Известные планеты галактики. Школьная энциклопедия

Основные типы галактик и их отличительные особенности

Галактики. Квазары.

Типы, состав и структура галактик. Системы галактик. Радиогалактики. Квазары.
-наша галактика Млечный путь

Распределение звезд в пространстве. Млечный путь. Структура и размер нашей Галактики.

Движение Солнца и звезд в Галактике. Положение Солнца в Галактике.

Галактики – это большие звездные системы, в которых звезды связаны друг с другом силами гравитации.

различают три основных класса галактик:

Спиральные галактики - характерны сравнительно яркими ветвями, расположенными по спирали. Ветви выходят либо из яркого ядра (такие галактики обозначаются S), либо из концов светлой перемычки, пересекающей ядро (обозначаются - SB).

Спиральные галактики – самый многочисленный тип – составляют около 50 % всех наблюдаемых галактик. Большая часть звёзд галактики занимает линзообразный объём (галактический диск). На галактическом диске заметен спиральный узор из двух или более закрученных в одну сторону ветвей или рукавов, выходящих из центра галактики. Различаются два типа спиралей. У одних, обозначаемых SA или S, спиральные ветви выходят непосредственно из центрального уплотнения. У других они начинаются у концов продолговатого образования, в центре которого находится овальное уплотнение. Создаётся впечатление, что две спиральные ветви соединены перемычкой, почему такие галактики и называются пересеченными спиралями; они обозначаются символом SB.

Диск спиральных галактик погружён в разреженное слабосветящееся облако звёзд – гало.

Масса спиральных галактик до ~10 12 М¤ (масс Солнца).

II. Эллиптические галактики (обозначаются Е) - имеющие форму эллипсоидов.

Эллиптические галактики состоят из звезд второго типа населения. Вращение обнаружено лишь у наиболее сжатых из них. Космической пыли в них, как правило, нет, чем они отличаются от неправильных и особенно спиральных галактик, в которых поглощающее свет пылевое вещество имеется в большом количестве.

Эллиптические галактики составляют 25% от общего числа галактик. Они выглядят как нерезкий круг или эллипс, яркость которого быстро уменьшается от центра к периферии. По форме эллиптические галактики очень разнообразны: бывают как шаровые, так и очень сплюснутые. В связи с этим они подразделены на 8 подклассов – от Е0 (шаровая форма, сжатие отсутствует) до Е7 (наибольшее сжатие). Размеры больших a и малых b осей эллиптических галактик измеряют по фотографиям и по ним определяют сжатие галактик:

Это наиболее простые по структуре галактики. Состоят, преимущественно, из старых звёзд. Холодного газа, как и космической пыли в них почти нет, наиболее массивные галактики заполнены очень разреженным горячим газом с температурой более 1 000 000 К, поэтому цвет этих галактик красноватый. Вращение обнаружено лишь у наиболее сжатых из эллиптических галактик.

III. Иррегулярные (неправильные ) галактики (обозначаются I) - обладающие неправильными формами.

Для неправильных или иррегулярных галактик (Ir) характерна неправильная, клочковатая форма. Неправильные галактики характеризуются отсутствием центральных уплотнений и симметричной структуры, а также низкой светимостью. Такие галактики содержат много газа (в основном нейтрального водорода) – до 50% их общей массы. К этому типу относится около 5% всех звёздных систем.

Особой разновидностью галактик являются радиогалактики .

Радиоволны в той или иной степени излучают все галактики. Однако у большинства обычных галактик на радиоизлучение приходится лишь ничтожная доля всей их мощности, в то время как поток радиоволн от некоторых галактик оказывается сравнимым с мощностью их оптического излучения. Такие галактики называются радиогалактиками. Мощность их радиоизлучения часто в тысячи и десятки тысяч раз больше, чем у обычных галактик.

Примером очень мощной радиогалактики может служить галактика, связанная с одним из источников радиоизлучения в созвездии Лебедя, называемым Лебедь-А. Между двумя его компонентами находится слабая галактика 18m, пересечённая широкой тёмной полосой (возможно, две галактики).

Расстояние до источника Лебедь-А составляет 170 Мпк. Мощность его радиоизлучения в шесть раз превышает мощность оптического излучения, больше половины которого приходится на эмиссионные линии.

Имеется также несколько десятков других радиогалактик, которые удалось отождествить с оптическими объектами – гигантскими, чаще всего эллиптическими галактиками.

Компактные далекие галактики, обладающие мощным нетепловым радиоизлучением, называются N-галактиками.

Звездообразные источники с таким радиоизлучением, называются квазарами (квазозвездными радиоисточниками), а галактики обладающие мощным радиоизлучением и имеющие заметные угловые размеры, - радиогалактиками.

Радиогалактики - это галактики, у которых ядра находятся в процессе распада. Выброшенные плотные части, продолжают дробиться, возможно, образуют новые галактики - сестры, или спутники галактик меньшей массы. При этом скорости разлета осколков могут достигать огромных значений. Исследования показали, что многие группы и даже скопления галактик распадаются: их члены неограниченно удаляются друг от друга, как если бы они все были порождены взрывом.

Размеры галактик весьма разнообразны и колеблются от десятков парсек до десятков тысяч парсек.

