Ministerul Educației și Științei al Ucrainei

Scoala Gimnaziala de nivelurile I-III Nr.83

Doneţk


abstract

dupa disciplina:

"Astronomie"

„Alte sisteme stelare – galaxii”



Doneţk

2004

Galaxiile sunt sisteme mari de stele în care stelele sunt conectate între ele prin forțe gravitaționale. Există galaxii care conțin trilioane de stele. Galaxia noastră - Calea lactee - este, de asemenea, destul de mare: conține mai mult de 200 de miliarde de stele. Cele mai mici galaxii conțin de un milion de ori mai puține stele și seamănă mai mult cu clusterele globulare din Calea Lactee, doar că mult mai mari. Pe lângă stelele obișnuite, galaxiile includ gaz interstelar, praf și diverse obiecte „exotice”: pitice albe, stele neutronice, găuri negre. Gazul din galaxii nu este doar împrăștiat între stele, dar formează și nori uriași (până la un milion de mase solare), nebuloase strălucitoare în jurul stelelor fierbinți și nebuloase dense și reci de gaz și praf. Sistemele stelare mari au mase de sute de miliarde de mase solare. Cea mai mică dintre galaxiile pitice „cântărește” doar de 100 de mii de ori mai mult decât Soarele. Astfel, intervalul de masă al galaxiilor este mult mai larg decât cel al stelelor: stelele „cel mai grele” și cele „ușoare” diferă ca masă de mai puțin de 1000 de ori. Aspectul și structura sistemelor stelare sunt, de asemenea, foarte diferite și, în conformitate cu aceasta, galaxiile sunt împărțite în tipuri morfologice.

Pe măsură ce universul primitiv s-a umflat, unele teorii spun că diferite „buzunare” separă și formează universuri diferite. Aceste locuri diferite se pot extinde cu ritmuri diferite, includ alte tipuri de materie și au legi fizice diferite de propriul nostru univers.

Livio a remarcat că aceste alte universuri ar putea avea galaxii dacă ar exista, dar nu putem ști cu siguranță momentan. Astfel, numărul galaxiilor poate fi cu 200 de miliarde mai mult decât în ​​alte universuri. Hubble este capabil să observe galaxiile care s-au format la aproximativ 450 de milioane de ani după Big Bang. Stelele și nebuloasele vizibile cu ochiul liber sunt doar o mică parte dintr-un ansamblu mult mai mare.



Orez. 1. Norii Magellanic
(a - Norul Magellanic Mare; b - Norul Magellanic Mic)

Cele mai apropiate galaxii de noi și cele mai strălucitoare de pe cer sunt galaxiile Norii Magellanic . Arata ca doi nori cetati, ca doua bucati desprinse din Calea Lactee. Din păcate, nu sunt vizibile în emisfera nordică. Dar marinarii care navighează în mările sudice au cunoscut de mult doi „nori” mici care strălucesc argintii pe vreme bună pe cerul nopții. Cel mai surprinzător lucru părea că norii nu și-au schimbat locația față de stele, erau parcă lipiți de cer. În secolul XV. marinarii le numeau Cape Clouds. Polul sudic al lumii, spre deosebire de nord, este mai greu de găsit pe cer, deoarece nu există stele atât de strălucitoare și vizibile precum cea polară de lângă el.

Observațiile arată că Grupul Local și grupurile de galaxii care îl înconjoară formează o structură și mai gigantică centrată pe Mormanul Fecioarei, de unde și numele său: Fecioara Maria. Existența lor este de fapt o surpriză, deoarece la această scară universul ar trebui să fie în principiu omogen și izotrop: proprietățile sale ar trebui să fie aceleași în toate punctele și în toate direcțiile.

Superclusterul Virgin, care conține cel puțin o sută de grupuri și grupuri de galaxii. Imaginea este concentrată pe grupul local, dar adevăratul centru de greutate este în apropierea clusterului Fecioarei. Spre deosebire de Universul considerat în totalitatea sa, Universul observabil include doar acele corpuri și structuri pe care le putem observa de pe Pământ. Deoarece nicio informație nu poate călători mai repede decât viteza luminii, iar universul există doar de 13,8 miliarde de ani, dimensiunea universului observabil este determinată de distanța pe care a parcurs-o lumina. la 13,8 miliarde de ani.

Și Norii sunt situați nu departe (la o distanță de aproximativ 20 °) de polul sudic al sferei cerești și formează cu ea un triunghi aproximativ echilateral. Această poziție le făcea obiecte convenabile pentru orientare. Cu toate acestea, natura Norilor a rămas multă vreme un mister.

