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.

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

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.

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