Ближайшая к нам галактика М -31, находится на расстоянии 2 млн световых лет. В созвездии Вероники обнаружено около тысячи таких галактик, удалённых от нас на миллионы световых лет.

Галактики по типу бывают неправильные, эллиптические и спиральные.

Самой мощной из известных радиога­лактик и даже самым мощным внегалактическим ви­димым источником является очень далекая галактика Лебедь А.

В 1963 году были открыты квазары – самые мощные источники радиоизлучения во Вселенной со светимостью в сотни раз большей светимости галактик и размерами в десятки раз меньшими их. Возможно, что квазары представляют собой нестационарные ядра новых галактик, и процесс образования галактик продолжается и поныне. Квазары имеют звёздообразный вид. Для квазаров характерно внетепловое излучение, широкие эмиссионные линии со значительным красным смещением. Известно измеренных более 1500 квазаров, больше оптических, чем радиоквазаров. Около нескольких близких квазаров обнаружены слабые туманности, состоящие из звёзд. По светимости они примыкают к сейфертовским галактикам, обладают переменностью излучения и выбросами вещества с огромными скоростями. При небольших размерах (не более 1 светового месяца) средний квазар излучает вдвое больше энергии, чем вся наша Галактика, имеющая в поперечнике размер в 100 тысяч световых лет и состоящая из 200 млрд. звёзд.

В 1963 г. некоторые источники радиоизлучения с угловыми размерами в 1" или меньше были отождествлены со звездообразными объектами в оптическом диапазоне, иногда окружёнными диффузным ореолом или выбросами вещества. Изучено более 1000 подобных объектов, названных квазарами (англ. quasar, сокр. от quasistellar radiosource – квазизвездный источник радиоизлучения).

Такие же оптические объекты, но не обладающие сильным радиоизлучением, были открыты в 1965 г. и названы квазизвездными галактиками (квазагами), а вместе с квазарами их стали называть квазизвездными объектами.

Квазары, как и активные ядра галактик, обладают избытком излучения в инфракрасной и рентгеновской областях спектра.

Расстояния, найденные по красным смещениям, показывают, что квазары – самые далёкие из известных нам объектов. Если это действительно так, то они позволяют изучить свойства вещества на протяжении огромных расстояний более 10 9 пк, которым соответствуют масштабы времени в миллиарды лет.

Один из ближайших квазаров 3С 273 (номер по Третьему Кембриджскому каталогу), наблюдаемый как объект 13m, находится от нас на расстоянии 500 млн. пк и удаляется со скоростью 50 000 км./с. Гигантские галактики с такого расстояния выглядели бы слабее 18m; следовательно, мощность оптического излучения квазаров в сотни раз больше, чем у самых ярких галактик.

Наиболее удивительным свойством квазаров оказалась переменность излучения некоторых из них, открытая сначала в оптическом, а затем и в радиодиапазоне. Колебания светимости происходят неправильным образом за время порядка года и даже меньше (до недели). Отсюда можно сделать вывод, что размеры квазаров не превышают пути, проходимого светом за время существенного изменения светимости (иначе переменность не наблюдалась бы) и заведомо меньше светового года, т.е. не более десятков тысяч астрономических единиц.

В 1965 г. Сандейдж в США сделал еще одно сен­сационное открытие. Он обнаружил в направлении на полюс Галактики множество очень слабых голу­бых звездообразных объектов, по цвету сходных с квазарами. Он получил фотографии спектров шести из них. Один спектр принадлежал обычной, сравни­тельно близкой звезде, два спектра были без всяких линий, а в трех случаях обнаружились яркие линии с огромными красными смещениями, как у квазаров, хотя радиоизлучение от них пока не обнаружено.

Такие объекты Сандейдж назвал «квазизвездными галактиками» или, сокращенно, квазагами и из изме­рения числа голубых объектов заключил, что их долж­но быть в сотни раз больше, чем квазаров.

Полагают, что, может быть, квазары являются кратковременной фазой бурного развития квазагов, отчего мощное радиоизлучение наблюдается только у немногих из них, когда мы их и регистрируем как квазары. Во всяком случае, открытие квазаров и ква­загов явилось самым волнующим открытием в астро­номии не только за последнее время. Ведь это какие-то совершенно новые виды небесных светил с загадочны­ми свойствами, быть может, подводящими нас к от­крытию величайших законов природы.

квазар - невероятно мощный точечный источник радиоизлучения; по одной из гипотез, он представляет собой удаленную активную галактику, которая получает энергию в результате аккреции вещества на сверхмассивную черную дыру, находящуюся в центре квазара.

вскоре после открытия квазаров были обнаружены такой же природы оптические объекты без признаков радиоизлучения. Они получили название "радиоспокойные" квазары. Оказалось, что таких квазаров во много десятков раз больше, чем радиоизлучающих.

Выше мы уже говорили о переменности оптического излучения квазаров.

Как крайнее проявление такой переменности следует упомянуть о "вспышке" квазара 3С 279. В настоящее время он наблюдается как слегка переменная слабая звездочка 18-й величины. Однако на старых астрономических фотографиях довоенного времени (т.е. задолго до открытия квазаров) этот объект оказался существенно более ярким - почти 13 величины! Это означает, что он был ярче, чем теперь, в сотню раз! Зная по красному смещению расстояние 3С 279, можно найти, что во время "вспышки" его светимость была почти в сотню раз больше, чем у 3С 273 и в десять тысяч раз больше, чем у нашей Галактики! И при этом размеры излучающей области ничтожно малы, меньше светового года. В настоящее время квазар 3С 279 считается самым мощным "маяком" Вселенной. Мы видим, что разброс значений светимостей метагалактических объектов чрезвычайно вели почти такой же, как у звезд!