În timpul călătoriei în jurul lumii a lui Ferdinand Magellan în 1519-1521. însoțitorul și cronicarul său Antonio Pigafetta a descris Norii în notele sale de călătorie, iar după moartea faimosului navigator, el a propus numirea Norilor Magellanic - Mari și Mici.

Pentru a calcula dimensiunea universului observabil, trebuie luată în considerare și expansiunea. Limita universului observabil este relativă și nu are simțul fizic. Universul în ansamblu trebuie să depășească cu mult această limită și este chiar probabil să fie infinit. Din păcate, aceste regiuni ne sunt pentru totdeauna inaccesibile. Modelele care încearcă să le descrie nu pot fi verificate prin observație, iar întrebarea cu privire la dimensiunea universului în ansamblu nu va primi niciodată răspuns.

Faleza Hubble Deep Field dezvăluie mii de galaxii într-o regiune din spațiu considerată a fi pustie. Putem defini galaxii pentru regiuni mai simple ale universului. Galaxiile sunt ansambluri cerești, fiecare conținând miliarde de stele, precum și gaze și praf care orbitează în jurul unui centru. Aceste galaxii sunt numeroase și uriașe. Există mai multe forme de galaxii: spirală, eliptică sau neregulată. Galaxia în care se află Pământul și sistemul solar se numește Calea Lactee, iar o altă galaxie vizibilă cu ochiul liber din emisfera nordică, este galaxia Andromeda.

Norii Magellanic sunt printre cele mai mari obiecte astronomice vizibile pe cer. Marele Nor Magellanic (LMC) are o întindere de peste 5°, adică 10 diametre aparente ale Lunii. Micul Nor Magellanic (SMC) - puțin peste 2°. În fotografii, unde este posibil să se fixeze și regiuni exterioare slabe, dimensiunile Norilor sunt egale cu 10°, respectiv 6°. Dacă lumina de la LMC este colectată într-un punct de pe cer, atunci se va obține un obiect care este comparabil ca strălucire cu cele mai strălucitoare stele. Lumina de la LMC durează 200 de mii de ani să ajungă la noi, iar de la MMO - 170 de mii de ani.

Telescopul observă această regiune de mult timp. Rezultatul a fost uimitor: fotografii extraordinare niciodată făcute de Om. Într-o regiune a spațiului despre care se crede că este goală, Hubble a descoperit mii de noi galaxii care erau formate din miliarde de stele. Această fotografie se numește Câmpul Adânc Hubble.

Majoritatea oamenilor de știință de astăzi sunt de aceeași părere despre nașterea universului: un fenomen numit Big Bang care ar fi creat acest univers așa cum îl cunoaștem. La scurt timp după Big Bang, Universul era alcătuit din materie nestructurată: clădirile cosmice despre care știm că încă nu existau, iar apoi, sub influența forței gravitaționale, materia a început să se adune, să se aglomereze, aceeași gravitație, să se comprime. materialul, își mărește temperatura, pentru a declanșa reacții de fuziune nucleară.


Orez. 2. Clase de galaxii:
1 - eliptică (E); 2 - spirală (S) (a - normal, b - cu un jumper); 3 - incorect (Ir)

La studierea cerului cu ajutorul telescoapelor moderne, au fost găsite multe galaxii asemănătoare Norilor Magellanic (Fig. 2). Se caracterizează printr-o formă neregulată, zdrențuită. Astfel de galaxii conțin mult gaz - până la 50% din masa lor totală. Acest tip se numește galaxii neregulate și este desemnat Ir (din engleză neregulat - „greșit”). Aproximativ 5% din toate sistemele stelare cunoscute aparțin acestei clase.

S-a născut prima stea! Treptat, s-au format multe alte stele. În centrul galaxiei noastre, ca și în alte galaxii, astronomii au detectat prezența unui obiect neobișnuit de greu. Astăzi se gândesc la o gaură neagră supermasivă, dar observarea directă a acestei găuri negre este imposibilă: mulți nori de gaz dens ascund această parte a cerului vizibilă de pe Pământ.

Într-o galaxie, cele mai vechi stele sunt îndreptate spre centru, iar cele mai tinere - la periferie. Soarele este aproximativ jumătate din distanța dintre centru și periferia galactică. În ultimii 90 de ani, astronomii au studiat galaxiile și au descoperit treptat că au o mare varietate de forme pe care le clasificăm în trei mari familii.

