Галактики

Астрономия для любителей → Объекты во вселенной → Галактики

Галактикой называется большая система из звезд, межзвездного газа, пыли, темной материи и темной энергии, связанная силами гравитационного взаимодействия. Количество звезд и размеры галактик могут быть различными. Как правило, галактики содержат от нескольких миллионов до нескольких триллионов (1 000 000 000 000) 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 астрономом Эдвином Хабблом, в 1925 году существуют несколько видов галактик:

эллиптические(E),
линзообразные(S0),
обычные спиральные(S),
пересеченные спиральные(SB),
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.

Эволюция галактик

Образование галактик рассматривают как естественный этап эволюции Вселенной, происходящий под действием гравитационных сил. Как предполагают ученые, около 14 млрд. лет назад произошел большой взрыв, после которого Вселенная везде была одинаковой. Затем частицы пыли и газа начали группироваться, объединяться, сталкиваться и таким образом появлялись сгустки, которые позднее превращались в галактики. Многообразие форм галактик связано с разнообразием начальных условий образования галактик. Скопление газообразного водорода в пределах таких сгустков стало первыми звездами.

С момента зарождении галактика начинает сжиматься. Сжатие галактики длится около 3 млрд лет. За это время происходит превращение газового облака в звездную систему. Звезды образуются путем гравитационного сжатия облаков газа. Когда в центре сжатого облака достигаются плотности и температуры, достаточные для эффективного протекания термоядерных реакций, рождается звезда. В недрах массивных звезд происходит термоядерный синтез химических элементов тяжелее гелия. Эти элементы попадают в первичную водородно-гелиевую среду при взрывах звезд или при спокойном истечении вещества со звездами. Элементы тяжелее железа образуются при грандиозных взрывах сверхновых звезд. Таким образом, звезды первого поколения обогащают первичный газ химическими элементами, тяжелее гелия. Эти звезды наиболее старые и состоят из водорода, гелия и очень малой примеси тяжелых элементов. В звездах второго поколения примесь тяжелых элементов более заметная, так как они образуются из уже обогащенного тяжелыми элементами первичного газа.

Процесс рождения звезд идет при продолжающемся сжатии галактики, поэтому формирование звезд происходит все ближе к центру системы, и чем ближе к центру, тем больше должно быть в звездах тяжелых элементов. Этот вывод хорошо согласуется с данными о содержании химических элементов в звездах гало нашей Галактики и эллиптических галактик. Во вращающейся галактике звезды будущего гало образуются на более ранней стадии сжатия, когда вращение еще не повлияло на общую форму галактики. Свидетельствами этой эпохи в нашей Галактике являются шаровые звездные скопления.

Когда прекращается сжатие протогалактики, кинетическая энергия образовавшихся звезд диска равна энергии коллективного гравитационного взаимодействия. В это время, создаются условия для образования спиральной структуры, а рождение звезд происходит уже в спиральных ветвях, в которых газ достаточно плотный. Это звезды третьего поколения. К ним относится наше Солнце.

Запасы межзвездного газа постепенно истощаются, рождение звезд становится менее интенсивным. Через несколько миллиардов лет, когда будут исчерпаны все запасы газа, спиральная галактика превратится в линзообразную, состоящую из слабых красных звезд. Эллиптические галактики уже находятся на этой стадии: весь газ в них израсходован 10-15 млрд. лет назад.

Возраст галактик равен примерно возрасту Вселенной. Одним из секретов астрономии остаётся вопрос о том, что из себя представляют ядра галактик. Очень важным открытием явилось то, что некоторые ядра галактик активны. Это открытие было неожиданным. Раньше считалось, что ядро галактики – это не больше чем скопление сотен миллионов звёзд. Оказалось, что и оптическое и радиоизлучение некоторых галактических ядер может меняться за несколько месяцев. Это означает, что в течение короткого времени из ядер освобождается огромное количество энергии, в сотни раз превышающее то, которое освобождается при вспышке сверхновой. Такие ядра получили название «активных», а процессы, происходящие в них, «активность».

В 1963 году были обнаружены объекты нового типа, находящиеся за приделами нашей галактики. Эти объекты имеют звездообразный вид. Со временем выяснили, что их светимость во много десятков раз превосходит светимость галактик! Самое удивительное то, что их яркость меняется. Мощность их излучения в тысячи раз превосходит мощность излучения активных ядер. Эти объекты назвали квазарами. Сейчас считается, что ядра некоторых галактик представляют собой квазары.

