Галактики

Расположение Солнца в Галактике

Наклон и движение Солнечной системы и Земли относительно плоскости Млечного пути

Согласно последним научным оценкам, расстояние от Солнца до галактического центра составляет 27 000 ± 1 400 световых лет, в то время как, согласно предварительным оценкам, наша звезда должна находиться на расстоянии около 35 000 световых лет от перемычки. Это означает, что Солнце расположено ближе к краю диска, чем к его центру. Вместе с другими звёздами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220—240 км/с, делая один оборот примерно за 200 млн лет. Таким образом, за всё время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не более 30 раз.

В окрестностях Солнца удаётся отследить участки двух спиральных рукавов, которые удалены от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где наблюдаются эти участки, им дали название рукав Стрельца и рукав Персея. Солнце расположено почти посередине между этими спиральными ветвями. Но сравнительно близко от нас (по галактическим меркам), в созвездии Ориона, проходит ещё один, не очень чётко выраженный рукав — рукав Ориона, который считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.

Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики почти совпадает со скоростью волны уплотнения, образующей спиральный рукав. Такая ситуация является нетипичной для Галактики в целом: спиральные рукава вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы в колёсах, а движение звёзд происходит с другой закономерностью, поэтому почти всё звёздное население диска то попадает внутрь спиральных рукавов, то выпадает из них. Единственное место, где скорости звёзд и спиральных рукавов совпадают — это так называемый коротационный круг, и именно на нём расположено Солнце.

Для Земли это обстоятельство чрезвычайно важно, поскольку в спиральных рукавах происходят бурные процессы, образующие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не смогла бы от него защитить

Но наша планета существует в сравнительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов (или даже миллиардов) лет не подвергалась воздействию этих космических катаклизмов. Возможно, именно поэтому на Земле смогла родиться и сохраниться жизнь.

Что мы можем только предполагать?

Прошлое Вселенной и процесс ее образования точно неизвестны. Ученые предполагают, что возраст Вселенной составляет почти 14 миллиардов лет, и образовалась она после расширения сконцентрированного горячего вещества, которое в космологии называется Теорией Большого взрыва.

Все, на чем основываются главные теоретические модели эволюции Вселенной, ученые получают путем наблюдения за видимой нам ее частью. Насколько верна любая из ныне существующих моделей, доказать невозможно. Большинство ученых соглашаются с теорией расширения Вселенной – после «большого взрыва» космическое вещество продолжает свое движение от его центра.

Стоит помнить, что все эти модели – теоретические, и протестировать их на практике невозможно в силу множества причин. Поэтому стоит сконцентрироваться на доступных и проверенных знаниях, которые отвечают на вопросы о том, сколько звезд в галактике, и сколько галактик во Вселенной. Фото, сделанное с помощью современных технологий, под названием Хаббл (от Hubble Ultra Deep Field), позволяет увидеть расположение множества галактик на небольшой видимой части неба.

Тип I неправильных галактик

Несмотря на принадлежность к неправильным галактикам, здесь все же заметно присутствие некой структуры. Если точнее, то галактические представители даже имеют больше связи со спиралями, где есть диски и выпуклость. Но на этом сходство прекращается, так в них отсутствует спиральность, а выпуклости находятся далеко от центра.

На фото хорошо уловили неправильную галактику NGC 55, демонстрирующую, что ее выпуклость находится справа от «центра». По внешнему виду она сильно напоминает Большое Магелланово Облако (показано выше). Хотя это не так легко уловить, ведь Облако наблюдается «лицом», а второй объект – краем. На фотографии также заметны темные пятна (пылевые полосы) и светлые – светящиеся туманности.

Этот галактический тип можно считать «примитивным», так как в них мало тяжелых элементов. Во Млечном Пути их наоборот много, потому что созданы звездами в моменте нуклеосинтеза. Зато в неправильных невероятно много водородных облаков, которые при нагревании «горят».

NGC 55

История и формирование эллиптических галактик

Из-за небольшого содержания газа и наполненности старыми звездами, исследователи думают, что эллиптические галактики представляют собою конец эволюционной линии. Галактики сталкиваются очень часто. Например, Млечный Путь ждет та же участь, когда он сольется с Андромедой через несколько миллиардов лет. В момент удара привычная форма спиральных теряется, и они превращаются в спиральные.