Galaxiile eliptice reprezintă 25% din numărul total galaxii cu luminozitate mare. Ele sunt de obicei notate cu litera E (din engleză, eliptical - "eliptical"), la care se adaugă un număr de la 0 la 6, corespunzător gradului de aplatizare a sistemului (E0 - galaxii "sferice", E6 - cel majoritatea „oblate”). Pe plăcile fotografice, ele arată ca un cerc sau o elipsă neclară, a cărei luminozitate scade rapid din centru. Culoarea galaxiilor eliptice este roșiatică, deoarece sunt formate în principal din stele vechi. Aproape că nu există gaz rece în astfel de sisteme, dar cele mai masive dintre ele sunt umplute cu gaz fierbinte foarte rarefiat, cu o temperatură de peste un milion de grade.

Galaxiile sunt numite „spirale”, au un bulb central, unde de foarte multe ori o gaură neagră super masivă, „arma” stelelor lasă mai mult sau mai puțin desfășurată. Așa-numitele galaxii „eliptice”, pot fi aproape sferice sau foarte aplatizate. „Neregulate”, nu au o formă anume. Calea lactee face parte din acest tip de galaxie. . Grecii au fost cei care au dat mai întâi nume unor obiecte cerești. Astfel, „galaxia” este doar o transformare a anticului grec galactos, care înseamnă „lapte”.

Pentru că pe cer, vreo galaxie i-a făcut să se gândească la o seringă cu lapte: „Calea Lactee”. Densitatea corpurilor cerești din galaxia noastră și faptul că Pământul aproape albește cerul nopții, iar lângă galaxia noastră cerul este mult mai întunecat. Calea Lactee este o galaxie spirală.

În aparență, galaxiile spirale seamănă cu lintea sau cu o lentilă biconvexă. Pe discul galactic, se observă un model în spirală de două sau mai multe (până la zece) ramuri sau brațe răsucite într-o singură direcție, care ies din centrul galaxiei. Discul este scufundat într-un nor sferoidal de stele rarefiat, slab luminos - un halou. Jumătate din galaxiile observate aparțin acestei clase.

Dacă privim cerul înstelat într-o noapte senină, putem avea impresia că universul este locuit de stele, mai mult sau mai puțin strălucitoare și de diferite culori. Această impresie este incorectă, deoarece toate stelele pe care le putem vedea clar cu ochiul liber aparțin Galaxiei noastre, Calea Lactee. De fapt observatii astronomice arată că „blocurile de construcție” ale universului sunt galaxii, sisteme vaste de gaze, praf și până la câteva sute de miliarde de stele ținute împreună de gravitație. o fracțiune din numărul total de galaxii este grupată în structuri gravitaționale și mai mari, formate din mii de galaxii, grupuri de galaxii.

Următoarea fotografie arată NGC 1365 (Fig. 3) - un fel de galaxie spirală „clasică”. Această galaxie masivă are un diametru de 200.000 de ani lumină și se află la 60 de milioane de ani lumină distanță de noi. Aceasta este una dintre galaxiile din clusterul stelar. Fornax. O barieră trece prin centrul galaxiei, care acoperă miezul acesteia. Acest întreg sistem de brațe spiralate și bariere se rotește lent în sensul acelor de ceasornic și durează 350 de milioane de ani pentru a finaliza o rotație completă. La fel ca multe galaxii spirale, regiunea sa centrală este formată din stele mai vechi, mai roșii. Brațele spiralate conțin stele albastre tinere

Munca intelectuală necesară umanității pentru a ajunge la această imagine a universului a fost evident dificilă, nu întotdeauna ipotezele formulate pe parcursul acestei călătorii s-au dovedit a fi corecte și de aceea au fost abandonate în favoarea altora mai solide, printr-o cale științifică dovedită de schimb reciproc și verificarea intre teorii, modele si observatii. Din motive de spațiu, nici nu putem menționa aici marea majoritate a rezultatelor teoretice și observaționale legate de astrofizica galaxiilor: toate acestea le vom lua în considerare Odată atins scopul acestei lecții, dacă la final conceptele de bază prezentate aici sunt clare și asimilate.


Orez. 3. NGC 1365

Metagalaxie

În afara galaxiei noastre, astronomii care folosesc telescoape puternice au descoperit multe sisteme stelare similare ca structură cu galaxia noastră. Acestea sunt alte galaxii; ele sunt, de asemenea, formate din miliarde de stele-sori. Astfel de galaxii arată ca niște pete neclare, uneori abia vizibile în fotografii. Una dintre astfel de galaxii îndepărtate este prezentată în fotografie (Fig. 4).

Datorită acestui catalog, i-a fost mai ușor să identifice noi comete: chiar și aceste obiecte apar ca pete luminoase cu contururi nedefinite, dar spre deosebire de obiectele din catalogul său, ele se mișcă foarte repede în depozitul ceresc. Dreyer a completat trei cataloage și mai mari, Noul Catalog General de Nebuloase și Ciorchini de Stele și două cataloage index: acum este clar că numărul de obiecte astronomice „nebulare” este semnificativ mai mare decât cel găsit inițial de Messier și că creșterea puterii telescoapele disponibile vor crește acest număr.