Практически все квазары являются источниками рентгеновского излучения, мощность которого меняется в широких пределах, от сотых долей полного излучения нашей Галактики ( 10 44 эрг/с) до значений, в тысячу раз превосходящих полную мощность Галактики. Как правило, рентгеновское излучение квазаров переменно; это указывает (как в случае радиоизлучения), что оно возникает в малой области. Наличие мощного рентгеновского излучения квазаров и активных ядер галактик свидетельствует о происходящих там грандиозных процессах, связанных с нагревом газа до температуры порядка сотни миллионов градусов. По-видимому, часть рентгеновского излучения не связана с горячей плазмой, а создается релятивистскими электронами, взаимодействующими с полем излучения большой плотности (явление Комптона). Всего было исследовано рентгеновское излучение более чем 100 квазаров и большого количества сейфертовских галактик и скоплений.

Звездное небо издревле притягивало взгляды людей. Лучшие умы всех народов пытались осмыслить наше место во Вселенной, вообразить и обосновать ее устройство. Научный прогресс позволил перейти в деле изучения бескрайних просторов космоса от романтических и религиозных построений к логически выверенным теориям, базирующимся на многочисленном фактическом материале. Теперь любой школьник имеет представление о том, как выглядит наша Галактика согласно последним исследованиям, кто, почему и когда дал ей столь поэтичное название и каково ее предполагаемое будущее.

Происхождение названия

Выражение «галактика Млечный Путь», по сути, тавтология. Galactikos в примерном переводе с древнегреческого означает «молочный». Так жители Пелопоннеса звали скопление звезд в ночном небе, приписывая его происхождение вспыльчивой Гере: богиня не пожелала кормить Геракла, внебрачного сына Зевса, и в гневе разбрызгала грудное молоко. Капли и образовали звездную дорожку, видную в ясные ночи. Спустя столетия ученые открыли, что наблюдаемые светила — лишь ничтожная часть существующих небесных тел. Пространству Вселенной, в котором находится и наша планета, они дали название Галактика или система Млечный Путь. После подтверждения предположения о существовании и других схожих формирований в космосе первый термин стал для них универсальным.

Взгляд изнутри

Научные познания о структуре части Вселенной, включающей Солнечную систему, мало что взяли у древних греков. Понимание того, как выглядит наша Галактика, прошло эволюцию от сферического мироздания Аристотеля до современных теорий, в которых есть место черным дырам и темной материи.

Тот факт, что Земля — элемент системы Млечный Путь, накладывает определенные ограничения на тех, кто пытается выяснить, какую форму имеет наша Галактика. Для однозначного ответа на этот вопрос необходим взгляд со стороны, причем на большом расстоянии от объекта наблюдения. Сейчас наука лишена такой возможности. Своеобразным заменителем стороннего наблюдателя становится сбор данных о структуре Галактики и соотнесение их с параметрами других космических систем, доступных для изучения.

Собранные сведения позволяют с уверенностью говорить, что наша Галактика имеет форму диска с утолщением (балджем) в середине и расходящимися от центра спиральными рукавами. Последние содержат наиболее яркие звезды системы. Диаметр диска составляет более 100 тысяч световых лет.

Структура

Центр Галактики скрыт межзвездной пылью, затрудняющей изучение системы. Справиться с проблемой помогают методы радиоастрономии. Волны определенной длины легко преодолевают любые препятствия и позволяют получить столь желанное изображение. Наша Галактика, по полученным данным, имеет неоднородную структуру.

Условно можно выделить два связанных друг с другом элемента: гало и собственно диск. Первая подсистема обладает следующими характеристиками:

• по форме это сфера;

• центром ее считается балдж;
• наибольшая концентрация звезд в гало характерна для его срединной части, с приближением к краям плотность сильно уменьшается;
• вращение этой зоны галактики довольно медленное;
• в гало в основном встречаются старые звезды с относительно небольшой массой;
• значительное пространство подсистемы заполнено темной материей.

Галактический диск по плотности звезд сильно превышает гало. В рукавах встречаются молодые и даже только формирующиеся

Центр и ядро

«Сердце» Млечного Пути находится в Без его изучения тяжело понять до конца, какова наша Галактика. Название «ядро» в научных трудах либо относится только к центральной области диаметром всего несколько парсек, либо включает в себя балдж и газовое кольцо, считающееся местом зарождения звезд. Далее будет использоваться первый вариант термина.

В центр Млечного Пути с трудом проникает видимый свет: он сталкивается с большим количеством космической пыли, скрывающей то, как выглядит наша Галактика. Фото и изображения, сделанные в инфракрасном диапазоне, значительно расширяют познания астрономов о ядре.

Данные об особенностях излучения в центральной части Галактики натолкнули ученых на мысль, что в сердцевине ядра находится черная дыра. Ее масса более чем в 2,5 млн раз больше массы Солнца. Вокруг этого объекта, по мнению исследователей, вращается еще одна, но менее внушительная по своим параметрам, черная дыра. Современные знания об особенностях структуры космоса позволяют предположить, что подобные объекты находятся в центральной части большинства галактик.

