Галактики

060221_andromeda_02

Гала́ктика — это гравитационно-связанная система состоящая из скопления звёзд, межзвёздного газа, а также пыли и тёмной материи. Все объекты находящиеся в составе галактик, участвуют в движении относительно общего центра масс.

Галактики являются чрезвычайно далёкими объектами, расстояние до ближайших из них принято измерять в мегапарсеках.  А до далёких — в единицах красного смещения z. Именно из-за удалённости различить на небе невооружённым глазом можно всего лишь три из них: Андромеды, Большое и Малое Магелланово облако. Разрешить изображение до отдельных звёзд не удавалось вплоть до начала XX века. К началу 1990-х годов насчитывалось не более 30 галактик, в которых удалось увидеть отдельные звёзды, и все они входили в местную группу. После запуска космического телескопа «Хаббл» и ввода в строй 10-метровых наземных телескопов число галактик, в которых различимы отдельные звёзды, резко возросло.

galaxysample_block

Галактики отличаются большим разнообразием: среди них можно выделить сфероподобные эллиптические галактики, дисковые спиральные галактики, галактики с перемычкой (баром), карликовые, неправильные и т. д. Если же говорить о числовых значениях, то, к примеру, их масса варьируется от 107 до 1012 масс Солнца, а диаметр — от 5 до 50 килопарсек.

Одной из нерешённых проблем строения галактик является тёмная материя, проявляющая себя только в гравитационном взаимодействии. Она может составлять до 90 % от общей массы галактики, а может и полностью отсутствовать, как в карликовых галактиках.

В пространстве галактики распределены неравномерно: в одной области можно обнаружить целую группу близких галактик, а можно не обнаружить ни одной, даже самой маленькой галактики (так называемые войды). Точное количество галактик в наблюдаемой части Вселенной неизвестно, но должно быть их приблизительно 1011

galaktika

Основные сведения о галактиках собраны в нескольких каталогах. Первый галактический каталог был создан в 1784 г. Ш. Мессье и П. Мешеном. В него вошли 108 туманностей, которые авторы .назвали неподвижными, чтобы не путать с движущимися кометами. Объекты, вошедшие в каталог Мессье, обозначают буквой М с порядковым номером. Так, например, М31 обозначение туманности Андромеды. В настоящее время широко используется "Новый общий каталог" Дрейера (его первая часть была опубликована в 1888 г.), в него вошли около 13000 объектов. Галактика М31 в каталоге Дрейера обозначается NGC 224. В конце 60 гг. нашего столетия были созданы "Морфологический каталог галактик" (группа Б. А. Воронцова-Вельяминова) и "Второй библиографический каталог ярких галактик" (группа Ж.Вокулера). Эти каталоги содержат десятки тысяч объектов.

ngc4414_heritage

Поверхностная яркость эллиптических галактик плавно уменьшается от центра к периферии по закону, описываемому уравнением эллипса. Внутренней структуры на фотографиях эллиптических галактик не обнаружено, хотя у многих из них есть маленькие звездообразные ядрышки.

Только в самых близких галактиках удается выделить отдельные звезды. Поэтому обычно звездный состав галактик определяют из анализа суммарного излучения звезд. Согласно наблюдениям, эллиптические галактики содержат только желтые и красные звезды, в них практически нет газа и нет молодых звезд. Возраст звезд в этих системах не менее 5- 7 млрд лет.

Спектральные линии Е-галактик очень широкие из-за большой дисперсии скоростей звезд (до 200 км/с). Звезды вращаются вокруг центра галактики в разных плоскостях. Видимое сжатие Е-галактик связано с тем, что не все орбиты звезд устойчивы. Орбиты, плоскости которых параллельны оси вращения всей системы, неустойчивы. При небольшом гравитационном влиянии соседних звезд движение звезды по такой орбите быстро изменяется: эллипс превращается в отрезок прямой, и звезда падает на центр звездной системы. Как целое Е-галактики вращаются медленно, причем более уплощенные системы вращаются быстрее, чем сферические.

Характерные параметры Е-галактик охватывают широкий диапазон: радиусы 5-10 кпк, массы 106 - 1013МСолнца, светимости 106 - 1012LСолнца (МСолнца = 2•1033 г, LСолнца = = 4•1033 эрг/с).

Самые крупные из Е-галактик выделяют в отдельную группу cD-галактик. В этих галактиках имеется компактная звездная система, окруженная гигантской разреженной оболочкой из звезд. Размеры оболочки могут быть десятки и даже сотни килопарсек.

Галактики cD встречаются редко. Ближайшая к нам и наиболее изученная из них - система М 87. Радиус ее центральной компоненты около 8 кпк, а оболочка прослеживается на расстоянии до 60 кпк от центра. Масса М 87 около 1012МСолнца. Самая большая из известных cD-систем имеет радиус оболочки около 2 Мпк - галактика А1413.

Оказывается, что cD-системы находятся всегда в центре скоплений галактик. Галактика М 87 - это центральная система в скоплении галактик в созвездии Дева.

Массовые определения различных характеристик галактик позволили установить важные эмпирические закономерности. Оказывается, что чем больше светимость Е-галактик LB, тем больше ширина линий в ее спектре. Ширина линий пропорциональна дисперсии скоростей звездsu.

Связь между LB иsu имеет вид LB ~su4. Это соотношение называется соотношением Фабера - Джексона, его можно использовать для измерения расстояний во Вселенной. Было также установлено, что гигантские эллиптические галактики более богаты металлами, чем карликовые галактики этого типа. Такое различие связано с особенностями процесса звездообразования в массивных и маломассивных галактиках.

Некоторые из гигантских эллиптических галактик обладают мощным радиоизлучением, источниками которого являются горячий газ и звезды. Наряду с центральным источником радиоизлучения эти галактики имеют протяженные, размером иногда в сотни кпк области радиоизлучения, часто симметрично расположенные по отношению к оптическому изображению галактики. Интенсивность радиоизлучения достигает 1012 LСолнца. Центральной системой скопления галактик в созвездии Персея является cD-галактика NGC 1275, о ней рассказывается в следующей статье настоящего сборника. Одной из самых интересных структурных особенностей радиогалактик являются джеты. Джеты представляют собой тонкие образования. Они начинаются в ядре галактики и тянутся на сотни кпк до границы области радиоизлучения. Радиоизлучение имеет синхротронную природу: в джетах излучают релятивистские электроны, движущиеся в магнитном поле. В оптических спектрах радиогалактик часто наблюдают эмиссионные линии ионизованного водорода. Появление джетов связано с активностью ядер эллиптических галактик. Природа этой активности пока не установлена.

В конце 70-х годов были обнаружены у Е-галактик горячие короны, которые светятся в рентгеновском диапазоне (температура около 107 К). Если газ корон находится в равновесии в гравитационном поле галактики, то массы корон порядка 1012МСолнца. А, например, у галактики М 87 масса короны около 1013МСолнца, ее размер около 200 кпк.

И.К. Розгачева

Материалы по теме:

Меркурий
Ближайшей к Солнцу  планетой Солнечной системы и самой маленькой из планет земной группы не имеющая спутников, является  Меркурий. ...
Звезды и созвездия
Извечный вопрос, что представляет собой мир звезд, видимо является одним из первых вопросов, с которым столкнулось человечество еще на заре цивилизации. Каждый человек, который созерцает ...
В системах из двух звезд найдены две экзопланеты.
Начало 2012 года ознаменовалось астрономическими открытиями. Было сообщено об открытии трех рекордно малых планет, которые меньше Земли, а размер одной из них сопоставим с ...
Солнечная система
Со́лнечная систе́ма - это планетная система, которая включает в себя центральную звезду — Солнце, а также все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг неё. Большая часть массы ...
Венера
Вторая от Солнца большая планета Солнечной системы. Одна из планет земной группы, по своей природе подобная Земле, но меньше по размеру. Как и Земля, ...

Комментарии запрещены.

Архивы
Календарь
Апрель 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Фев    
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930