Orez. 4. Galaxie îndepărtată

Multe astfel de nebuloase au fost descoperite de astronomi în secolele al XVIII-lea și al XIX-lea. Oamenii de știință avansați credeau deja că aceste nebuloase erau sisteme stelare similare cu Calea Lactee, dar îndepărtate de noi la distanțe inimaginabil de mari. În anii 1920, astronomul american Hubble a demonstrat pentru prima dată că astfel de nebuloase sunt într-adevăr sisteme stelare independente foarte îndepărtate și adesea gigantice.

Astfel, problema naturii acestor obiecte a devenit din ce în ce mai urgentă, care apoi au fost grupate sub denumirea comună nebuloase. În special, aceste ultime obiecte au fost numite nebuloase spirale. Întrebarea inițială, neapărat generală, a început să se formuleze în termeni de întrebări mai specifice: ce sunt nebuloasele? Aceste obiecte aparțin aceleiași familii sau obiecte complet diferite care au un aspect telescopic neclar doar din cauza inadecvării instrumentelor folosite pentru a le observa?

Un exemplu tipic de astfel de galaxii este binecunoscuta galaxie din constelația Andromeda (Fig. 5). Într-o noapte senină, fără lună, poate fi văzut cu ochiul liber ca un punct luminos încețoșat nu mai puțin de dimensiunea discului lunar. Această galaxie este foarte asemănătoare cu galaxia noastră în orice. Îl vedem oarecum înclinat spre linia de vedere. Este situat la o distanță de peste un milion de ani lumină de noi. Părțile sale cele mai strălucitoare au o structură în spirală. Este mai mare decât Galaxy noastră ca dimensiune.

Cât de departe sunt nebuloasele de noi? Cercetările ulterioare au arătat că categoria de obiecte astronomice cunoscută sub numele de nebuloase constă de fapt din două clase distincte de obiecte care sunt destul de diferite în proprietățile lor. Prima clasă le include pe cele cunoscute astăzi ca nebuloase gazoase, care sunt nori uriași de gaz și praf care par strălucitori datorită diverselor fenomene fizice. O altă categorie de obiecte includ sistemele formate prin agregarea gravitațională a gazelor și pulberilor și a unui număr imens de stele: aceste sisteme au fost numite galaxii.


Orez. 5 Galaxia Andromeda

Galaxia Andromeda este unul dintre cei mai apropiați vecini galactici ai noștri. La o perioadă de 2,3 milioane de ani, este unul dintre cele mai îndepărtate obiecte vizibile cu ochiul liber. Andromeda conține 300 de miliarde de sori și se întinde pe 130.000 de ani lumină, aproape de două ori mai masiv decât propria noastră galaxie. Galaxia este un exemplu excelent de galaxie spirală, iar propria noastră galaxie ar trebui să aibă o structură foarte asemănătoare. Andromeda are două galaxii mari - M32și M110, care sunt vizibile în Fig. 5.

Astfel, nebuloasele gazoase fac parte din galaxii și, în general, sunt mult mai mici: din păcate, nici astăzi, literatura populară nu se află întotdeauna în mijlocul sarcinii sale într-un mod complet nepotrivit cu numele de nebuloase și sisteme stelare care ar trebui să fie numite. galaxii.

În ceea ce privește galaxiile, dezbaterea a izbucnit furioasă printre cei care au susținut că acestea sunt aglomerări de stele conținute în Calea Lactee și ipoteza îndrăzneață că ar putea fi sisteme stelare mai mari sau mai mici decât Calea Lactee. Conflictul a condus, de asemenea, argumentele de plauzibilitate sunt, de asemenea, foarte profunde și, așa cum se întâmplă adesea în dezvoltare cunoștințe științifice, problema a fost în cele din urmă rezolvată odată pentru totdeauna doar prin observații de necontestat.

Orez. 6. Partea centrală a Galaxiei Andromeda

Pe Fig. 6 arată regiunea centrală a galaxiei Andromeda. Punctul albastru din centrul imaginii este o sursă de raze X „rece”, unde este înregistrată o gaură neagră supermasivă cu o masă de 30.000.000 de sori.