Свет и тьма

Совместное влияние черных дыр на движение звезд вносит свои коррективы в то, как выглядит наша Галактика: оно приводит к специфическим изменениям орбит, нехарактерным для космических тел, например, вблизи Солнечной системы. Изучение этих траекторий и соотношения скоростей движения с удаленностью от центра Галактики легло в основу активно развивающейся сейчас теории о темной материи. Природа ее пока покрыта тайной. Присутствие темной материи, предположительно составляющей подавляющую часть всего вещества во Вселенной, регистрируется лишь по воздействию гравитации как раз на орбиты.

Если рассеять всю космическую пыль, что скрывает от нас ядро, взору откроется поразительна картина. Несмотря на концентрацию темной материи, эта часть Вселенной полна света, излучаемого огромным количеством звезд. На одну единицу пространства их здесь в сотни раз больше, чем вблизи Солнца. Примерно десять миллиардов из них образуют галактический бар, также называемый перемычкой, не совсем обычной формы.

Космический орешек

Изучение центра системы в длинноволновом диапазоне позволило получить подробное инфракрасное изображение. Наша Галактика, как оказалось, в ядре имеет структуру, напоминающую арахис в скорлупе. Этот «орешек» и есть перемычка, включающая в себя более 20 млн красных гигантов (ярких, но менее горячих звезд).

От концов бара расходятся спиральные рукава Млечного Пути.

Работа, связанная с обнаружением «арахиса» в центре звездной системы, не только пролила свет на то, какая наша Галактика по структуре, но и помогла понять, как она развивалась. Изначально в пространстве космоса существовал обычный диск, в котором со временем образовалась перемычка. Под влиянием внутренних процессов бар изменил свою форму и стал походить на орех.

Наш дом на космической карте

Активное происходит как в перемычке, так и в спиральных рукавах, которыми обладает наша Галактика. Название им дали по созвездиям, где были обнаружены участки ответвлений: рукава Персея, Лебедя, Центавра, Стрельца и Ориона. Вблизи последнего (на расстоянии не менее 28 тысяч световых лет от ядра) и находится Солнечная система. Эта область обладает определенными характеристиками, по мнению специалистов, сделавшими возможным возникновение жизни на Земле.

Галактика и наша Солнечная система вместе с ней вращаются. Закономерности движения отдельных составляющих при этом не совпадают. звезд временами то входит в состав спиральных ответвлений, то отделяется от них. Лишь светила, лежащие на границе коротационной окружности, не совершают подобные «путешествия». К ним относится и Солнце, защищенное от мощных процессов, постоянно протекающих в рукавах. Даже незначительное смещение свело бы на нет все остальные преимущества для развития организмов на нашей планете.

Небо в алмазах

Солнце - лишь одно из многих подобных тел, которыми полна наша Галактика. Звезды, одиночные или сгруппированные, общим числом превышают по последним данным 400 млрд. Ближайшая к нам Проксима Центавра входит в систему из трех звезд вместе с чуть более удаленными Альфой Центавра A и Альфой Центавра B. Самая яркая точка ночного неба, Сириус A, находится в Ее светимость по разным данным превышает солнечную в 17-23 раза. Сириус также не одинок, его сопровождает спутник, носящий аналогичное название, но с маркировкой B.

Дети часто начинают знакомиться с тем, как выглядит наша Галактика, с поиска на небе Полярной звезды или Альфы Малой Медведицы. Популярностью своей она обязана положению над Северным полюсом Земли. По светимости Полярная значительно превышает Сириус (почти в две тысячи раз ярче Солнца), но она не может оспаривать права Альфы Большого Пса на звание самой яркой из-за удаленности от Земли (по оценкам от 300 до 465 световых лет).

Типы светил

Звезды отличаются не только светимостью и удаленностью от наблюдателя. Каждой приписывается определенная величина (за единицу берется соответствующий параметр Солнца), степень нагрева поверхности, цвет.

Наиболее внушительными размерами обладают сверхгиганты. Самой большой концентрацией вещества в единице объема отличаются нейтронные звезды. Цветовая характеристика неразрывно связана с температурой:

• красные самые холодные;
• нагрев поверхности до 6 000º, как у Солнца, порождает желтый оттенок;
• белые и голубые светила обладают температурой более 10 000º.

Может меняться и достигать максимума незадолго до ее коллапса. Взрывы сверхновых вносят огромный вклад в понимание, как выглядит наша Галактика. Фото этого процесса, полученные телескопами, поражают.
Собранные на их основе данные помогли восстановить процесс, приведший к вспышке, и спрогнозировать судьбу ряда космических тел.

Будущее Млечного Пути

Наша Галактика и другие галактики постоянно находятся в движении и взаимодействуют. Астрономы установили, что Млечный Путь неоднократно поглощал соседей. Подобные процессы ожидаются и в будущем. Со временем в него войдут Магелланово Облако и еще ряд карликовых систем. Самое же внушительное событие ожидается через 3-5 млрд лет. Это будет столкновение с единственным соседом, который виден с Земли невооруженным глазом. В результате Млечный Путь станет эллиптической галактикой.

