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
.
Структура и состав Млечного Пути
Особенности строения неправильных галактик
Неправильные галактики – общее название для совершенно разных космических образований, не вписывающихся в последовательность Хаббла.
В отличие от эллиптических или спиральных галактик, имеющих четкую структуру, неправильные галактики никакой четко выраженной структуры не имеют. Они не обладают ни диском (спиральные галактики), ни однородностью структуры (эллиптические галактики), не имеют ярко выраженного галактического ядра, рукавов и т.п., зато почти всегда наличествует нескольких очагов звездообразования.
Слева неправильная галактика NGC 1569, а справа спиральная M31. Как говорится – найди три отличия
В процентном отношении неправильные галактики составляют примерно четверть от общего числа галактик во Вселенной. Совершенно очевидно, что некоторые неправильные галактики в прошлом имели вполне традиционную форму спиральных или эллиптических, но были деформированы под гравитационным воздействием других галактик.
Большинство неправильных галактик имеют совсем небольшой размер: с диаметром 1,5—3 кпс и умеренной или малой светимостью. Масса наиболее крупных из них едва ли достигает 1/10 массы Млечного пути. Из-за своих небольших размеров они больше подвержены влиянию окружающей среды, в том числе столкновению с большими галактиками и межгалактическими облаками космической пыли.
Упрощенная схема классификации галактик по Хабблу. Неправильные (или иррегулярные галактики (Irr)) стоят особняком
Астрофизические параметры и типы галактик
Первые исследования космоса, проведенные в начале XX века, дали обильную почву для размышлений. Обнаруженные в объектив телескопа космические туманности, которых со временем насчитали более тысячи, представляли собой интереснейшие объекты во Вселенной. Длительное время эти светлые пятна на ночном небе считались скоплениями газа, входящими в структуру нашей галактики. Эдвин Хаббл в 1924 году сумел измерить расстояние до скопления звезд, туманностей и сделал сенсационное открытие: эти туманности — ни что иное, как далекие спиралевидные галактики, самостоятельно странствующие в масштабах Вселенной.
Американский астроном впервые предположил, что наша Вселенная – это множество галактик. Исследования космоса в последней четверти XX века, наблюдения, сделанные с помощью космических аппаратов и техники, включая знаменитый телескоп Хаббл, подтвердили эти предположения. Космос безграничен и наш Млечный путь — далеко не самая крупная галактика во Вселенной и к тому же не является ее центром.
Усилиями Эдвина Хаббла мир получил систематизированную классификацию галактик, делящую их на три типа:
- спиральные;
- эллиптические;
- неправильные.
Эллиптические галактики и спиральные являются самыми распространенными типами. К ним относятся наша галактика Млечный Путь, а также соседняя с нами галактика Андромеда и многие другие галактики во Вселенной.
По классификации такие галактики обозначаются латинской буквой E. Все на сегодняшний день известные эллиптические галактики разделены на подгруппы E0-E7. Распределение по подгруппам осуществляется в зависимости от конфигурации: от галактик почти круглой формы (E0, E1 и E2)до сильно растянутых объектов с индексами E6 и E7. Среди эллиптических галактик встречаются карлики и настоящие гиганты, имеющие диаметры в миллионы световых лет.
К спиральным галактикам относятся два подтипа:
- галактики, представленные в виде пересеченной спирали;
- нормальные спирали.
Первый подтип выделяется следующими особенностями. По форме такие галактики напоминают правильную спираль, однако в центре такой спиральной галактики находится перемычка (бар), дающая начало рукавам. Такие перемычки в галактике обычно являются следствием физических центробежных процессов, делящих ядро галактики на две части. Существуют галактики с двумя ядрами, тандем которых и составляет центральный диск. Когда ядра встречаются, перемычка исчезает и галактика становится нормальной, с одним центром. Существует перемычка и в нашей галактике Млечный путь, в одном из рукавов которой находится наша Солнечная система. От Солнца к центру галактики путь по современным оценкам составляет 27 тыс. световых лет. Толщина рукава Ориона Лебедя, в котором пребывает наше Солнце и вместе с ним наша планета, составляет 700 тыс. световых лет.
В соответствии с классификацией спиральные галактики обозначаются латинскими буквами Sb. В зависимости от подгруппы, существуют и другие обозначения спиральных галактик: Dba, Sba и Sbc. Разница между подгруппами определяется длиной бара, его формой и конфигурацией рукавов.
Самый редкий тип — неправильные галактики. Эти вселенские объекты представляют собой крупные скопления звезд и туманностей, не имеющие четкой формы и структуры. В соответствии с классификацией они получили индексы Im и IO. Как правило, у структур первого типа диска нет или он слабо выражен. Нередко у таких галактик можно рассмотреть подобие рукавов. Галактики с индексами IO представляют собой хаотическое скопление звезд, облаков газа и темной материи. Яркими представителям такой группы галактик являются Большое и Малое Магелланово Облако.
Исходя из имеющейся классификации и по результатам исследований, можно с некоторой долей уверенности ответить на вопрос, сколько галактик во Вселенной и какого они типа. Больше всего во Вселенной спиральных галактик. Их более 55 % от общего количества всех вселенских объектов. Эллиптических галактик в два раза меньше — всего 22% от общего числа. Неправильных галактик, аналогичных Большому и Малому Магеллановым Облакам, во Вселенной только 5%. Одни галактики соседствуют с нами и находятся в поле зрения мощнейших телескопов. Другие находятся в самом дальнем пространстве, где преобладает темная материя и в объективе видна больше чернота бескрайнего космоса.
Расположение Солнечной системы, Солнца и Земли в Галактике Млечный путь
Схема расположения Солнца в галактике Млечный / Wikimedia Commons
Астрофизики в процессе изучения нашей галактики сделали предположительную оценку расстояния от нашей звезды Солнце до галактической перемычки. Оно приблизительно равно 3,5х104 световых года.Последние астрономические данные показали, что Солнце отстоит от галактического центра приблизительно на расстоянии, равном 2,7х104 световых года.
Разница в числовых данных указала учёным на однозначный вывод – Солнце расположено ближе к краю галактического диска, чем к центру галактики.
Солнце является звездой (жёлтый карлик), входящей во множество других звёзд нашей галактики. И вместе с ними наша звезда движется вокруг галактического центра со скоростью от 220 до 240 км/с и при этом совершает полный оборот приблизительно за время, равное 200 000 000 лет.
Нетрудно подсчитать, что планета Земля за время своего существования сделала не более 30 полных оборотов вокруг центра Млечного Пути.
Галактика Млечный Путь имеет спиралевидные рукава, два из которых учёным удалось отследить на расстоянии около 3 000 световых лет от Солнца. Участки эти галактических рукавов наблюдаются в двух созвездиях, по названиям которых и были наименованы рукавом Стрельца и рукавом Персея. Солнце расположено между этими спиральными ветвями почти посередине.
Кроме этих двух рукавов (Стрельца и Персея) около нашей Солнечной системы проходит ещё один – рукав Ориона. Этот галактический рукав не столь чётко выражен, как два других и считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Млечного Пути.
Учёными установлено, что в спиральных рукавах Галактики происходят очень бурные процессы, следствием которых является мощнейшее излучение, несущее гибель любому живому организму. Земная атмосфера не может защитить от такой радиации.
Но Земля расположена в относительно спокойном месте Млечного Пути и за время своего существования не была подвергнута воздействию, губительному для всего живого.
Возможно, именно вследствие этого на планете Земля зародилась жизнь и существуют условия, благоприятные для её продолжения.
Строение и динамика Млечного Пути
Анатомия и физиология нашей галактики.
Спиральная структура Млечного Пути
Спиральные рукава — «годовые кольца» галактик?
Спиральная структура нашей галактики Млечный Путь недостаточно подробно изучена и является перспективной темой для науки. Она имеет, как минимум, 5 спиральных рукавов (перечислим от центра к краю):
- рукав Лебедя,
- рукав Центавра
- рукав Стрельца,
- рукав Ориона
- рукав Персея
Рукава так названы по основному положению своих массивов в соответствующих созвездиях.
Рукава Млечного Пути состоят из звёзд населения I (к которому принадлежит и наше Солнце) и различных объектов. Эти объекты представляют собой, в частности, молодые звёзды, области H II и рассеянные звёздные скопления.
Будущее Млечного Пути
ближайшие четыре миллиарда лет Млечный Путь должен поглотить свои галактики-спутники Большое и Малое Магеллановы Облака. Через пять миллиардов лет, когда все небольшие объекты будут поглощены, должно начаться слияние Млечного Пути и Туманности Андромеды.
Менее чем через восемь миллиардов лет Солнце покинет главную последовательность, увеличившись в размерах до 300 раз. К этому времени Земля будет поглощена светилом или превратится в сухую каменистую планету без атмосферы. Фаза красного гиганта завершится сбросом внешних слоев Солнца и образованием планетарной туманности, в центре которой будет располагаться белый карлик размером с современную Землю.
Высокоскоростные потоки в Млечном Пути
Астрономы считают, что по нашей галактике Млечный путь могут незримо носиться десятки миллиардов планет, не привязанных ни к каким звездам. Кроме того, им известно около двух десятков звезд, стремительно убегающих от нашей Галактики, и даже целое звездное скопление, убегающее из гигантской галактики М87. Эти объекты объединяет одно – когда-то все они были «вышвырнуты» из своего дома за счет гравитационных возмущений. Российские астрономы Игорь Чилингарян и Иван Золотухин из ГАИШ МГУ доказали, что выброшенными своими соседями в межгалактическое пространство могут быть и целые галактики.
Но и этого мало
Но оказывается, что можно провести еще более умопомрачительное сравнение. Научный писатель Дэвид Блатнер однажды написал книгу под названием «Спектры: наша умопомрачительная Вселенная, от бесконечно маленького до бесконечности». И в ней он сказал, что если сосчитать все молекулы всего в 10 каплях воды, то получилось бы число, равное количеству звезд в известной части Вселенной. Так что, возможно, Вам стоит сказать своей половинке, что Вы любите ее сильнее, чем количество молекул в 10 каплях воды!
Есть и другие удивительные сравнения между земными и небесными числами. В исследовании 2015 года «Карта плотности деревьев в глобальном состоянии», опубликованном в журнале Nature, подсчитано, что на Земле насчитывается 3,04 триллиона деревьев. И около 1,30 триллиона из них растут только в тропических или субтропических лесах. Это означает, что на Земле почти в десять раз больше деревьев, чем звезд в Млечном Пути.
Люблю вас всех сильнее, чем количество деревьев на этой планете.
Шаги на пути изучения Вселенной
Современная карта Вселенной позволяет нам не только определить свое местоположение в космосе. Сегодня, благодаря наличию мощных радиотелескопов и техническим возможностям телескопа Хаббл, человек сумел не только приблизительно подсчитать количество галактик во Вселенной, но и определить их типы и разновидности. Еще в 1845 году британский астроном Уильям Парсонс, с помощью телескопа исследуя облака газа, сумел выявить спиралевидную природу строения галактических объектов, акцентируя внимания на том, что в разных областях яркость звездных скоплений может быть большей или меньшей.
Сто лет назад Млечный Путь считался единственной известной галактикой, хотя математически было доказано наличие других межгалактических объектов. Свое название наш космический двор получил еще в глубокой древности. Древние астрономы глядя на мириады звезд на ночном небе, заметили характерную особенность их расположения. Основное скопление звезд было сосредоточено вдоль мнимой линии, напоминающей дорожку из разбрызганного молока. Галактика Млечный Путь, небесные светила другой хорошо знакомой галактики Андромеда являются самыми первыми вселенскими объектами, с которых началось изучение космического пространства.
Вместе с тем, Млечный Путь, как и Андромеда с Треугольником, являются только малой частью Вселенной, входящей в местную группу сверхскопления под названием Дева. Наша галактика имеет форму спирали, где основная масса звездных скоплений, облака газа и другие космические объекты двигаются вокруг центра. Диаметр внешней спирали составляет 100 тыс. световых лет. Млечный Путь — по космическим меркам не большая галактика, масса которой составляет 4,8х1011 Mʘ. В одном из рукавов Ориона Лебедя находится и наше Солнце . Расстояние от нашей звезды до центра Млечного Пути составляет 26 000 ± 1 400 св. лет.
Долгое время считалось, что одна из самых популярных среди астрономов туманность Андромеды является частью нашей галактики. Последующие исследования этой части космоса дали неопровержимые доказательства того, что Андромеда является самостоятельной галактикой, причем значительно крупнее, чем Млечный Путь. Полученные с помощью телескопов снимки показали, что Андромеда имеет собственное ядро. Здесь также присутствуют скопления звезд и имеются свои туманности, двигающиеся по спирали. Каждый раз астрономы пытались все глубже и глубже заглянуть внутрь Вселенной, исследуя обширные области космического пространства. Количество звезд в этом вселенском гиганте оценивается в 1 триллион.
Стараниями Эдвина Хаббла удалось установить примерное расстояние до Андромеды, которая никак не могла быть частью нашей галактики. Эта была первая галактика, которая подверглась такому пристальному изучению. Последующие годы дали новые открытия в области исследования межгалактического пространства. Более тщательно изучалась та часть галактики Млечный Путь, в которой находится наша Солнечная система. С середины XX века стало ясно, что помимо нашего Млечного Пути и хорошо известной Андромеды, в космосе имеется огромное количество других образований вселенского масштаба. Однако для порядка требовалось упорядочить космическое пространство. Если звезды, планеты и другие космические объекты поддавались классификации, то с галактиками дело обстояло сложнее. Сказывались огромные размеры исследуемых областей космического пространства, которые не только было трудно изучить визуально, но и оценить на уровне человеческой природы.
Супервойд
Совсем недавно ученые обнаружили самое большое холодное пятно во Вселенной (по крайней мере известной науке Вселенной). Оно расположено в южной части созвездия Эридан. Своей протяженностью в 1,8 миллиарда световых лет это пятно ставит ученых в тупик, потому что они даже предположить не могли, что такой объект может действительно существовать.
Несмотря на наличие слова «войд» в названии (с английского «void» означает «пустота») пространство здесь не совсем пустое. В этом регионе космоса расположено примерно на 30 процентов меньше скопления галактик, чем в окружающем их пространстве. По мнению ученых, войды составляют до 50 процентов объема Вселенной, и этот процент, по их же мнению, будет продолжать расти благодаря сверхсильной гравитации, которая притягивает к себе всю окружающую их материю. Интересным этот войд делают две вещи: его невообразимый размер и его отношение к загадочному холодному реликтовому пятну WMAP.
Что интересно, новый обнаруженный супервойд сейчас воспринимается учеными как лучшее объяснение такого явления, как холодные пятна, или регионы космического пространства, заполненные космическим реликтовым (фоновым) микроволновым излучением. Ученые долгое время спорят, чем же на самом деле являются эти холодные пятна.
Одна из предложенных теорий, например, предполагает, что холодные пятна являются отпечатками черных дыр параллельных вселенных, вызываемых квантовой запутанностью между вселенными.
Однако многие ученые современности больше склоняются к мнению о том, что появление этих холодных пятен может провоцироваться супервойдами. Объясняется это тем, что когда протоны проходят через войд, они теряют свою энергию и слабеют.
Тем не менее есть вероятность, что расположение супервойдов относительно близко к расположению холодных пятен может являться простой случайностью. Ученым предстоит провести еще немало исследований на этот счет и в конце концов выяснить, являются ли войды причиной возникновения загадочных холодных пятен или их источником является нечто иное.
Что такое галактика?
Наша галактика
Персей А, также называемый NGC 1275, представляет собой изверженную галактику в ядре кластера Персея, которая состоит из примерно 1000 галактик на расстоянии около 240 миллионов световых лет. Доминирующий член Кластера Персея, Персей А — это сейфертовская галактика с активным ядром, питаемая черной дырой с массой 340 миллионов солнечных частиц в своем ядре (фото: Архив наследия Хаббла, ЕКА и NASA)
Поскольку астрономы изучали большое количество галактик за последние несколько десятилетий, они обнаружили много вещей, но не игнорировали масштабность Вселенной. Если вы посмотрите на галактику в окуляре вашего телескопа сегодня вечером, фотоны, попадающие в ваш глаз, движутся с максимальной скоростью — 186 000 миль в секунду (300 000 километров в секунду).
Тем не менее, им потребовалось 2,5 миллиона лет этой скорости, чтобы добраться до нас из Галактики Андромеды. И этот объект почти на нашем космическом пороге. Конечно, знание нашей собственной галактики в примитивном смысле восходит к древности. Название «Млечный путь» происходит от латинского слова lactea, которое происходит от первоначальной идеи, греческого термина galaxías kýklos, «молочный круг».
Полоса Млечного Пути, видимая на нашем небе, наиболее заметная в летние и зимние вечера, – это свет от миллиардов звезд, лежащих вдоль плоскости нашей галактики. Но только за последние несколько десятилетий мы поняли, что Млечный Путь является одной из 100 миллиардов галактик во вселенной, и ее диск простирается на 100 000 световых лет. Он содержит около 400 миллиардов звезд, хотя мы точно не знаем, сколько их, потому что карликовые звезды слабы и их трудно увидеть на больших расстояниях. В течение десятилетий астрономы верили, что Млечный Путь – это простая спиральная галактика.
Но исследования этого столетия показали, что Млечный Путь – это заштрихованная спираль, и что наши Солнце и Солнечная система находятся на расстоянии около 26 000 световых лет от центра, в одном из плеч галактики. Млечный Путь состоит из яркого, медленно вращающегося диска звезд и газа, который содержит большинство звезд, которые мы видим. Наше Солнце вращается вокруг центра галактики один раз каждые 220 миллионов лет, и это означает, что мы вращались вокруг центра галактики примерно 20 раз с момента образования Солнечной системы.
Далеко, в центре галактики, лежит сверхмассивная черная дыра, масса которой примерно в 4,3 миллиона раз больше, чем у Солнца. В последнее время астрономы обнаружили, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик являются нормой. Они есть почти у всех галактик, кроме карликовых. Диск галактики заключен в ореол из небольшого числа звезд, а также огромных сфер древних звезд, называемых шаровыми звездными скоплениями, и большой оболочки темной материи. Астрономы еще не знают, из чего состоит темная материя, но они знают, что она есть из-за гравитационного влияния, сказывающегося на видимую материю, которую они могут наблюдать.
Подтипы
В астрономии для обозначения спиралевидных галактик употребляется буковка S. Их делят на типы зависимо от структурной оформленности рукавов и особенностей общей формы:
галактика Sa: рукава туго закрученные, гладкие и неоформленные, балдж яркий и протяженный;
галактика Sb: рукава мощные, четкие, балдж менее выражен;
галактика Sc: рукава хорошо развиты, представляют собой клочковатую структуру, балдж просматривается плохо.
Кроме того, некоторые спиральные системы обладают центральной практически прямой перемычкой (ее называют «бар»). В обозначение галактики в данном случае добавляется буковка B (Sba либо Sbc).
Местная группа
Таинственно искаженная эллиптическая галактика NGC 474 в созвездии Рыб находится на расстоянии 100 миллионов световых лет. Соседняя спиральная галактика NGC 470 лежит прямо над ней. Множественные раковины и приливные хвосты окружают NGC 474, вызванные взаимодействиями с соседями и волнами плотности, которые распространяются через среду. Этот гигантский объект простирается на 250 000 световых лет и в два с половиной раза больше диаметра Млечного Пути (фото: P-A. DUC (CEA, CFHT), ATLAS 3D Collaboration)
Млечный Путь едва ли один в космосе. Он принадлежит к группе, по меньшей мере из 54 объектов, называемых Местной группой галактик, имя, которое Хаббл дал этому локальному облаку объектов, когда он наносил на карту ближайший космос. Основными членами Местной группы являются Млечный Путь, Галактика Андромеды и Галактика Вертушки (M33). Но у каждой из этих трех больших спиралей есть облако сопутствующих галактик.
Спутники Млечного Пути включают Большое и Малое Магеллановы Облака, видимые невооруженным глазом в Южном полушарии, и многие карликовые галактики. Диаметр Местной группы составляет около 10 миллионов световых лет, примерно в 100 раз больше диаметра Млечного Пути. И двигаясь дальше, в более глубокую вселенную, мы сталкиваемся с новыми примерами этих 100 миллиардов галактик. Эти величественные острова звезд и газа существуют в группах, таких как наша Местная группа, но также в более крупных скоплениях, и очень больших, называемых сверхскоплениями.
Несмотря на общее расширение Вселенной, означающее, что большинство галактик удаляются друг от друга по мере роста космоса, гравитация удерживает меньшее количество галактик, связанных друг с другом в своих путешествиях. Наша локальная группа, например, является членом так называемого скопления галактик в Деве, названного так потому, что его густонаселенный центр находится в созвездии Девы на нашем небе. Скопление Девы содержит по меньшей мере 1500 галактик и находится на расстоянии около 54 миллионов световых лет от Земли. Вы можете увидеть некоторые из самых ярких галактик около ядра скопления Девы в любительских телескопах, в массиве, который называется цепочкой Маркаряна.
Цепочка Маркаряна
Эта линия галактик содержит сверхмассивные эллиптические галактики, такие как M84 и M86, а также множество спиральных галактик. Для астрономов изучение типов галактик – одна из действительно захватывающих областей, и она лучше всего видна весенними вечерами в ясных, безлунных условиях. Большинство галактик скопления Девы содержат сверхмассивные черные дыры в своих центрах. Как пример – M87. В то время как центральная черная дыра Млечного Пути весит 4,3 миллиона солнечных масс, колоссальная черная дыра внутри M87 содержит приблизительно 5–7 миллиардов солнц, что примерно в 1000 раз больше нашей массы. M87 – одна из самых больших галактик в нашей части вселенной, так называемая центрально доминирующая, и она «съела» множество маленьких галактик, которые когда-то ее окружали. Вот что делают массивные галактики – они потребляют своих соседских партнеров.
Большой портрет галактик
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.
Виды
Каждая галактика имеет свое
строение, структуру и форму. Астроном Эдвин Хаббл, разделил их на следующие
типы:
Спиральные
Образования
этого типа обладают спиралевидной формой с наличием яркого диска, т.е. ядра. Они
бывают двух видов: нормальные спиральные и с наличием перемычки. Во втором
случае, в центре структуры находится бар (перегородка). Она является основанием
для рукавов. Такая перемычка появляется из-за центробежных явлений, которые
делят ядро на две части.
Диаметр
звездных домов этого типа составляет от 20 000-100 000 световых лет.
Эллиптические
Это один из
самых распространенных видов. Они обладают вытянутой формой. У них отсутствуют
рукава и ядра. Среди объектов этого типа существуют совсем маленькие,
карликовые структуры и структурные объекты гигантских размеров, диаметр которых
составляет миллионы световых лет.
Неправильные
Это самый
редкий тип. Объекты этого вида не имеют определенной формы и структуры,
скопления звезд и туманностей — это все, что находится в таких образованиях.