Sarcina pe care astronomii și astrofizicienii și-au asumat-o în anii următori a fost aceea de a încerca să „aducă ordine” în lumea galaxiilor, ceea ce presupune definirea diferitelor criterii de clasificare, ceea ce vă permite să evidențiați principalele proprietăți ale galaxiilor și, poate, să le clasificați. pe baza de precise proprietăți fizice. De la descoperirea lui Hubble, multe criterii de clasificare au fost propuse pe baza măsurătorilor proprietăților dinamice, fotometrice și structurale ale galaxiilor. Unul dintre cei mai faimoși a fost, fără îndoială, Hubble.

Acesta este de obicei un criteriu „morfologic”, adică bazată în esență pe aspectul galaxiilor. Clasificarea galaxiilor efectuată în conformitate cu acest criteriu se numește clasificare Hubble. Rezultatele unui nou studiu, care urmează să fie publicat în curând în revista Astrophysics, datorită observațiilor de la Telescopul Spațial Hubble, iau în considerare estimarea. Ciorchinii de stele sunt de zece ori mai mari decât se credea anterior.

O altă galaxie cunoscută pe scară largă este vizibilă în constelația Canes Venatici. Are și o structură în spirală. aceasta Galaxia floarea soarelui („Floarea solară”) (Fig. 7), cunoscută și sub numele de M63 și NGC 5055, este una dintre cele mai strălucitoare galaxii de pe cerul nordic. Poate fi observată cu un mic telescop în constelația Canis Hounds.


Orez. 7 Galaxia floarea soarelui


Orez. 8. Imagine radio-optică combinată a galaxiei M33


Orez. 9. Grupul de galaxii Cvintetul lui Stefan

Pe Fig. 8 prezintă o imagine radio-optică combinată a galaxiei M33 obţinute datorită celor mai recente progrese în dezvoltarea tehnologiilor de observare a spaţiului.

Telescopul spațial Hubble a surprins o nouă imagine a unui grup de galaxii cunoscut sub numele de Cvintetul lui Stephen (Cvintetul lui Stephan) (Fig. 9), care arată una dintre cele mai impresionante regiuni ale formării noi stelelor. Cvintetul lui Stephan este destul de popular printre astronomii amatori, deși este vizibil doar la un telescop bun de amatori. Cvintetul este prototipul de compact grupuri galactice care au studiat foarte intens în ultimele decenii. Imaginea arată doar partea centrală a Cvintetului Stefan, care arată ciocnirea obiectelor spațiale gigantice.

Cvintetul lui Stephan, după cum sugerează și numele, este format din cinci galaxii, numite NGC7317 , 7318A , 7318B , 7319 și 7320 . Este situat la o distanță de 270 de milioane de ani lumină de Pământ în constelația Pegasus. Acest grup de galaxii a fost descoperit de astronomul francez Edouard Stephan în 1877 folosind telescopul oglindă Foucault cu o deschidere de 80 cm instalat la Observatorul din Marsilia. Sunt cunoscute acum sute de grupuri galactice similare, dar doar câteva dintre ele arată la fel de impresionant ca Quintet-ul lui Stefan.

Adevărat, studiile recente au arătat că, de fapt, acest grup galactic este format din trei galaxii - NGC 7317, 7318A și 7319, iar galaxiile NGC 7320C și NGC 7318B pur și simplu „zboară” și nu sunt conectate în niciun fel cu restul.


Galaxia Sombrero (Fig. 10) este unul dintre cele mai frumoase obiecte de pe cer. Această galaxie spirală de tip Sa. Bulbul central domină împreună cu o gamă întunecată distinctă care se potrivește cu brațele spiralate. Galaxia este bogată în clustere de stele globulare. Adevărat, este greu să-l vezi cu ochiul liber, ai nevoie de cel puțin un telescop mic. Este situat la o distanță de 28 de milioane de ani lumină de Pământ, iar diametrul discului său este de aproximativ 50 de mii de ani lumină. Ea aparține clasei galaxiilor spirale, ca și Calea Lactee, dar de pe Pământ, galaxia Sombrero este vizibilă aproape în „profil” (mai precis, la un unghi de 6 grade față de planul său ecuatorial), iar sub această formă este arată într-adevăr ca o coafură națională mexicană.

Galaxia Sombrero este situată în partea de sud a grupului de galaxii din constelația Fecioarei. Este una dintre cele mai masive galaxii din acest grup - masa sa este de aproximativ 800 de miliarde de ori masa Soarelui nostru. Regiunea centrală luminoasă a Galaxiei Sombrero conține un disc mai mic, care este înclinat față de discul central principal mare. Studiile din această regiune folosind telescoape cu raze X au arătat că micul disc este materie care se repezi în miezul compact al galaxiei, unde există o gaură neagră cu o masă de un miliard de sori.


Orez. 10 Sombrero Galaxy

În secolul al XIX-lea, unii astronomi credeau că această galaxie era doar un disc de gaz luminos care înconjura o stea tânără, adică un analog al sistemului nostru solar în anii tineri. Cu toate acestea, în 1912, astronomul V. M. Slipher a descoperit că Sombrero se îndepărtează de noi cu o viteză de peste 1100 km pe secundă. Din aceasta, s-ar concluziona că Sombrero este de fapt o galaxie, iar îndepărtarea lui de la noi este o consecință a expansiunii Universului.


Telescopul spațial Hubble (NASA) a capturat o imagine a două galaxii spirale care interacționează NGC 2207 și IC 2163 (Fig. 11), situat în constelația Canis Major. În imaginea din stânga este galaxia mai masivă NGC 2207, iar în dreapta este galaxia mai mică IC 2163. Forțele puternice de maree din NGC 2207 au distorsionat forma IC 2163 și au dus la erupția stelelor și a gazului din aceasta sub formă de fluxuri lungi care se întind pe o sută de mii de ani lumină până la marginea dreaptă a imaginii.

Simulările pe computer au arătat că coliziunile galaxiilor au loc într-un ritm lejer. Calculele arată că IC 2163 înconjoară NGC 2207 în sens invers acelor de ceasornic, cea mai apropiată apropiere fiind acum 40 de milioane de ani. Cu toate acestea, IC 2163 nu are suficientă energie cinetică pentru a scăpa de câmpul gravitațional al lui NGC 2207 și va trebui să orbiteze iar și iar în viitor galaxia mai mare. Imaginile arată buzunare de praf în brațele spiralate ale lui NGC 2207, clar vizibile pe fundalul IC 2163. Hubble arată, de asemenea, o serie de filamente paralele, filamente de praf care se extind ca niște mișcări de perie de-a lungul materiei de maree. Condensările mari de gaz și praf în ambele galaxii se pot transforma în regiuni de formare a stelelor active în viitorul apropiat.

Legate de atracția reciprocă, aceste galaxii vor continua să se distorsioneze și să se distrugă reciproc cu maree, rotindu-se în jurul unui centru de masă comun. În cele din urmă, în miliarde de ani, ele se vor contopi într-o singură galaxie, mai masivă.


Orez. 11. Interacțiunea galaxiilor spirale NGC 2207 și IC 2163

Astronomii cunosc acum milioane de galaxii. Au fost descoperite grupuri întregi și nori de galaxii. Există toate motivele să credem că toate galaxiile vizibile în prezent fac parte și, în plus, nu o parte foarte mare, dintr-un sistem cosmic nemăsurat mai grandios - Metagalaxia. Chiar și cele mai puternice telescoape nu pot pătrunde încă granițele sale.

Deci, partea din Univers cunoscută de noi în prezent este doar o parte a Metagalaxiei, în care Galaxia noastră ocupă poziția unui sistem stelar obișnuit. Cine știe, poate Metagalaxia este membră a unui sistem și mai grandios. În general, există nenumărate sisteme stelare în Universul infinit.

cea mai mare galaxie

Orez. 12. Galaxy ISOHDFS 27

O echipă internațională de astronomi a descoperit cea mai masivă galaxie cunoscută. Pentru observații, instrumentul ISAAC a fost folosit împreună cu celebrul telescop Telescop foarte mare Observatorul Paranal (Observatorul Paranal).

Această galaxie, numită ISO HDFS 27 (Fig. 12), situat la o distanță de aproximativ 6 miliarde de ani lumină de noi (deplasarea spre roșu este de 0,58). Masa sa este de peste 1000 de miliarde de ori masa Soarelui. Astfel, această galaxie este de aproximativ patru ori mai masivă decât galaxia noastră și de două ori mai masivă decât cea mai masivă galaxie spirală cunoscută până acum.

O imagine optică a galaxiei îndepărtate ISOHDFS 27 a fost realizată de Telescopul Spațial Hubble. Dimensiunea unghiulară a galaxiei este de aproximativ 7 arcsec, ceea ce corespunde la 130.000 de ani lumină (40 kpc) la o distanță de 6 miliarde de ani lumină. Înclinarea planului galaxiei față de linia de vedere este de aproximativ 50°.

Determinarea masei galaxiei ISOHDFS 27 se bazează pe măsurători ale mișcărilor stelelor și nebuloaselor sale în jurul centrului galaxiei. Cu cât viteza de mișcare este mai mare, cu atât masa obiectului este mai mare. Aceasta este, în esență, aceeași metodă care vă permite să determinați masa Pământului, pe baza vitezei orbitale și a distanței de la Lună.