Автор статьи: Михаил Карневский, 15.01.2013
Обновлено: Татьяна Сидорова, 14.02.2018
Перепечатка без активной ссылки запрещена!

Вопросы от читателей из раздела «Вопрос экспертам»:

Добавить комментарий

Последние комментарии
ВКонтакте

Валерий 16.07.2020 10:35

Упс. Пару дней назад встретил сообщение о трех открытия этого года прошедших незамеченным. Одно из них об обнаружении чёрной дыры на расстоянии двух тысяч световых лет от земли. Её видно с южного полушария.

Валерий 30.05.2020 17:47

Мне попадалась информация что какое то время назад наша Галактика присоединилась две малые галактики. Одна из них находится на месте рукава Ориона. Возможно рукав Ориона это и есть присоединения галактика. Так как Солнечная система находится практически на равном удалении отрукава Стрельца, рукава Ориона, и Внешнего рукава, возникает вопрос к какому рукаву относится Солнечная система. Не является ли солнечная система при луной в Галактике. И ещё вапрос: если рукав Ориона это приблудная галактика, то где то рядом находится ядро этой присоединенной галактики, возможно чёрная дыра.

12.05.2017 12:01

сергей 14.05.2016 21:53

Очень не научная статья. Можно подумать что её писал не астроном , а какой нибудь экономист.

umarbor 12.05.2015 07:11

Первоначально, при взрыве ядра галактики, звезды разлетаются от ядра Галактики хаотично в разные стороны. Это, расширяющееся, неправильная галактика. В неправильной галактике много крупных молодых звезд синего цвета, много газопылевых облаков. Гравитационное поле галактики очень сильное. Звезды всегда находятся в зоне притяжения энергетического ядра галактики. Звезды никогда не уходят за пределы галактики.Спиральная галактика. Если бы тело галактики не вращалось вокруг своей оси, эти рукава были бы прямыми, как лучи вокруг Солнца. Как длинные волосы веером стоят на голове, при опыте со статическим электричеством. Но тело галактики вращается и рукава приобретают вид спирали. Звезды, первоначально, выстраиваются в два спиральных рукава.Рукава спиралей наполнены звездами. Звезды, относительно друг друга антигравитационные, не соединяются. В одном рукаве может быть только определенная плотность звезд. Если плотность звезд больше, рукав делится на два. Рукава галактики не слипаются, потому что антигравитационные, и заряженные одноименным зарядом.Со временем рукава спирали наматываются на тело галактики, как сжимающаяся, спиральная пружина механических часов. В результате дальнейшего закручивания звездной спирали, антигравитация звезд и рукавов преодолевается более сильным магнитным и гравитационным полем галактики. Витки смещаются к центру Галактики, сливаются, становятся не различимыми.Галактика приобретает вид диска, сбоку вид эллипса.Звезды, за время прохождения пути от неправильной галактики, до спиральной, до эллиптической, многократно взрываются, теряя свою массу, становятся меньше и старше.Это эллиптическая Галактика, в которой звезды меньше по размеру и старые. И нет газопылевых облаков, их притянули звезды.Затем звезды падают на поверхность тела Галактики. Двести миллиардов звезд!, вместе с планетами, кометами и прочим космическим мусором, образуют покрытие вокруг тела галактики. Из-за чудовищной силы магнитного и гравитационного притяжения: - ядра звезд соединяются с ядром галактики, - кора звезд соединяется с корой галактики. Так совершенно трагически погибают звезды и планеты!Но продолжает создаваться гравитационное и магнитное поле, вырабатываются отходы, растет давление между ядром и корой галактики. При накоплении давления до критического состояния - снова взрыв, снова неправильная, расширяющаяся Галактика и так далее многократно, но с уменьшением массы энергетического вещества в ядре галактики.

vladimirphizik 16.03.2015 17:27

Поскольку в вихре может быть только две спирали (два рукава), то галактики с большим количеством рукавов могут означать, что в их ядре находится несколько вихрей

Саша 8 лет 11.04.2011 11:28

Да интерестно но я слышал что Млечный путь и Андромеда должны встретится,это правда

Миша 22.12.2010 14:01

Очень хорошая статья тра ля ля

АННА ПРИШЛЯК 28.10.2010 15:48

ОЧЕНЬ ХОРОШАЯ СТАТЬЯ.Я ПО НЕЙ РЕФЕРАТ НАПИСАЛА.

аля 13.07.2009 00:06

норма,можно понять о чем статья.легкая

Обсудить статью на форуме