Бескрайние просторы космоса поражают воображение. Обывателю трудно осознать масштабность не только Млечного Пути или всей Вселенной, но даже Земли. Однако благодаря достижениям науки мы можем представить себе хотя бы приблизительно, частью какого грандиозного мира являемся.

Наука

Если вы посмотрите на ночное небо, вооружившись телескопом, и сможете увидеть то, что не подвластно обычному глазу, вы увидите огромное количество "звезд" , многие из которых на самом деле являются звездными скоплениями – галактиками . Некоторые из них представляют собой скопления миллиардов и даже триллионов звезд!

Галактики состоят из звезд, пыли и темной материи - все эти компоненты удерживаются рядом с помощью гравитационных сил. Некоторые галактики способны сталкиваться и сливаться.

Черные дыры галактики

Галактики бывают всевозможных форм и размеров, а также самых разных возрастов. Многие из них могут похвастаться черными дырами в центре. В некоторых случаях эти черные дыры в центральной части галактик могут быть невероятных размеров и проявлять небывалую активность.

В области вокруг черных дыр выделяется огромное количество энергии, которую астрономы могут наблюдать даже на больших расстояниях .

Некоторые другие галактики могут содержать такие объекты, как квазары – ядра галактик, которые содержат в себе больше всего энергии во Вселенной.

Новые черные дыры

Не так давно астрономы обнаружили 26 новых черных дыр в соседней галактике Андромеда . На сегодняшний день это самое большое скопление черных дыр, обнаруженных в галактиках, не считая Млечный путь .

Черные дыры сами по себе не излучают света , но их можно заметить благодаря излучению материала, который в них попадает. До этого в галактике Андромеда были найдены 9 черных дыр , а сейчас к ним прибавилось еще 26.

Образование галактик

Астрономы пока точно не могут сказать, как же сформировались галактики. После Большого взрыва космос состоял практически полностью из водорода и гелия .

Некоторые астрономы полагают, что с помощью гравитационных сил пыль и газ стали притягиваться. После этого стали формироваться отдельные звезды . Эти звезды стали приближаться друг к другу, появились звездные скопления, а затем и галактики.

Другие ученые считают, что вначале пыль и газ сформировали галактики, внутри которых позже появлялись звезды .

Звездные острова

В начале 20-го века многие астрономы считали, что вся Вселенная лежит в пределах нашей галактики Млечный путь . Другие оспаривали этот факт и полагали, что скопления в виде спиралей, состоявшие из газа и пыли , были отдельными объектами. Американский астроном Харлоу Шепли назвал их "звездными островами" или "островными вселенными".

В 1924 году другой американец - Эдвин Хаббл - обнаружил несколько особых пульсирующих звезд – цефеид - в некоторых так называемых туманностях и понял, что они расположены за пределами Млечного пути.

Американский астроном Эдвин Хаббл (1889-1953)

Таким образом, выяснилось, что некоторые объекты, которые ранее считались частью нашей галактики, на самом деле лежат гораздо дальше от нее в пределах других звездных скоплений.

После того, как Хаббл измерил расстояние до отдельных звезд, он пошел дальше и стал изменять, сколько света выделяют галактики благодаря своему движению. Он определил, что галактики вокруг Млечного пути удаляются от него на огромных скоростях .

Типы галактик

Галактики были классифицированы на основе их форм. Каждый из типов имеет свои особенности и разное эволюционное развитие .

Некоторые галактики, например, Млечный путь , имеют спиральные рукава, которые исходят от ее центра. Эти галактики известны под названием спиральные галактики . Они встречаются чаще всего.

Спиральная галактика Млечный путь с перемычкой в центре

Газ и пыль в спиральной галактике вращаются вокруг ее центра на большой скорости – несколько сотен километров в секунду . Таким образом, образуется спиральная форма галактики.

Некоторые спиральные галактики имеют перемычку – особую структуру в центре, состоящую из газа и пыли , которые накапливаются в центре. Сегодня газ и пыль можно найти в любой спиральной галактике, эти компоненты отвечают за формирование новых звезд.

У эллиптических галактик отсутствуют рукава. Они могут иметь форму вытянутого эллипса или идеальной сферы. У галактик этого типа меньше пыли, чем у спиральных галактик, поэтому процесс формирования новых звезд в них завершен.

Большая часть звезд эллиптических галактик имеют преклонный возраст . Хотя астрономы наблюдают небольшое количество эллиптических галактик, они считают, что во Вселенной их более половины.

Оставшиеся 3 процента галактик известны, как неправильные галактики . Они не имеют какой-то определенной формы - круглой или спиралевидной, отсюда и название. Гравитационные силы других галактик влияют на их форму, растягивая или скручивая ее. Слияние с другими галактиками , а также их близкое соседство могут изменять их форму.

Столкновение галактик

Галактики порой блуждают в космическом пространстве, встречаясь друг с другом. Иногда они объединяются в группы , которые называются скопления . Некоторые галактические скопления очень большие и включают тысячи галактик. Существуют и небольшие скопления.

Галактика Млечный путь являются частью скопления под названием Местная группа , которая содержит 50 галактик .

Иногда галактики могут сталкиваться друг с другом, вызывая слияние . Это очень важный этап эволюции и роста многих галактик.

Отдельные звезды обычно не сталкиваются при галактическом слиянии, но новый приток газа и пыли приводит к повышению скорости образования новых звезд . Млечный путь столкнется с галактикой Андромеда через 5 миллиардов лет.