În 1995–98 cameră cu infraroșu ISOCAM, instalat la bordul observatorului spațial în infraroșu ( Observatorul spațial în infraroșu) al Societății Europene de Astronomie, a permis pentru prima dată astronomilor să privească Universul în lumină infraroșie. Astfel, a fost descoperită o nouă categorie de obiecte - galaxii îndepărtate luminoase cu radiații infraroșii crescute (galaxii ISOHDFS). Unele dintre ele au devenit obiecte de cercetare în 1999–2000. Cu toate acestea, toate aceste galaxii se află la distanțe foarte mari de noi - câteva miliarde de ani lumină (deplasări spre roșu de la 0,6 la 1,5). În plus, sunt obiecte slabe.

În septembrie 1999, o echipă de astronomi a luat spectrele a aproximativ o duzină dintre aceste galaxii. Au fost descoperite liniile spectrale ale atomilor de hidrogen H-alfa și s-a determinat că radiația provine din regiunile prăfuite cu formare intensă de stele. Apoi, valorile exacte ale deplasărilor spre roșu (și, prin urmare, distanțele față de galaxiile individuale) au fost determinate prin măsurarea deplasării Doppler a liniilor alfa-hidrogenului din spectrul infraroșu al galaxiilor. În august 2000, au fost efectuate observațiile VLT ISOHDFS ale galaxiilor, în urma cărora au fost măsurate masele regiunilor centrale ale galaxiilor.

galaxii întunecate

Universul poate include un număr mare de galaxii în care nu există deloc stele. Ele sunt formate numai din materie întunecată. În cele din urmă, ar putea exista mult mai multe astfel de galaxii decât galaxii obișnuite cu stele strălucitoare și gaze, iar raportul dintre ele poate fi de 100 la 1. Această predicție a fost făcută de astronomii Neil Trentham, Ole Moller și Enrico Ramirez -Ruiz (Enrico Ramirez-Ruiz). ) de la Universitatea din Cambridge. Articolul lor va fi publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


Orez. 13. Galaxy UGC 10214, din care există clar o ieșire de materie

Există deja multe dovezi că galaxiile luminoase conțin cantități mari de materie întunecată, adesea de zece ori masa tuturor stelelor din galaxie. Pentru a explica mișcările observate ale stelelor sub influența gravitației unei întregi galaxii, trebuie să existe o masă suplimentară pe care nu o putem vedea. În unele galaxii care sunt accesibile observațiilor, în mod clar nu există suficiente stele pentru a putea alcătui o galaxie și a exista ca galaxie.

Teoria prezice că pentru o galaxie masivă, există multe galaxii de masă mică pe care nu le putem vedea. Acest lucru se datorează faptului că au foarte puține stele sau deloc. Astfel, se pune întrebarea: cum să cauți aceste galaxii întunecate?

Aceasta este o sarcină dificilă, iar tehnica de căutare va depinde de natura materiei întunecate, care este încă necunoscută. Dacă materia întunecată este formată în întregime din particule elementare, atunci galaxiile întunecate pot acționa ca lentile gravitaționale, distorsionând vederea galaxiilor îndepărtate aflate în spatele lor. Dacă o galaxie întunecată include pitici maro, atunci radiația lor infraroșie poate fi detectată. Stele detectabile și evoluate, cum ar fi piticele albe sau găurile negre. Dacă aceste obiecte ar fi la distanțe scurte de noi, atunci ar fi posibil să se detecteze aceste stele dispărute, care joacă rolul de lentile gravitaționale pentru radiația stelelor individuale din alte galaxii din afara galaxiei întunecate. Câteva astfel de efecte asupra unei zone mici a cerului ar putea indica prezența unei galaxii întunecate în această direcție.

Cercetătorii au identificat o astfel de locație în care ar putea fi prezentă o galaxie întunecată. Galaxie UGC 10214 (Fig. 13), din care există clar o ieșire de materie ca și cum ar interacționa cu o altă galaxie. Dar această galaxie este invizibilă, iar fluxul de materie curge parcă spre nicăieri.


Surse folosite

Acest rezumat a fost pregătit în principal folosind materiale din următoarele resurse astronomice de pe Internet:

    „Știri astronomice – Enciclopedie” ( http://astronews.prao.psn.ru/encycl).

    „Portalul astronomic rusesc” ( http://astrolab.ru/).

    Portalul astronomic „Pegasus” ( http://citadel.pioneer-samara.ru/4.html).

Conform acestei clasificări, există patru tipuri principale de galaxii. Uneori să specii separate Ele sunt clasificate drept galaxii pitice, dar nu se disting prin nimic altceva decât dimensiunea lor relativ mică și ele aparțin unui tip sau altuia în clasificarea clasică.

galaxie eliptică

Din exterior, arată ca o stea uriașă - o minge luminoasă cu cea mai puternică luminozitate în centru și care se estompează spre margini. Galaxiile eliptice sau sferoidale sunt compuse aproape în întregime din stele vechi, așa că au întotdeauna o nuanță galbenă sau roșiatică. Stele noi practic nu se formează în ele, deoarece cantitatea de gaz interstelar și praf sunt neglijabile (deși există excepții).

Sistemele stelare eliptice diferă unele de altele doar prin dimensiune și grad de compresie. Prin compresie sunt clasificate, de la E0 la E7. Ele alcătuiesc aproximativ un sfert din galaxiile vizibile. Conform clasificării lui Hubble, aceasta este etapa inițială a evoluției galactice.

galaxie spirală

Cel mai comun tip, și probabil cel mai frumos, reprezintă mai mult de jumătate din toate galaxiile cunoscute. Arată ca un disc cu o minge galben strălucitor în centru, în jurul căruia ramuri mai slabe-mâneci de o nuanță albăstruie sunt răsucite sub formă de spirale (datorită prezenței stelelor speciale - supergiganți alb și albastru).

Se deosebește de sistemele stelare eliptice printr-o serie de caracteristici structurale. În primul rând, galaxiile spirale au brațe în care au loc procese active de formare a stelelor. În al doilea rând, există un disc stelar - un strat relativ subțire de materie de-a lungul planului galaxiei, unde se află cea mai mare parte a obiectelor sistemului și stelele în care se rotesc în jurul centrului discului. În al treilea rând, prezența gazului și a prafului interstelar, mediul necesar nașterii stelelor, este observată pe scară largă. Multe galaxii spirale au în centru un fel de bară (bară), de la capetele căreia brațele diverg. Ele sunt clasificate cu litera S și diferă prin densitatea mânecilor (Sa-Sd, cu un jumper - SBa-SBd).




Numărul de mâneci este în medie de un cuplu, dar sunt mai multe; în unele cazuri, mânecile diferă ca mărime. Toate acestea (dacă nu supraviețuiesc unei coliziuni galactice) sunt răsucite într-o direcție în jurul centrului, unde masa principală de materie este concentrată sub forma unei găuri negre supermasive și a unui grup dens sferic de stele vechi - umflarea.

Atât galaxia noastră, Calea Lactee, cât și Nebuloasa Andromeda, cu care ne vom ciocni inevitabil în 4 miliarde de ani, sunt ambele galaxii spirale. Soarele este situat între brațe și departe de centrul galactic, iar viteza de mișcare a acestuia este aproximativ egală cu viteza de rotație a brațelor; prin urmare, sistem solar evită regiunile de formare a stelelor active periculoase pentru viața terestră, unde deseori izbucnesc supernove.

galaxie lenticulară

Conform clasificării Hubble, acesta este un tip intermediar între galaxiile eliptice și spirale (S0). Sistemele stelare lenticulare au un disc stelar în jurul unui cluster globular central, dar brațele sunt relativ mici și nu foarte pronunțate, iar cantitatea de gaz interstelar și materie de praf nu este suficientă pentru nașterea activă de noi stele. Principalii locuitori sunt stele mari vechi, roșii sau galbene.




Ele diferă prin cantitatea de praf interstelar și prin densitatea barei din centrul galactic. Ele reprezintă aproximativ 20% din numărul galaxiilor.

galaxie greșită

Nici o elipsă, nici o spirală - galaxiile neregulate nu au niciuna dintre formele comune. De regulă, acestea sunt grupuri de stele legate haotic de gravitație, uneori fără o formă clară și chiar un centru pronunțat. Ele reprezintă aproximativ 5% din galaxii.

De ce sunt atât de diferiți de omologii lor galactici? Este foarte probabil ca fiecare astfel de sistem stelar să fi fost cândva eliptic sau spiralat, dar a fost desfigurat de o coliziune cu o altă galaxie sau în apropierea ei.




Ele sunt împărțite în două tipuri principale: cei care au cel puțin o aparență de structură care le permite să fie atribuite secvenței Hubble (Irr I) și cei care nu au nici măcar o aparență (Irr II).

Uneori se distinge un al treilea tip - galaxii neregulate pitice (dl sau dIrr). Au o cantitate redusă de elemente grele și o cantitate mare de gaz interstelar, ceea ce le face similare cu protogalaxiile Universului timpuriu. Prin urmare, studiul acestui tip de galaxii neregulate este important pentru înțelegerea procesului de evoluție galactică.

Sursa de informare.