровые скопления. Их современное пространственное распределение соответствует первоначальному распределению газа, близкому к сферическому.

Наиболее массивные звезды первого поколения быстро проэволюционировали и обогатили межзвездную среду тяжелыми элементами, главным образом за счет вспышек сверхновых. Та часть газа, которая не превратилась в звезды, продолжала свой процесс сжатия к центру Галактики. Из-за сохранения момента количества движения, ее вращение становилось быстрее, образовался диск, и, в нем снова начался процесс звездообразования.

Это второе поколение звезд оказалось богатым тяжелыми элементами. Оставшийся газ сжался в более тонкий слой, так возникла плоская составляющая – основная арена современного звездообразования. Разумеется, выделения двух или трех поколений звезд весьма условно: скорее всего, звездообразование было единым непрерывным процессом, хотя в нем и возможны были отдельные этапы замедления.

Тем не менее, общее правило верно: к галактическому диску относятся звезды ранних спектральных классов О и В, т.е. молодые звезды. Гало, наоборот, составляют объекты, возникшие на ранних стадиях эволюции Галактики, старые звезды. Их возраст составляет порядка 10 – 12 миллиардов лет.

Почему с Земли не видно ярко сияющий центр нашей галактики?

Почти все молекулярное вещество межзвездной среды (облака пыли и газа) находится на расстоянии до 3-7 килопарсек от центра, поэтому и видимое излучение центральных областей Галактики полностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи (к счастью мы можем наблюдать эти области в инфракрасном диапазоне).

Эволюция спиральных галактик: от Большого взрыва до наших дней

Эволюция спиральных галактик: от Большого взрыва до наших дней

Место Солнечной системы в галактике Млечный путь

Наше Солнце в галактике Млечный путь расположено между спиральными рукавами Стрельца и Персея. Солнце (а вместе с ним и вся солнечная система) движется со скоростью около 220 км/с, и делает полный оборот вокруг центра Галактики за 200 миллионов лет. Всего за время своего существования (4,5 млрд.лет) Солнце облетело Галактику примерно 30 раз.

Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики практически совпадает с той скоростью, с которой в данном районе движутся спиральные рукава галактики. Такая зона внутри галактики, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают, называется коротационной окружностью и является расчетной “зоной жизни”, т.е. если и есть внутри галактики благоприятные “тихие гавани”, где может развиться жизнь, то это именно коротационная окружность.

Галактика Млечный Путь. Движение звёзд в Галактике

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Галактика Млечный Путь. Движение звёзд в Галактике»

Если посмотреть на небо в ясную безлунную ночь, подальше от городских огней, то можно увидеть звёздное небо во всей его красе. Его примечательным объектом является широкая светлая полоса, тянущаяся с запада на восток и являющаяся скоплением огромного числа звёзд и ярких туманностей. Эта полоса древними греками была названа Галактикой, что переводится как «млечный» или «молочный». Мы же с вами эту полосу называем Млечным Путём. Он проходит через оба полушария по большому кругу небесной сферы. Линия, идущая вдоль середины Млечного Пути, была названа галактическим экватором, а образующая его плоскость — галактической плоскостью, которая наклонена к плоскости небесного экватора под углом 63°.

Ещё Галилео Галилей в 1609 году обнаружил, что Млечный Путь является скоплением огромного числа слабых звёзд (порядка 200—400 миллиардов) и ярких туманностей. Все они вместе образуют гигантскую гравитационно-связанную систему тел — Галактику. Из числа этих объектов в состав Галактики не входит лишь слабо заметное туманное пятно, видимое в созвездии Андромеды и напоминающее по форме пламя свечи. Это туманность Андромеды.

Первая попытка построить модель нашей Галактики принадлежит Уильяму Гершелю. В 70-ых годах XVIII века он решил выборочно посчитать количество звёзд в разных направлениях от галактического экватора. Его подсчёты показали, что число звёзд резко убывает по обе стороны от галактической плоскости. Тогда он предположил, что слабые звёзды Млечного Пути вместе с более яркими образуют единую звёздную систему, по форме напоминающую диск конечных размеров.

Читайте так же:
Почему жить настоящим – плохая идея

В 1923 году в туманности Андромеды были обнаружены несколько ярких цефеид. Как мы помним, цефеиды — это обширный класс ярких пульсирующих переменных звёзд-сверхгигантов и гигантов классов F и G. Они являются своеобразными «маяками» Вселенной», так как по известному из наблюдений периоду пульсации можно определить их абсолютную звёздную величину. Сравнив абсолютную звёздную величину цефеида с его видимой звёздной величиной, можно определить и расстояние до него.

Так вот, оказалось, что туманность Андромеды располагается от нас на расстоянии немногим более двух миллионов световых лет. Это дало учёным основание предполагать, что это не просто туманность, а другая звёздная система, подобная нашей.

Дальнейшее изучение известных туманностей показало, что все они также являются гигантскими удалёнными системами, в которых находятся миллионы и миллиарды звёзд. Такие гигантские гравитационно-связанные системы звёзд и межзвёздного вещества, расположенные вне нашей Галактики, стали называть галактиками. Их сравнение с нашей звёздной системой позволило выявить многие черты её строения.

Согласно современным представлениям, наша Галактика имеет форму плоского линзообразного диска. Его диаметр составляет около 30 кпк, а толщина — около 4 кпк. Звёздный диск Галактики имеет структуру в виде спиральных ветвей — рукавов. В середине диска есть заметное утолщение — балдж (от английского слова «вздутие»). В центральной части Галактики располагается её ядро, скрытое от нас плотными газопылевыми облаками и звёздами.

Ядро представляет собой высокоплотный объект (вероятнее всего, сверхмассивную чёрную дыру), окружённый горячим радиоизлучающим газовым облаком диаметром не более 1,8 пк. По некоторым оценкам, масса галактического ядра в 4,31 ∙ 10 6 раз больше массы Солнца.

Часть звёзд нашей Галактики не входит в состав диска, а образует его сферическую составляющую — звёздное гало. Оно имеет сферическую форму и состоит в основном из очень старых звёзд, разреженного горячего газа и тёмной материи. Гало выходит за пределы Галактики на 5—10 тысяч световых лет.

Масса всей Галактики оценивается примерно в полтриллиона масс Солнца.

Исследование звёзд в нашей звёздной системе показало, что в ней есть как и очень молодые звёзды (возрастом около 100 тысяч лет), так и очень старые звёзды, возраст которых сравним с возрастом самой Галактики (13,2 млрд лет).

Основными структурными составляющими нашей звёздной системы являются звёздные скопления. Так принято называть гравитационно-связанные группы звёзд, которые имеют общее происхождение и движутся в поле тяготения Галактики как одно целое.

По внешнему виду они делятся на две группы: рассеянные и шаровые скопления.

Рассеянное звёздное скопление — это не имеющая правильной формы сравнительно неплотная группа, содержащая от нескольких десятков до нескольких тысяч звёзд, образованных из одного молекулярного облака и имеющих примерно одинаковый возраст.

В нашей Галактике обнаружено более 1100 рассеянных скоплений вблизи галактического центра. Однако считается, что их может быть гораздо больше. Типичный возраст рассеянных скоплений оценивается в несколько сотен миллионов лет, и состоят они в основном из бело-голубых звёзд главной последовательности.

Самыми известными рассеянными скоплениями, видными невооружённым глазом, являются Плеяды, Гиады и Скопление Альфа Персея.

Шаровым скоплением называется звёздное скопление, в котором содержится до миллиона звёзд, тесно связанных гравитацией. Они обладают симметричной сферической формой и характеризуются увеличением концентрации звёзд к центру скопления.

Шаровые скопления образуют протяжённое гало вокруг центра Галактики, сильно концентрируясь к нему. На 2017 год открыто 158 шаровых скоплений. Их звёздное население состоит из давно проэволюционировавших звёзд — красных гигантов и сверхгигантов. Возраст шаровых скоплений может достигать 11—13 миллиардов лет.

В июне 2011 года стало известно об открытии нового класса скоплений в созвездии Лиры (NGC 6791), который сочетает в себе признаки и шаровых, и рассеянных скоплений.

Группы звёзд, которые не связаны силами гравитации, или слабосвязанных молодых звёзд, объединённых общим происхождением, называют звёздными ассоциациями.

Таким образом, существование в Галактике звёздных скоплений и ассоциаций различных возрастов указывает на то, что звёзды формируются не в одиночку, а группами, а сам процесс звёздообразования продолжается и по сей день.

Мы уже с вами знаем, что долгое время видимые на небе звёзды считались неподвижными объектами. Лишь в 1718 году английский астроном Эдмунд Галлей решил сравнить положения звёзд его времени с теми, которые были описаны ещё в каталоге Гиппарха во II в. до н. э. Каково же было удивление учёного, когда он обнаружил, что яркие звёзды Сириус и Процион сместились примерно на 0,7 о . А у Арктура это смещение составило более 1 о .

На основании этих данных Галлей выдвинул предположение о том, что звёзды движутся в пространстве относительно Солнца. Скорость, с которой движется звезда в пространстве относительно Солнца, называется пространственной скоростью. В общем случае вектор пространственной скорости направлен под некоторым углом к лучу зрения наблюдателя.

Разложим пространственную скорость на две составляющих: по направлению луча зрения (лучевая скорость) и перпендикулярную лучу зрения (тангенциальная скорость).

Их модули могут быть связаны друг с другом соотношением:

Скорость звезды по лучу зрения определяется по эффекту Доплера — смещению линий в её спектре:

А тангенциальную составляющую определяют по непосредственному смещению звезды на фоне далёких звёзд:

Читайте так же:
Как делают валенки

В записанном уравнении μ — это собственное движение звезды, то есть её видимое угловое смещение за год по отношению к слабым далёким звёздам.

Для примера определим тангенциальную и пространственную скорости Альтаира, если его годичный параллакс равен 0,198’’. Собственное движение звезды равно 0,658’’, а лучевая скорость –26,3 км/с. (Знак минус указывает на то, что звезда приближается к нам).

В настоящее время смещения звёзд определяют по фотографиям одного и того же участка неба, сделанных с интервалом несколько лет и даже десятков лет. Но даже в этом случае смещение большинства звёзд очень невелико. И чтобы его определить, используют специальные микроскопы. Но на протяжении десятков тысяч лет собственные движения звёзд существенно сказываются на их положении, вследствие чего меняются привычные нам очертания созвездий.

Анализ собственных движений звёзд привёл к обнаружению движения и нашего Солнца. Оказалось, что оно движется к точке в созвездии Геркулеса со скорость около 19,4 км/с. Эта точка называется апексом Солнца. Соответственно, диаметрально противоположная ей точка называется антиапексом.

Также изучение лучевых скоростей звёзд в различных направлениях от Солнца позволило профессору Казанского университета Мариану Альбертовичу Ковальскому в 1857 году доказать вращение нашей звёздной системы и сформулировать законы этого вращения. Оказалось, что все звёзды диска Галактики обращаются вокруг её ядра по орбитам, близким к круговым, по ходу часовой стрелки (если смотреть на Галактику со стороны её северного полюса). При этом угловая скорость вращения убывает по мере удаления от центра. А вот линейная скорость вращения сначала возрастает с удалением от центра Галактики, достигая максимума (около 220 км/с) на расстоянии Солнца, после чего очень медленно начинает убывать. Так, например, наше Солнце совершает один оборот вокруг ядра Галактики примерно за 220 миллионов лет.

Что такое галактика и какой она бывает

Когда люди смотрят в ночное небо, они видят завораживающее сияние миллиардов звезд, часть из которых входят в состав нашей галактики — Млечный Путь. Но звездных систем, звездных скоплений, удаленных от Земли на миллионы световых лет, и находящихся за пределами нашей галактики — бесконечное количество. Их изучение позволяет лучше понять происхождение и масштабы Вселенной.

Галактики — это крупные системы состоящие из звезд, межзвездного газа, звездных скоплений, пыли и темной материи которые связаны между собой силой гравитационного взаимодействия. Все элементы данных систем, наиболее крупных образований во Вселенной, как правило, двигаются относительно общего центра. Ученые предполагают, что существует не менее 3 трлн подобных скоплений. Все они находятся на большом удалении от Земли.

Ближайшие галактики, которые можно увидеть на небе невооруженным взглядом, — это Андромеда, Большое и Малое Магелланово облака и М33.

Андромеда

Происхождение и структурные компоненты

Слово «галактика» с древнегреческого языка переводится как «молочное кольцо». Ученые предполагают, что галактики появились в течение 150 млн лет после Большого взрыва. Точный возраст галактических систем определить трудно, так как их формирование может занимать от 1 до 2 млрд лет.

Звездные системы распространены по Вселенной неравномерно: в некоторых областях наблюдаются их скопления, в других образования встречаются редко.

Точные размеры галактик определить сложно, потому что резких границ они не имеют. Чем дальше от центра, тем меньше яркость находящихся в них звезд. Поэтому периферийные зоны иногда не попадают в поле зрения телескопов.

Системы галактик включают от 1 до 10 скоплений. Например, Млечный Путь, в котором находится Солнечная система, входит в Местную группу. Одиночные галактики встречаются крайне редко, чаще всего они объединяются в пары, трио и более крупные организации.

Объекты внутри систем отличаются друг от друга по массе, происхождению и химическому составу.

Типы галактик и их характеристики

Многообразие звездных систем побудило ученых задуматься об объединении их по внешнему виду, а также закономерностям проходящих внутри процессов. В 1925 г. Эдвин Хаббл предложил классификацию скоплений по их морфологии и дал им определение. Этот список без изменений используется и сегодня. Созданы и более детальные систематизации.

Эллиптические галактики (e)

Имеют форму эллипса. Включают в себя красные и холодные космические тела-гиганты. По данным астрономов, доля эллиптических звездных систем составляет 20% от всего объема. Существуют карликовые и гигантские скопления.

Галактики содержат много пыли и газа, но астрономы полагают, что системы эллиптической формы — это последний этап эволюции галактических систем. Сверхмассивные черные дыры, находящиеся в ядре наиболее древних образований, засасывают газ и пыль и тем самым тормозят их развитие.

Ближайшая к Земле галактика эллиптического типа, открытая в 1938 г. американским астрономом Харлоу Шеплом, находится в созвездии Скульптор. Она относится к карликовым сфероидальным системам и имеет отличительную особенность — высокое содержание металлических объектов (около 4% от общей массы). Такой показатель наблюдается в образованиях, расположенных на краю видимой Вселенной.

Эллиптическая галактика

Спиральные галактики (s)

Представляют собой своеобразный звездный блин, который вращается вокруг своей оси и содержит до 500 млрд объектов. В центральной зоне наблюдается овальное вздутие — бандаж. Спиральные образования имеют два диска и благодаря множеству закрученных спиралевидных ветвей считаются наиболее красивым и завораживающим зрелищем в космосе.

Пример галактической системы спиральной формы — Туманность Андромеды. Она упоминалась еще в трудах немецкого астронома Симона Майра в 17 в. Первая фотография звездного диска, наклоненного под углом 15°, была сделана в 1899 г. Исааком Робертсом. В 2006 г. была зафиксирована крупная вспышка: предположительно, произошел взрыв сверхновой.

В 1912 г. ученые выяснили, что Туманность Андромеды движется по направлению к Солнцу с впечатляющей скоростью — 300 км/ч. По прогнозам исследователей, через 3 млрд лет Туманность Андромеды столкнется с Млечным путем. Это означает, что в результате взаимодействия Солнечная система будет выброшена в космическое пространство, но разрушения планет не произойдет.

Читайте так же:
Факты о вкусовом восприятии: расписываем по порядку

Галактика спирального типа

Неправильные галактики (Irr)

Не вписываются в структуру, созданную Хабблом, так как не могут быть описаны как образования эллиптической или спиральной формы. У них нет ядра, а движение звезд хаотично. Предположительно, раньше неправильные системы имели четкие границы, но под воздействием разных гравитационных сил деформировались.

Выделяют три подтипа галактик:

  1. Irr I — системы, чья структура угадывается, но недостаточно, чтобы их можно было отнести к одному из типов, выделенных Хабблом.
  1. Irr II — системы, пережившие столкновение в прошлом или переживающие гравитационное взаимодействие сейчас.
  2. Карликовые неправильные — галактики, которые характеризуются минимальной светимостью.

Примерами последних систем являются Большое и Малое Магеллановы облака (БМО и ММО), которые находятся в той области неба, которая относится к Южному полушарию (в России не наблюдаются). В диаметре они меньше Млечного пути в 30 раз и легче в 300 раз, удалены от галактики, в которой находится Земля, на 163 тыс. световых лет.

БМО и ММО

Первые наблюдения за ними были произведены в начале 1 тысячелетия н. э. Позже образования наблюдали Америго Веспуччи в 1503 г. и Фернан Магеллан в 1519 г. во время кругосветного путешествия. В честь последнего мореплавателя они и были названы.

Современные исследования стали возможны после запуска телескопа «Хаббл». В 2006 г. стало известно, что период вращения БМО составляет 250 млн лет.

Неправильные галактики

С полярными кольцами

Галактики такой формы встречаются редко. Они имеют необычную форму (внешнее кольцо вращается непосредственно над полюсами) и внешне напоминают большой овал с перпендикулярно расположенным внутри малым овалом.

Поэтому существует предположение, что галактики образовались при слиянии двух систем. Изучение таких систем затруднено небольшим числом исследуемых объектов и их большой удаленностью.

Пример галактики с полярными кольцами — линзовидная система Центавра А, которая в космическом каталоге имеет номер NGC 5128. Она отличается интенсивным излучением и считается одной из самых активных радиогалактик.

Расстояние от Солнечной системы — 12 млн лет. Образование было открыто в 1826 г. английским ученым Джеймсом Данлопом, а в 1847 г. Джон Гершель составил подробное описание Центавры А. С помощью космического телескопа «Хаббл» и орбитальной установки «Обсерватория Эйнштейна» были обнаружены крупные квазары и нейтронные звезды.

Центавр А

Пекулярные галактики

Характеризуются искаженной структурой, причина которой — столкновение с другой галактикой или воздействие материи после выбросов космического вещества. Из-за индивидуальных особенностей их нельзя отнести к классификации Хаббла.

Пекулярные галактики

Как проходит изучение

Солнце, Луну, астероиды, кометы и другие космические объекты человечество активно исследует уже несколько тысяч лет.

Начиная со Средних веков ведущие ученые, такие как Галилео Галилей, Уильям Гершель и Шарль Мессье, наблюдали и фиксировали тысячи туманностей на небосводе, но их природу и структуру понять не могли.

Изучение галактик и понимание их разновидностей стало возможным только в начале 20-х гг., когда были сделаны первые фотографии ночного неба с длинной экспозицией. Тогда было доказано, что свечение идет извне Млечного пути.

Первые каталоги видимой части Вселенной были составлены Эдвином Хабблом. Он придумал классификацию звездных систем по их форме и морфологии происхождения.

Позже работа по изучению галактик была продолжена в разных странах мира: в СССР — Б. А. Воронцовым-Вельяминовым, в США — Ф. Цвикки и др. Интересные факты о галактиках были открыты в 1990 г., после запуска космической обсерватории «Хаббл». Начался виток развития внегалактической астрономии. Со временем появились подробные атласы и каталоги с координатами скоплений.

Современные телескопы могут наблюдать объекты, удаленные на многие миллионы световых лет от Земли. Расстояния чаще всего измеряются фотометрическим методом, когда за основу наблюдений берется объект с уже имеющимися характеристиками свечения.

Интересные факты

Познавательная информация о галактиках:

  1. Количество объектов внутри скоплений всегда разное. В среднем в каждом образовании находится от нескольких миллионов звезд.
  2. Есть предположение, что в центре каждой системы существует черная дыра, которая считается ядром и основным источником гравитационного притяжения.
  3. Прямо сейчас Млечный Путь поглощает карликовую галактику — Гнома-Стрельца.
  4. Основную массу галактик (около 90%) составляет темная материя.
  5. Диаметр галактик измеряется килопарсеками. Например, размер Млечного пути — 30 кП, а самой большой из всех зафиксированных — свыше 600 кП.
  6. Галактики так быстро отдаляются друг от друга, что через несколько миллиардов лет их нельзя будет наблюдать с Земли.
  7. При взаимодействии 2 систем вероятность столкновения внутренних объектов минимальна (причина тому — большое расстояние).
  8. Млечный Путь относится к карликовым образованиям, считается спутником галактики-гиганта.
  9. Системы постоянно увеличивают свой размер и массу. Расширение происходит 2 способами: путем втягивания из пространства газов и частиц пыли или с помощью столкновений и слияний друг с другом.

Светимость галактик измеряется в Lс и определяется количеством находящихся в них звезд. Существуют небольшие объекты с излучением в несколько миллионов Lс и гигантские системы с показателем в миллиарды Солнц.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию