Галактики, их типы и строения. Наша галактика. Галактики: Туманность Андромеды и Большое и Малое Магелланово облака.

Галактики, их типы и строения. Наша галактика. Галактики: Туманность Андромеды и Большое и Малое Магелланово облака.

1. Галактики, их типы и строения.

Галактикой называется большая система из звезд, межзвездного газа, пыли, темной материи (Темная материя - общее название астрономических объектов, недоступных прямым наблюдениям, то есть не испускающие электромагнитного излучения достаточной для наблюдений интенсивности, но наблюдаемым косвенно по гравитационным эффектам) и, возможно, темной энергии, связанная силами гравитационного взаимодействия. Количество звезд и размеры галактик могут быть различными. Как правило галактики содержат от нескольких миллионов до нескольких триллионов звезд. Кроме обычных звезд и межзвездной среды галактики также содержат различные туманности. Размеры галактик от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч световых лет. А расстояние между галактиками достигает миллионов световых лет.

Около 90 % массы галактик приходится на долю темной материи и энергии. Природа этих невидимых компонентов пока не изучена. Существуют свидетельства того, что в центре многих галактик находятся сверхмассивные чёрные дыры. Пространство между галактиками практически не содержит вещества и имеет среднюю плотностью меньше одного атома на кубический метр. Предположительно, в видимой части вселенной находится около 100 млрд. галактик.

По классификации, предложенной Хабблом, в 1925 году существуют несколько видов галактик:

·эллиптические(E), M49

·линзообразные(S0), Веретено

·обычные спиральные(S), (туманность андромеды)

·пересеченные спиральные(SB), (NGC1300)

·неправильные (Ir).

Эллиптические галактики - класс галактик с четко выраженной сферической структурой и уменьшающейся к краям яркостью. Они сравнительно медленно вращаются, заметное вращение наблюдается только у галактик со значительным сжатием. В таких галактиках нет пылевой материи, которая в тех галактиках, в которых она имеется, видна как тёмные полосы на непрерывном фоне звёзд галактики. Поэтому внешне эллиптические галактики отличаются друг от друга в основном одной чертой — большим или меньшим сжатием.

Доля эллиптических галактик в общем числе галактик в наблюдаемой части вселенной — около 25 %.

Спиральные галактики названы так, потому что имеют внутри диска яркие рукава звёздного происхождения, которые почти логарифмически простираются из балджа (почти сферического утолщения в центре галактики). Спиральные галактики имеют центральное сгущение и несколько спиральных ветвей, или рукавов, которые имеют голубоватый цвет, так как в них присутствует много молодых гигантских звезд. Эти звезды возбуждают свечение диффузных газовых туманностей, разбросанных вместе с пылевыми облаками вдоль спиральных ветвей. Диск спиральной галактики обычно окружён большим сфероидальным гало (светящееся кольцо вокруг объекта; оптический феномен), состоящим из старых звёзд второго поколения. Все спиральные галактики вращаются со значительными скоростями, поэтому звезды, пыль и газы сосредоточены у них в узком диске. Обилие газовых и пылевых облаков и присутствие ярких голубых гигантов говорит об активных процессах звездообразования, происходящих в спиральных рукавах этих галактик.

Многие спиральные галактики имеют в центре перемычку (бар), от концов которой отходят спиральные рукава. Наша Галактика также относится к спиральным галактикам с перемычкой.

Линзообразные галактики - это промежуточный тип между спиральными и эллиптическими. У них есть балдж, гало и диск, но нет спиральных рукавов. Их примерно 20% среди всех звездных систем. В этих галактиках яркое основное тело - линза, окружено слабым ореолом. Иногда линза имеет вокруг себя кольцо.

Неправильные галактики — это галактики, которые не обнаруживают ни спиральной ни эллиптической структуры. Чаще всего такие галактики имеют хаотичную форму без ярко выраженного ядра и спиральных ветвей. В процентном отношении составляют одну четверть от всех галактик. Большинство неправильных галактик в прошлом являлись спиральными или эллиптическими, но были деформированы гравитационными силами.