В центрах древних галактик находятся сверхмассивные черные дыры. Они поглощают много газа и пыли и могут быть причиной замедления роста эллиптических. Созданные столкновением появляются чаще ближе к скоплениям или галактическим группам. Намного меньше таких случаев можно найти в ранней Вселенной. Смотрите видео про галактики, чтобы узнать больше о галактическом развитии, эволюции, рождении звезд и трансформации в эллиптический тип.

Ближайшая к нам галактика

Самая большая галактика

Эволюция галактик

Галактический центр

Спиральные галактики

Вся информация о Галактиках

Структура

Спиральные галактики состоят из следующих компонент:

  • Галактический диск
  • Балдж
  • Галактическое гало
  • Чёрная дыра в центре галактики

Схема спиральной галактики, вид в профиль

Среди всех типов галактик (за исключением неправильных, не имеющих какой-либо структуры), в среднем, в спиральных галактиках наиболее выражена дисковая составляющая, и меньше всех — балдж. В дисках спиральных галактиках наблюдаются галактические рукава, а сам диск обычно окружён галактическим гало. В гало содержится небольшая часть массы галактики, преимущественно старые звёзды поколения II и шаровые скопления. Таким же по содержанию является балдж, а диск, напротив, богат молодыми звёздами поколения I, рассеяными звёздными скоплениями и межзвёздным газом и пылью, а также туманностями.

Бар

В некоторых спиральных галактиках присутствует перемычка в центре, назваемая баром и проходящая между спиральными рукавами. Она есть и у Млечного Пути, как показали наблюдения 2005 года на Космическом телескопе имени Спитцера, и на данный момент ей обладает 2/3 всех спиральных галактик. Однако, со временем это число меняется: 8 миллиардов лет назад он был только у 11% спиральных галактик, и к моменту 2,5 миллиардов лет назад это число удвоилось.

Спиральная структура

Галактические рукава, наблюдаемые только в дисках спиральных галактик, выделяются большей светимостью и голубым цветом на фоне диска и имеют форму логарифмической спирали. Во всех спиральных галактиках наблюдаются рукава, однако только в 10% спиральных галактик наблюдается упорядоченная структура. В 60% галактик спиральная структура менее регулярна, но, в целом, хорошо прослеживается, а оставшиеся 30% относятся к флоккулентным галактикам: их спиральный узор состоит из отдельных кусочков и не образует непрерывных спиралей.

Между рукавами также есть звёзды и межзвёздное вещество, но рукава галактик выделяются из-за того, что являются наиболее активными областями звездообразования в галактике. Именно в них образуются звёзды, однако, самые яркие и горячие из них живут недолго и не успевают переместиться в другие области диска. Поэтому они наблюдаются только в рукавах галактики, что и обеспечивает им высокую яркость и голубоватый цвет. Однако, в инфракрасном диапазоне спиральная структура также наблюдается, следовательно, рукава являются также областями повышенной плотности звёзд.

Долгое время был неизвестен ответ на вопрос, являются ли спирали «закручивающимися» или «раскручивающимися»: то есть, происходит ли вращение галактики внешним концом рукава, соответственно, назад или вперёд: в галактиках, наблюдаемых с ребра, невозможно разглядеть спиральную структуру, а у галактик, наблюдаемых плашмя, трудно измерить скорость вращения. На данный момент считается, что в большинстве галактик спирали закручиваются, однако, в некотрых взаимодействующих галактиках встречалось обратное.

Происхождение спиральных рукавов также долгое время было загадкой: в простейшем представлении, в котором спиральные ветви содержат постоянно одно и то же вещество, за несколько оборотов галактики они бы растягивались и распадались. Поэтому на данный момент господствуют две гипотезы: либо спиральные рукава живут недолго и постоянно исчезают и возникают, либо же они движутся вокруг центра галактики со своей скоростью, отличной от скорости вращения галактики — таким образом, звездообразование постоянно происходит в разных областях.

Тип II неправильных галактик

Неправильные галактики II типа привлекают внимание своим эффектным внешним видом. Формируются несколькими способами, наиболее распространенный из которых – гравитационное взаимодействие

Может показаться, что в процентном соотношении вероятность столкновения между галактиками очень низкая. Если бы они рассеивались равномерно и между ними было достаточно пространства, то это произошло бы 100 раз за все время существования Вселенной.

Но галактики часто проживают в скоплениях, поэтому дистанция между ними сокращается, позволяя формироваться подобным объектам. Ученые использовали суперкомпьютеры, чтобы смоделировать эти процессы и определить, как они влияют на звезды внутри. Оно также демонстрирует области, где сжатие газа создало участки рождения звезд. Красные показывают высокие скорости формирования звезд, а синие – менее интенсивные.