Судьба галактик Андромеда и Млечный путь

Пингвин с яйцом

Удивительное изображение двух сталкивающихся галактик было получено с помощью космического телескопа НАСА "Хаббл" . Две галактики напоминают пингвина, который склонился над яйцом . Обе эти галактики расположены в районе созвездия Гидра на расстоянии 326 миллионов световых лет от Земли.

"Пингвин" - это спиральная галактика NGC 2936, в которой образуются новые звезды. Она во многом когда-то напоминала Млечный путь и по форме представляла собой плоский спиральный диск. Но орбиты звезд этой галактики изменились благодаря приближению другой галактики в виде яйца NGC 2937 , которая своим гравитационным полем изменила форму NGC 2936 .

Пингвин с яйцом: пример столкновения двух галактик (NGC 2936 и NGC 2937)

Галактика Андромеда (новое фото)

На новом удивительном фотопортрете ближайшей к Млечному пути галактики Андромеда можно увидеть нашу соседку совершенно в новом свете благодаря новейшему инструменту японского телескопа Субару . Новые фото были недавно представлены на гавайском саммите.

Новый инструмент, получивший название Hyper-Suprime Cam (HSC) , позволяет делать четкие изображения космоса в широком диапазоне.

Галактика Андромеда, снятая новой камерой с высоким разрешением с помощью телескопа Субару

Галактика Андромеда, расположенная всего в 2,52 миллионах световых лет от Земли, также известна под названием M31 . Она является ближайшей от нас спиральной галактикой и считается очень похожей на Млечный путь.

Ее можно заметить на ночном небе даже невооруженным глазом в виде тусклого пятнышка . Впервые этот объект был описан в 964 году нашей эры персидским астрономом Ас-Суфи.

Астрономы планируют использовать новый инструмент HSC для составления новой подробной статистики всех известных галактик , а также получить более четкие изображения наиболее далеких из них, а затем исследовать, как массивные объекты способны искривлять свет с помощью своего гравитационного поля.

Галактика Андромеда со спутницами: M32 (в центре слева) и M110 (внизу)

Эти данные помогут ученым нанести на карту распределение темной материи , обнаружить мелкие галактики, которые только появились во Вселенной. Проанализировав галактики, которые играют роль гравитационных линз , астрономы смогут узнать, сколько материала содержится во Вселенной, а также лучше поймут, что же представляет собой невидимый элемент – темная материя .

Самая маленькая галактика

Невероятно тусклое скопление 1 тысячи звезд, которое вращается вокруг Млечного пути – самая легкая по массе галактика из когда-либо открытых. Эта карликовая галактика была обнаружена в созвездии Овна в 2007 году и получила название Segue 2 . Ее материал удерживается вместе благодаря небольшому скоплению темной материи.

Обнаружить галактику, меньше, чем Segue 2 – это все равно, что открыть слона по размерам меньше мыши , как сообщили ученые. Эта галактика всего в 900 раз ярче Солнца, когда как (для сравнения) Млечный путь в 20 миллиардов раз ярче нашей звезды.

Галактика Segue 2 не является звездным скоплением, так как она содержит темную материю , которая, по мнению астрономов, выступает в роли "галактического клея". Недавно стало ясно, что Segue 2 в 10 раз менее плотная, чем предполагалось ранее.

Не исключено, что рядом с Млечным путем вращаются и другие мелкие галактики , которые астрономы пока не могут засечь.

Галактика – это огромная вращающаяся звездная система. Кроме нашей Галактики, существует великое множество других, разнообразных как по внешнему виду, так и по физическим характеристикам.

Галактики большого размера обычно отделены друг от друга в пространстве расстояниями в несколько мегапарсек. Парсе́к (русское сокращение: пк; международное сокращение: pc) - распространённая в астрономии внесистемная единица измерения расстояний. 1пк=3,2616 светового года . Небольшие галактики часто находятся вблизи галактик-гигантов и являются их спутниками. На этой картинке показана спиральная галактика NGC 4414 из созвездия Волосы Вероники диаметром около 17 000 парсек, находящаяся на расстоянии примерно в 20 мегапарсек от Земли.

Можно ли увидеть другие галактики невооруженным глазом?

Да, можно. Но только ближайшие к нам. Таковыми являются три галактики: Большое и Малое Магеллановы Облака и Туманность Андромеды. С большим затруднением можно увидеть галактику Треугольника и галактику Боде. Другие галактики можно увидеть в телескоп как туманные пятна различной формы – это чрезвычайно далекие объекты. Даже расстояние до ближайших из них принято измерять в мегапарсеках.

Сколько всего галактик?

Точное количество назвать невозможно. Но изображения далёкого космоса, полученные в начале 1990-х годов на космическом телескопе «Хаббл», показывают с очевидностью, что в нашей Вселенной существуют сотни миллиардов галактик . Есть галактики с собственными именами, например, уже приведенные в этой статье названия галактик, а также галактики Веретено, Головастик, Антенны, Мыши, Подсолнух, Сигара, Фейерверк, Скульптор, Спящая Красавица и др. Некоторые галактики обозначены только буквами и цифрами: галактика М82, галактика М102, галактика NGC 3314A и др.

Как сказано выше, галактики бывают разнообразными по форме: среди них можно выделить сфероподобные эллиптические галактики, дисковые спиральные галактики, галактики с перемычкой (баром), карликовые, неправильные и т. д. Их масса варьируется от 107 до 1012 масс Солнца. Сравним: масса нашей галактики Млечный Путь равна 2 1011 масс Солнца. Диаметр галактик тоже разнообразен: от 16 до 800 тысяч световых лет. Сравним: диаметр нашей галактики около 100 000 световых лет.

Строение галактик

Мы уже знаем, что галактика – это гигантская гравитационно-связанная система из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли и тёмной материи. Знаем также, что темная материя недоступна для прямых наблюдений современными средствами астрономии, т.к. не испускает электромагнитного или нейтринного излучения для наблюдений интенсивности и не поглощает их. Поэтому она является одной из нерешённых проблем строения галактик. Она может составлять до 90 % от общей массы галактики, а может и полностью отсутствовать, как в некоторых карликовых галактиках.
В пространстве галактики распределены неравномерно: в одной области может находиться целая группа близких галактик, но можно не обнаружить ни одной, даже самой маленькой галактики (так называемые войды).

Классификация галактик

В настоящее время используется введенная Хабблом классификация. Она основана на внешнем виде галактик и делит их на три класса: эллиптические, спиральные и неправильные . Частично эта классификация включает и физические различия.
Эллиптические (тип Е) имеют форму эллипсоида. Пространственная плотность звезд в них равномерно уменьшается от центра к периферии. Большинство из них почти лишено межзвездного газа, поэтому там не происходит формирование молодых звезд, они состоят из старых звезд типа Солнца. Вращение их происходит с небольшой скоростью (менее 100 км/сек.). Но именно среди эллиптических встречаются наиболее массивные галактики.

Спиральные (тип S) состоят как бы из двух подсистем: сферической и дисковой. Первая напоминает эллиптическую галактику, дисковая сильно сжата и содержит, кроме старых, молодые звезды и межзвездные газ и пыль. Звезды диска и облака газа вращаются вокруг центра галактики со скоростью 150-300 км/сек. Более плотные облака газа и молодые звезды сосредоточены в спиральных рукавах, которые выходят или из ядра, или из концов светлой перемычки (бара), пересекающей ядро. Такова наша галактика Млечный Путь. К спиральным относится также галактика Туманность Андромеды.

Неправильные (тип Ir) имеют относительно небольшую массу и размер, характеризуются клочковатой структурой – это связано с наличием нескольких очагов звездообразования. К такому типу галактик относятся Магеллановы облака.
Существуют еще промежуточные типы галактик : линзовидные, карликовые, компактные, радиогалактики (с интенсивным радиоизлучением), сейфертовские (спиральные, в ядрах которых наблюдаются активные процессы).
Большие галактики встречаются парами или группами: например, Местная группа галактик . Бывают взаимодействующие галактики, которые открыл астроном Б.А. Воронцов-Вельяминов – тесные группы, в которых галактики почти соприкасаются друг с другом или даже проникают друг в друга. Форма таких галактик сильно искажается.

Скопления галактик (объединения в несколько сотен галактик) имеют обычно сферическую или эллипсоидальную форму. Ближайшее к нам скопление галактик находится в созвездии Девы, оно является центром Местного сверхскопления галактик – системы, объединяющей несколько скоплений галактик, в том числе и Местную группу. Сверхскопления (тысячи галактик) обычно имеют плоскую или сигарообразную форму. Как установили астрономы, галактики разбегаются, т.е. расстояния между скоплениями и сверхскоплениями постоянно увеличиваются. Это связано с расширением Вселенной.
Наша Галактика является одной из галактик Местной группы, доминируя в ней вместе с Андромедой. В Местной группе поперечником около 1 мегапарсека находятся более 40 галактик. Сама Местная группа является частью сверхскопления Девы, главную роль в котором играет скопление Девы, в которое наша Галактика не входит.

В современной астрономии наиболее широко используется самая первая классификация галактик, предложенная Эдвином Пауэллом Хабблом в 1926 году, и доработанная впоследствии им же, а затем Жераром де Вокулером и Аланом Сендиджем.

Эта классификация основана на форме известных галактик. Согласно ей, все галактики делятся на 5 основных типов:

Эллиптические (Е);

Спиральные (S);

Спиральные галактики с перемычкой - баром (SB);

Неправильные (Irr);

Галактики слишком тусклые, чтобы их можно было классифицировать, Хаббл обозначил символом Q.

Кроме того, в обозначениях галактик в этой классификации используются цифры, указывающие, насколько сплюснута эллиптическая галактика, и буквы - для указания, насколько плотно рукава спиральных галактик примыкают к ядру.

Графически эту классификацию представляют как ряд, который называют последовательность Хаббла (или камертон Хаббла из-за сходства схемы с этим инструментом).

Эллиптические галактики (тип Е) составляют 13% от общего числа галактик. Они выглядят как круг или эллипс, яркость которого быстро уменьшается от центра к периферии. По форме эллиптические галактики очень разнообразны: они бывают как шаровые, так и очень сплюснутые. В связи с этим они подразделены на 8 подклассов - от Е0 (шаровая форма, сжатие отсутствует) до Е7 (наибольшее сжатие).

Эллиптические галактики - наиболее простые по структуре. Они состоят в основном из старых красных и желтых гигантов, красных, желтых и белых карликов. В них нет пылевой материи. Образование звезд в галактиках этого типа не идет уже несколько миллиардов лет. Холодного газа и космической пыли в них почти нет. Вращение обнаружено лишь у наиболее сжатых из эллиптических галактик.

Спиральные галактики - самый многочисленный тип: они составляют около 50% всех наблюдаемых галактик. Большая часть звёзд спиральной галактики расположена в пределах галактического диска. На галактическом диске заметен спиральный узор из двух или более закрученных в одну сторону ветвей или рукавов, выходящих из центра галактики.

Различают два типа спиралей. У первого типа, обозначаемого SA или S, спиральные ветви выходят непосредственно из центрального уплотнения. У второго они начинаются у концов продолговатого образования, в центре которого находится овальное уплотнение. Создаётся впечатление, что две спиральные ветви соединены перемычкой, из-за чего такие галактики и называются пересеченными спиралями; они обозначаются символом SB.

Спиральные галактики различаются степенью развитости своей спиральной структуры, что в классификации отмечается добавлением к символам S (или SA) и SB букв а, b,с.

Рукава спиральных галактик имеют голубоватый цвет, так как в них присутствует много молодых гигантских звёзд. Все спиральные галактики вращаются со значительными скоростями, поэтому звёзды, пыль и газы сосредоточены у них в узком диске (звезды «Населения I»). Вращение в подавляющем большинстве случаев происходит в сторону закручивания спиральных ветвей.

Каждая спиральная галактика имеет центральное сгущение. Цвет сгущений спиральных галактик - красновато-жёлтый, свидетельствующий о том, что они состоят в основном из звезд спектральных классов G, K, и M (то есть самых маленьких и холодных).

Обилие газовых и пылевых облаков и присутствие ярких голубых гигантов спектральных классов О и В говорит об активных процессах звёздообразования, происходящих в спиральных рукавах этих галактик.

Диск спиральных галактик погружён в разреженное слабосветящееся облако звёзд - гало. Гало состоит из молодых звезд «Населения II», образующих многочисленные шаровые скопления.

В некоторых галактиках центральная часть имеет шарообразную форму и ярко светится. Эта часть называется балдж (от англ. bulge - утолщение, вздутие). Балдж состоит из старых звезд «Населения II» и, часто, сверхмассивной черной дыры в центре. У других галактик в центральной части располагается "звёздная перемычка" - бар.

Наиболее известные спиральные галактики - это наша Галактика Млечный Путь и туманность Андромеды.

Линзовидная галактика (тип S0) является промежуточным типом между спиральной и эллиптической галактиками. У галактик этого типа яркое центральное сгущение (балдж) сильно сжато и похоже на линзу, а ветви отсутствуют или очень слабо прослеживаются.

Состоят линзовидные галактики из старых звёзд-гигантов, поэтому и цвет их - красноватый. Две трети линзовидных галактик, подобно эллиптическим, не содержат газа, в одной трети содержание газа такое же, как у спиральных галактик. Поэтому процессы звездообразования идут очень медленными темпами. Пыль в линзовидных галактиках сосредоточена вблизи галактического ядра. К линзовидным галактикам относится около 10% известных галактик.

Для неправильных или иррегулярных галактик (Ir) характерна неправильная, клочковатая форма. Неправильные галактики характеризуются отсутствием центральных уплотнений и симметричной структуры, а также низкой светимостью. Такие галактики содержат много газа (в основном нейтрального водорода) - до 50% их общей массы. К этому типу относится около 25% всех звёздных систем.

Неправильные галактики делятся на 2 большие группы. К первой из них, обозначаемой как Irr I, относят галактики с намеком на определенную структуру. Деление Irr I не окончательное: так, если в изучаемой галактике обнаруживается подобие спиральных рукавов (характерны для галактик типа S), галактика получает обозначение Sm или SBm (имеет в своей структуре перемычку); если же подобного явления не наблюдается - обозначение Im.

Ко второй группе неправильных галактик (Irr II) относятся все остальные галактики с хаотичной структурой.

Есть еще и третья группа неправильных галактик - карликовые, обозначаемые как dI или dIrrs. Считается, что карликовые неправильные галактики похожи на наиболее ранние галактические образования, существовавшие во Вселенной. Некоторые из них представляют собой небольшие спиральные галактики, разрушенные приливными силами более массивных компаньонов.

Характерными представителями таких галактик является Большое и Малое Магеллановы Облака . В прошлом считалось, что Большое и Малое Магеллановы облака относятся к неправильным галактикам. Однако позже было обнаружено, что они имеют спиральную структуру с баром. Поэтому эти галактики были переквалифицированы в SBm, четвёртый тип спиральных галактик с баром.

Галактики, которые обладают теми или иными индивидуальными особенностями, не позволяющими отнести их ни к одному из перечисленных выше классов, называются пекулярными .

Пример пекулярной галактики - радиогалактика Centaurus A (NGC 5128).

Классификация Хаббла является на данный момент самой распространенной, но не единственной. В частности, широко используются Система де Вокулёра, представляющая собой более расширенную и переработанную версию классификации Хаббла, и Йеркская система, в которой галактики группируются в зависимости от их спектров, формы и степени концентрации к центру.