2. Наша галактика:

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. Наше Солнце вместе с планетами тоже движется с такой скоростью, совершая один оборот вокруг галактического центра примерно за 200 млн. лет.

Млечный Путь проходит по следующим созвездиям: Единорог, Малый Пёс, Орион, Близнецы, Телец, Возничий, Персей, Жираф, Кассиопея, Андромеда, Цефей, Ящерица, Лебедь, Лисичка, Лира, Стрела, Орёл, Щит, Стрелец, Змееносец, Южная Корона, Скорпион, Наугольник, Волк, Южный Треугольник, Центавр, Циркуль, Южный Крест, Муха, Киль, Паруса, Корма.

3. Галактика Туманность Андромеды

ТУМАННОСТЬ АНДРОМЕДЫ, спиральная ГАЛАКТИКА на расстоянии в 2,2 млн. световых лет, в созвездии Андромеды; наиболее отдаленный из объектов, видимых невооруженным глазом. Галактика содержит свыше 300 млрд. звезд. Человеческому глазу она представляется в виде туманного пятна; в бинокль или маленький телескоп можно видеть, что она имеет вытянутую форму. Ее истинный диаметр около 150 000 световых лет, т. е. она несколько больше нашей собственной галактики.

(Ме́стная гру́ппа гала́ктик — гравитационно связанная группа галактик, включающая Млечный Путь, Галактику Андромеды (M31) и Галактику Треугольника (М33).

В Местную группу входит более 50 галактик. Это число постоянно увеличивается с обнаружением новых галактик. Центр масс Местной группы находится примерно на линии, соединяющей Млечный Путь и галактику Андромеды. Местную группу можно разделить на несколько подгрупп:

·подгруппа Млечного Пути состоит из гигантской спиральной галактики Млечный Путь и 14 её известных спутников (по состоянию на 2005 год), представляющих собой карликовые и в основном неправильные (по форме) галактики;

·подгруппа Андромеды весьма похожа на подгруппу Млечного Пути: в центре подгруппы находится гигантская спиральная галактика Андромеды. Её 18 известных (по состоянию на 2005 год) спутников тоже являются в основном карликовыми галактиками;

·подгруппа Треугольника — галактика Треугольника и её возможные спутники;

·прочие карликовые галактики, которые нельзя определить ни в одну из указанных подгрупп.)

Столкновение Млечного Пути и Галактики Андромеды (M31), двух крупнейших галактик в Местной группе, как предполагают, случится приблизительно через три миллиарда лет. Оно часто используется как пример такого типа феноменов при симуляции столкновений. Как и при всех таких столкновениях, маловероятно, что объекты вроде звёзд, содержащихся в каждой галактике, действительно столкнутся друг с другом из-за малой концентрации вещества в галактиках и крайней удалённости объектов друг от друга. К примеру, ближайшая к Солнцу звезда, Проксима Центавра, находится на расстоянии почти тридцати миллионов солнечных диаметров. Для сравнения: если бы Солнце было размером с монету диаметром в 2,5сантиметра, то ближайшая монета/звезда находилась бы на расстоянии 718 километров.

Исходя из расчетов, звёзды и газ галактики Андромеда будут видны невооружённым глазом примерно через три миллиарда лет. В результате столкновения галактики в течение примерно одного—двух миллиардов лет сольются в одну гигантскую галактику. Для новообразованной галактики предлагались различные названия, к примеру Млекомеда.

5. Магеллановы облака (Большое и Малое) являются ближайшими спутниками нашей Галактики, структуру и движение которых, а также самые яркие объекты в них можно изучать наиболее подробно. Расположены в Южном полушарии неба в созвездии Золотой Рыбы. Впервые были описаны Аптонио Франческо Пигафетта — одним из участников кругосветного путешествия Магеллана, отсюда и их название. Оба они (плюс наша Галактика) благодаря сближению образуют как бы тройную галактическую систему: друг с другом и, по-видимому, с нашей Галактикой, эти галактики связаны газовой перемычкой.

Магеллановы облака видны невооруженным глазом как две сияющие туманности. Расстояния до них составляют 52 и 63 кпс соответственно.. Большое Магелланово Облако (БМО) имеет длину 12 кпс, а Малое (ММО) — 4 кпс. Скорости их относительно центра нашей галактики составляют +40 (БМО) и -15 (ММО) км/сек. Определенная по вращению масса БМО составляет 1010 масс Солнца, то есть в 15 раз меньше, чем масса нашей

Галактики. Считаемые по форме неправильными галактиками, они, по мнению некоторых астрономов, носят явные черты структуры пересеченных спиралей (особенно БМО). Однако никакой концентрации или симметрии по отношению к центру вращения (как это свойственно спиральным галактикам) у них нет.

Магеллановы Облака принадлежат к наиболее ярким и крупным неправильным галактикам. В обоих Облаках (особенно в БМО) расположено множество рассеянных и шаровых скоплений, различных по возрасту и числу звезд, которые не только по размеру, но и по структуре и составу не имеют аналогов в нашей Галактике. К ним, в частности, относятся молодые шаровые скопления.

В БМО находится самая яркая из известных нам звезд — S Золотой Рыбы.

Самые близкие к нам галактики, выходящие из разряда карликовых, — Большое и Малое Магеллановы облака. Первое находится от нас на расстоянии примерно в 160 тысяч световых лет, второе — в 200 тысяч. Облака гравитационно связаны друг с другом, расстояние между ними — около 75 тысяч световых лет. Каждое из Облаков составляет по массе несколько процентов от нашей Галактики, что, учитывая большие размеры последней, отнюдь не мало — миллиарды звезд.

В справочниках Магеллановы облака отнесены к классу нерегулярных галактик. Однако ученые находят свидетельства того, что это деформированные спирали с перемычкой: в частности, видны следы спиральных рукавов. В обеих галактиках гораздо большую долю массы, чем в нашей, составляет газ. В обеих существенно меньше тяжелых элементов, чем в нашей Галактике. Как будто они недоэволюционировали в сравнении с Галактикой, что вполне естественно ввиду их небольшой массы.

Однако сейчас Магеллановы облака наверстывают упущенное: в них идет настолько бурный процесс звездообразования, что некоторые его проявления уникальны для всей Местной группы галактик. Так, в Большом Магеллановом облаке находится самый активный и мощный район звездообразования в Местной группе — туманность Тарантул около звезды 30 Золотой рыбы (NGC 2070). На втором снимке (космический телескоп «Спитцер») — ее общий вид в инфракрасном свете. В центре туманности — ярчайшее в Местной группе скопление молодых звезд R 136 (третий снимок, «Хаббл»). Если переместить «Тарантул» на место нашей туманности Ориона, то комплекс по ночам отбрасывал бы тень, подобно Луне. Есть сравнимые по грандиозности комплексы и в Малом Магеллановом облаке: на пятом снимке («Хаббл») — один из них, NGC 346. В Большом Магеллановом облаке взорвалась ближайшая сверхновая за последние четыре века (1987 год). Там же много сравнительно свежих остатков сверхновых, например LMC N49, что показан на четвертом снимке («Хаббл»).

Причина интенсивного звездообразования в Магеллановых облаках — гравитационное взаимодействие с нашей Галактикой. Благодаря бурному этапу своей жизни Магеллановы облака стали великолепной лабораторией для современной астрономии, где в одном поле зрения телескопа можно наблюдать множество явлений и интересных объектов, например сотни массивных молодых звезд, светящих в тысячи раз ярче Солнца.

Дата добавления: 2015-08-28