Одна из наиболее известных контактирующих галактик – Антенна. На снимке виден образ ее ядра. Состоит из галактик NGC 4038 и NGC 4039, ядра которых разделены на 65200 световых лет. На фото не отображены две гигантские полосы пыли и газа, представляющие концы антенн (отдалены на 500000 световых лет).

Галактика Антенн

Также стоит отметить довольно примечательную галактику Колесо телеги, сформировавшуюся после столкновения. Здесь небольшая галактика проходит через центр главной спиральной, приводя к сжатию газа и пыли. Затем «волна» перешла к внешнему краю, оставляя позади новые звезды. Полагают, что во время процесса появилось миллиарды звезд.

Галактика Колесо телеги

Еще один пример – галактика Водоворот (Мессье 51). В кадре четко просматриваются две галактики. Спираль NGC 5194 по массе достигает 100 000 000 000 солнечных. Меньшая (яркое пятно над главным объектом) – NGC 5195. Складывается впечатление, что она развивает спиральную структуру.

У Млечного Пути также есть две неправильные спутниковые галактики – Большое и Малое Магеллановы Облака, которые можно найти без использования техники. Большое достигает двадцатой массы Млечного Пути. Из-за небольшой дистанции системы взаимодействуют, что формирует поток газа, идущего от облаков к нашей галактике.

Ближайшая к нам галактика

Самая большая галактика

Эволюция галактик

Галактический центр

Спиральные галактики

Вся информация о Галактиках

Что ждет галактику Млечный Путь?

Полагают, что Млечный Путь появился из-за слияния меньших галактик. Этот процесс продолжается, так как к нам уже мчится галактика Андромеды, чтобы через 3-4 миллиарда лет создать гигантский эллипс.

Составное изображение галактик в Сверхскоплении Девы

Млечный Путь и Андромеда не существуют в изоляции, а входят в Местную группу, которая также является частью Сверхскопления Девы. На этой гигантской области (110 миллионов световых лет) располагается 100 групп и галактических скоплений.

Если вам так и не удалось полюбоваться родной галактикой, то сделайте это как можно скорее. Найдите тихое и темное место с открытым небом и просто насладитесь этой удивительной звездной коллекцией. Напомним, что на сайте есть виртуальная 3D-модель галактики Млечный Путь, позволяющая изучить все звезды, скопления, туманности и известные планеты в режиме онлайн. А наша карта звездного неба поможет отыскать все эти небесные тела на небе самостоятельно, если решили купить телескоп.

  • Интересные факты о Млечном Пути;
  • Почему наша галактика называется Млечный Путь;
  • Кто открыл Млечный Путь?;
  • Сколько проживет Млечный Путь?;
  • Насколько стар Млечный Путь?;
  • Млечный Путь с Земли;
  • Сколько обитаемых планет в Млечном Пути?;

Положение и движение Млечного Пути

  • Ближайшая галактика к Млечному Пути;
  • Млечный Путь и Андромеда;
  • Как сформировался Млечный Путь?;
  • Как выглядит Млечный Путь?;
  • Вращение Млечного Пути;
  • Столкновение Млечного Пути;
  • Насколько большой Млечный Путь?;
  • Размеры Млечного Пути;
  • Диаметр Млечного Пути;
  • Масса Млечного Пути;
  • Карта Млечного Пути;
  • Где расположена Земля в Млечном Пути?;

Состав Млечного Пути

  • Центр Млечного Пути;
  • Выпуклость Млечного Пути;
  • Черная дыра Млечного Пути;
  • Сколько звезд в Млечном Пути;
  • Сколько планет в Млечном Пути;

Формирование и эволюция

NGC 3597 — результат столкновения двух галактик. Считается, что эта галактика станет эллиптической.

Когда Хаббл в 1936 году предложил классификацию галактик, он выдвинул гипотезу о том, что галактики образуются как эллиптические, а в дальнейшем обретают дисковую, а потом и спиральную структуру. Эта гипотеза оказалась неверной, но она оставила свой след в именовании галактик: они до сих пор делятся на галактики ранних и поздних типов в соответствии с классификацией Хаббла. При дальнейшем изучении галактик было обнаружено, что эллиптические галактики заполняют гораздо больший диапазон масс, чем спиральные, и в 1970-е годы стала доминировать гипотеза, что галактики в течение жизни не меняют свой тип.

На данный момент теория эволюции галактик, напротив, предполагает, что галактики образуются как спиральные, и с течением времени у них всё более выраженным становится балдж, что переводит их в более ранние типы. Кроме того, показано, что при столкновениях и слияниях галактик они становятся эллиптическими.

Тем не менее, эллиптические галактики не считаются более старыми, чем спиральные: и те, и другие галактики начали образовываться порядка 10 миллиардов лет назад. Однако, в эллиптических галактиках звездообразование закончилось менее чем за 1 миллиард лет, а в спиральных идёт практически равномерно. Поэтому самые массивные звёзды в эллиптических галактиках уже давно закончили своё существование, а в спиральных постоянно образуются и наблюдаются до сих пор.

Спиральная галактика с перемычкой

Спиральная галактика с перемычками — это, по сути, спиральная галактика со структурой в виде стержней в центре, которая простирается наружу с обеих сторон. Более половины всех наблюдаемых к настоящему времени спиральных галактик на самом деле являются спиральными галактиками с перемычками. Хаббл обозначает их как SB, за которыми следуют маленькие английские буквы a, b и c, похожие на те, что встречаются в обычных спиральных галактиках.

Предполагается, что эти галактические бары являются временными (они распадаются со временем) и вызваны либо выбросом энергии из ядра наружу, либо мощным приливным взаимодействием с соседней галактикой.

Млечный Путь, содержащий два миллиарда звезд (одна из которых — Солнце), когда-то классифицировался как спиральная галактика, но сейчас подтверждено, что это спиральная галактика с перемычкой.

Примеры спиральных галактик с перемычкой: Млечный Путь, Галактика Андромеды и Галактика Водоворот.

Структура

Местное сверхскопление — характерный пример крупномасштабной структуры Вселенной. Оно является уплощённым образованием, состоящим из нескольких цепочек галактик (филаментов), которое в проекции на небо выглядит как охватывающая весь небосвод полоса, в пределах которой наблюдается большинство ярких галактик (своего рода аналог Млечного Пути)

Впервые эту особенность в распределении объектов ночного неба обнаружил великий астроном Вильям Гершель ещё в конце XVIII века, затем её несколько раз переоткрывали, пока наконец в 1953 году к ней не привлёк внимание Жерар де Вокулёр (США).

В отличие от скоплений, сверхскопления галактик не являются гравитационно связанными структурами, они принимают участие в общем расширении Вселенной, поэтому расстояния до объектов Местного сверхскопления можно измерять с помощью закона Хаббла.

Распределение галактик местного сверхскопления в пространстве

Подробные карты Местного сверхскопления галактик опубликовал в 1982 году астроном Р. Брент Талли из Астрономического университета в Гонолулу (Гавайи, США). Он показал, что подавляющее большинство галактик (60 %) находятся в узком слое толщиной всего около 10 млн св. лет вблизи плоскости Сверхскопления. Вблизи центра Сверхскопления расположена большая концентрация галактик — скопление Девы. 98 % галактик Местного сверхскопления принадлежат 11 облакам, суммарный объём которых не превышает 5 % объёма всего Сверхскопления. Все эти облака вытянуты в направлении скопления Девы, что объясняется, вероятно, приливным действием этого массивного образования.

Составной частью Местного сверхскопления является Местный лист — плоское облако галактик (радиус около 23 млн световых лет, толщина около 5 млн св. лет), содержащее в себе Местную группу и ещё несколько небольших групп галактик.

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

1–1999

Номер в каталоге Эйбелла Другие названия Входит в состав Созвездие Прямое восхождение (J2000) Склонение (J2000) Класс богатства по Эйбеллу Класс Баутц — Моргана Примечания
13 00ч 13м 38.5с -19° 30′ 19″ 2 II ACO 13 не следует путать с планетарной туманностью Abell 13
Abell 85 00ч 41м 37.8с -09° 20′ 33″ 1 I
133 Кит 01ч 02м 39.0с -21° 57′ 15″
222 Кит 01ч 37м 29.2с -12° 59′ 10″ 3 II-III
223 Кит 01ч 37м 56.4с -12° 48′ 01″ 3 III
226 01ч 38м 58.7с -10° 14′ 47″ 1 II
262 Сверхскопление Персея-Рыб Между Андромедой и Треугольником 01ч 52м 50.4с +36° 08′ 46″ III
263 01ч 53м 21.7с +37° 33′ 45″ 1
Кит 02ч 39м 50.5с -01° 35′ 08″ II-III Есть признаки гравитационного линзирования. Является наиболее далёким объектом каталога (z=0,375).
383 Эридан 02ч 48м 07.0с -03° 29′ 32″ 2 II-III
400 Кит 02ч 57м 38.6с +06° 02′ 00″ 1 II-III
401 Овен 02ч 58м 57.0с +13° 34′ 56″ 2 I
Скопление Персея Сверхскопление Персея-Рыб Персей 03ч 18м 36.4с +41° 30′ 54″ 2 II-III
478 Телец 04ч 13м 20.7с +10° 28′ 35″ 2
514 04ч 47м 40.1с -20° 25′ 44″ 1 II-III
Орион 04ч 54м 19.0с +02° 56′ 49″ 3 III
553 06ч 12м 37.5с +48° 36′ 13″ II
569 Рысь 07ч 09м 10.4с +48° 37′ 10″ II
576 Рысь 07ч 21м 24.2с +55° 44′ 20″ 1 III
653 Гидра 08ч 21м 47.0с +01° 13′ 23″ 1
665 Большая Медведица 08ч 30м 45.2с +65° 52′ 55″ 5 III Единственное скопление Эйбелл с классом богатства 5.
671 Рак 08ч 28м 29.3с +03° 25′ 01″ II-III
689 Рак 08ч 37м 29.7с +14° 59′ 29″
Гидра 09ч 08м 50.1с -09° 38′ 12″ 2 I-II
779 Рысь 09ч 19м 9с +33° 46′
901 09ч 56м 09.7с -09° 56′ 17″ 1
907 Гидра 09ч 58м 21.2с -11° 03′ 22″ 1
955 10ч 12м 56.0с -24° 26′ 53″ 1
966 10ч 16м 13.8с -25° 22′ 59″ 1 III
1060 Скопление Гидры Гидра 10ч 36м 51.3с -27° 31′ 35″ 1 III
1142 Сверхскопление Льва 11ч 00м 51.4с +10° 31′ 46″
1146 Чаша 11ч 01м 20.6с -22° 43′ 08″ 4 I
1185 Сверхскопление Льва Большая Медведица 11ч 10м 31.4с +28° 43′ 39″ 1 II
Скопление Льва Лев 11ч 44м 29.5с +19° 50′ 21″ 2 II-III
1413 Между Львом и Волосами Вероники 11ч 55м 18.9с +23° 24′ 31″ 3 I
1631 Ворон 12ч 52м 49.8с -15° 26′ 17″ I
Скопление Волос Вероники Волосы Вероники 12ч 59м 48.7с +27° 58′ 50″ 2 II
Дева 13ч 11м 29.5с -01° 20′ 17″ 4 II-III Одно из крупнейших и массивных скоплений галактик; наблюдаются эффекты гравитационного линзирования.
1795 Волопас 13ч 49м 00.5с +26° 35′ 07″ 2 I
1835 Дева 14ч 01м 02.0с +02° 51′ 32″ За ним расположена галактика Abell 1835 IR1916, обнаруженная по эффекту гравитационного линзирования, одно время являвшаяся наиболее удалённой из известных галактик.
1914 Волопас 14ч 26м 03.0с +37° 49′ 32″ 2 II
1991 Волопас 14ч 54м 30.2с +18° 37′ 51″ 1 I

Спиральные галактики

Они имеют форму плоского диска, центр которого очень яркий. Это и есть ядро. Более того, характеризуются такие галактики наличием спиральных рукавов. В зависимости от их закрученности разработали классификацию.

Схема строения спиральной галактики

Все спиральные галактики обозначаются буквой S. Sa-имеют сильно закрученные рукава; So-вообще не имеют рукавов, но их ядра отличительно светлые; Sb имеют среднюю степень закрученности рукавов, и практически не окружают ядро; Sc с менее закрученными рукавами, не окружающими ядро.

Спиральная галактика

Каталог Месье, можно сказать, общепринятый в астрономии. Месье изучал и охарактеризовал множество небесных объектов. Он составил каталог, где их описывал. К спиральным галактикам, по каталогу Месье, относятся галактики:

  • Андромеда,
  • Треугольник,
  • Месье 74, 77, 90, 94, 100, 101 и 108.

Помимо того, спиральные галактики могут быть с перемычкой. (ссылка) Их характерной особенностью является то, что спирали направлены не от ядра, а от перемычек. Обозначают такие галактики Sb. В свою очередь, подразделяются они на Sba, Sbb, Sbc. Между собой отличаются по форме и длине перемычки. К этой группе Месье относил галактики: ⦁ Месье 58, 65, 95 и 109.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector