Название галактик во вселенной. Как называется и как выглядит наша Галактика. Название звезд нашей Галактики

Звездное небо издревле притягивало взгляды людей. Лучшие умы всех народов пытались осмыслить наше место во Вселенной, вообразить и обосновать ее устройство. Научный прогресс позволил перейти в деле изучения бескрайних просторов космоса от романтических и религиозных построений к логически выверенным теориям, базирующимся на многочисленном фактическом материале. Теперь любой школьник имеет представление о том, как выглядит наша Галактика согласно последним исследованиям, кто, почему и когда дал ей столь поэтичное название и каково ее предполагаемое будущее.

Происхождение названия

Выражение «галактика Млечный Путь», по сути, тавтология. Galactikos в примерном переводе с древнегреческого означает «молочный». Так жители Пелопоннеса звали скопление звезд в ночном небе, приписывая его происхождение вспыльчивой Гере: богиня не пожелала кормить Геракла, внебрачного сына Зевса, и в гневе разбрызгала грудное молоко. Капли и образовали звездную дорожку, видную в ясные ночи. Спустя столетия ученые открыли, что наблюдаемые светила — лишь ничтожная часть существующих небесных тел. Пространству Вселенной, в котором находится и наша планета, они дали название Галактика или система Млечный Путь. После подтверждения предположения о существовании и других схожих формирований в космосе первый термин стал для них универсальным.

Взгляд изнутри

Научные познания о структуре части Вселенной, включающей Солнечную систему, мало что взяли у древних греков. Понимание того, как выглядит наша Галактика, прошло эволюцию от сферического мироздания Аристотеля до современных теорий, в которых есть место черным дырам и темной материи.

Тот факт, что Земля — элемент системы Млечный Путь, накладывает определенные ограничения на тех, кто пытается выяснить, какую форму имеет наша Галактика. Для однозначного ответа на этот вопрос необходим взгляд со стороны, причем на большом расстоянии от объекта наблюдения. Сейчас наука лишена такой возможности. Своеобразным заменителем стороннего наблюдателя становится сбор данных о структуре Галактики и соотнесение их с параметрами других космических систем, доступных для изучения.

Собранные сведения позволяют с уверенностью говорить, что наша Галактика имеет форму диска с утолщением (балджем) в середине и расходящимися от центра спиральными рукавами. Последние содержат наиболее яркие звезды системы. Диаметр диска составляет более 100 тысяч световых лет.

Структура

Центр Галактики скрыт межзвездной пылью, затрудняющей изучение системы. Справиться с проблемой помогают методы радиоастрономии. Волны определенной длины легко преодолевают любые препятствия и позволяют получить столь желанное изображение. Наша Галактика, по полученным данным, имеет неоднородную структуру.

Условно можно выделить два связанных друг с другом элемента: гало и собственно диск. Первая подсистема обладает следующими характеристиками:

по форме это сфера;

центром ее считается балдж;
наибольшая концентрация звезд в гало характерна для его срединной части, с приближением к краям плотность сильно уменьшается;
вращение этой зоны галактики довольно медленное;
в гало в основном встречаются старые звезды с относительно небольшой массой;
значительное пространство подсистемы заполнено темной материей.

Галактический диск по плотности звезд сильно превышает гало. В рукавах встречаются молодые и даже только формирующиеся

Центр и ядро

«Сердце» Млечного Пути находится в Без его изучения тяжело понять до конца, какова наша Галактика. Название «ядро» в научных трудах либо относится только к центральной области диаметром всего несколько парсек, либо включает в себя балдж и газовое кольцо, считающееся местом зарождения звезд. Далее будет использоваться первый вариант термина.

В центр Млечного Пути с трудом проникает видимый свет: он сталкивается с большим количеством космической пыли, скрывающей то, как выглядит наша Галактика. Фото и изображения, сделанные в инфракрасном диапазоне, значительно расширяют познания астрономов о ядре.

Данные об особенностях излучения в центральной части Галактики натолкнули ученых на мысль, что в сердцевине ядра находится черная дыра. Ее масса более чем в 2,5 млн раз больше массы Солнца. Вокруг этого объекта, по мнению исследователей, вращается еще одна, но менее внушительная по своим параметрам, черная дыра. Современные знания об особенностях структуры космоса позволяют предположить, что подобные объекты находятся в центральной части большинства галактик.

Свет и тьма

Совместное влияние черных дыр на движение звезд вносит свои коррективы в то, как выглядит наша Галактика: оно приводит к специфическим изменениям орбит, нехарактерным для космических тел, например, вблизи Солнечной системы. Изучение этих траекторий и соотношения скоростей движения с удаленностью от центра Галактики легло в основу активно развивающейся сейчас теории о темной материи. Природа ее пока покрыта тайной. Присутствие темной материи, предположительно составляющей подавляющую часть всего вещества во Вселенной, регистрируется лишь по воздействию гравитации как раз на орбиты.

Если рассеять всю космическую пыль, что скрывает от нас ядро, взору откроется поразительна картина. Несмотря на концентрацию темной материи, эта часть Вселенной полна света, излучаемого огромным количеством звезд. На одну единицу пространства их здесь в сотни раз больше, чем вблизи Солнца. Примерно десять миллиардов из них образуют галактический бар, также называемый перемычкой, не совсем обычной формы.

Космический орешек

Изучение центра системы в длинноволновом диапазоне позволило получить подробное инфракрасное изображение. Наша Галактика, как оказалось, в ядре имеет структуру, напоминающую арахис в скорлупе. Этот «орешек» и есть перемычка, включающая в себя более 20 млн красных гигантов (ярких, но менее горячих звезд).

От концов бара расходятся спиральные рукава Млечного Пути.

Работа, связанная с обнаружением «арахиса» в центре звездной системы, не только пролила свет на то, какая наша Галактика по структуре, но и помогла понять, как она развивалась. Изначально в пространстве космоса существовал обычный диск, в котором со временем образовалась перемычка. Под влиянием внутренних процессов бар изменил свою форму и стал походить на орех.

Наш дом на космической карте

Активное происходит как в перемычке, так и в спиральных рукавах, которыми обладает наша Галактика. Название им дали по созвездиям, где были обнаружены участки ответвлений: рукава Персея, Лебедя, Центавра, Стрельца и Ориона. Вблизи последнего (на расстоянии не менее 28 тысяч световых лет от ядра) и находится Солнечная система. Эта область обладает определенными характеристиками, по мнению специалистов, сделавшими возможным возникновение жизни на Земле.

Галактика и наша Солнечная система вместе с ней вращаются. Закономерности движения отдельных составляющих при этом не совпадают. звезд временами то входит в состав спиральных ответвлений, то отделяется от них. Лишь светила, лежащие на границе коротационной окружности, не совершают подобные «путешествия». К ним относится и Солнце, защищенное от мощных процессов, постоянно протекающих в рукавах. Даже незначительное смещение свело бы на нет все остальные преимущества для развития организмов на нашей планете.

Небо в алмазах

Солнце - лишь одно из многих подобных тел, которыми полна наша Галактика. Звезды, одиночные или сгруппированные, общим числом превышают по последним данным 400 млрд. Ближайшая к нам Проксима Центавра входит в систему из трех звезд вместе с чуть более удаленными Альфой Центавра A и Альфой Центавра B. Самая яркая точка ночного неба, Сириус A, находится в Ее светимость по разным данным превышает солнечную в 17-23 раза. Сириус также не одинок, его сопровождает спутник, носящий аналогичное название, но с маркировкой B.

Дети часто начинают знакомиться с тем, как выглядит наша Галактика, с поиска на небе Полярной звезды или Альфы Малой Медведицы. Популярностью своей она обязана положению над Северным полюсом Земли. По светимости Полярная значительно превышает Сириус (почти в две тысячи раз ярче Солнца), но она не может оспаривать права Альфы Большого Пса на звание самой яркой из-за удаленности от Земли (по оценкам от 300 до 465 световых лет).

Типы светил

Звезды отличаются не только светимостью и удаленностью от наблюдателя. Каждой приписывается определенная величина (за единицу берется соответствующий параметр Солнца), степень нагрева поверхности, цвет.

Наиболее внушительными размерами обладают сверхгиганты. Самой большой концентрацией вещества в единице объема отличаются нейтронные звезды. Цветовая характеристика неразрывно связана с температурой:

красные самые холодные;
нагрев поверхности до 6 000º, как у Солнца, порождает желтый оттенок;
белые и голубые светила обладают температурой более 10 000º.

Может меняться и достигать максимума незадолго до ее коллапса. Взрывы сверхновых вносят огромный вклад в понимание, как выглядит наша Галактика. Фото этого процесса, полученные телескопами, поражают.
Собранные на их основе данные помогли восстановить процесс, приведший к вспышке, и спрогнозировать судьбу ряда космических тел.

Будущее Млечного Пути

Наша Галактика и другие галактики постоянно находятся в движении и взаимодействуют. Астрономы установили, что Млечный Путь неоднократно поглощал соседей. Подобные процессы ожидаются и в будущем. Со временем в него войдут Магелланово Облако и еще ряд карликовых систем. Самое же внушительное событие ожидается через 3-5 млрд лет. Это будет столкновение с единственным соседом, который виден с Земли невооруженным глазом. В результате Млечный Путь станет эллиптической галактикой.

Бескрайние просторы космоса поражают воображение. Обывателю трудно осознать масштабность не только Млечного Пути или всей Вселенной, но даже Земли. Однако благодаря достижениям науки мы можем представить себе хотя бы приблизительно, частью какого грандиозного мира являемся.

Эллиптические и спиральные галактики

Галактики бывают двух видов: эллиптические и спиральные. Астрономы давно подозревали, что их сходства и различия вроде балджей (вздутий) в центре и наличия или отсутствия плоского диска звезд указывают на эволюцию галактик.

Эллиптическая галактика

Когда в 1920-х годах наука постановила, что некоторые размытые туманности, которыми усыпано небо, - это галактики за пределами нашей, астрономы взялись их классифицировать. Галактики бывают двух основных типов: гладкие, эллипсообразной формы, и с отчетливым спиральным рисунком. Они называются, соответственно, эллиптическими и спиральными. Эдвин Хаббл, американский астроном, который первым установил, что туманности находятся за пределами Млечного Пути, на огромных расстояниях, предположил, что галактики образуют последовательность, и дал им соответствующие названия. Его классификация используется до сих пор. Эллиптические галактики обозначают буквой Е и номером (от 0 до 7), который возрастает в зависимости от того, насколько галактика вытянута. Е0 - почти круглая галактика, Е7 больше напоминает сигару. В трех измерениях эллиптические галактики имеют форму мяча для регби.

Спиральная галактика

Спиральные галактики, по схеме Хаббла, обозначают буквой S и дополнительной буквой (a, b или c) в зависимости от того, насколько туго закручены их спиральные рукава. Галактика Sa - тугая спираль, а Sc - свободная. В трех измерениях спиральные галактики сплющены, как летающая тарелка или линза. Картина усложняется тем, что в некоторых спиральных галактиках есть прямой элемент, или перемычка, проходящая через внутренние области галактики.

Составляя карту неба, астрономы нашли множество близко лежащих пар галактик, которые явно взаимодействовали между собой. В самых наглядных случаях из обеих галактик взаимным тяготением вытягиваются длинные, как у головастиков, хвосты звезд, - как, например, в паре сталкивающихся галактик Антенны:

Другие галактики прокладывают себе путь прямо сквозь центр своей напарницы, поднимая облака звезд и дымящиеся кольца газа. Получающиеся возмущения зачастую порождают чрезвычайно яркое свечение, поскольку в клубящихся облаках газа формируются новые звезды. Эти молодые голубые звезды могут быть окутаны космической сажей, и некоторые их области от этого светят красным, подобно тому, как пыль делает ярче закат солнца на Земле. Слияние галактик - потрясающее зрелище. Тем не менее подробности строения галактик остаются неясными. Чтобы уничтожить огромный диск звезд и оставить голый эллиптический балдж, потребовалось бы катастрофическое столкновение, а, чтобы галактика образовала достаточных размеров диск, не разрушаясь, требуется постепенное мягкое приращение. Астрономы видят лишь немногие галактики в промежуточных состояниях, и истинная картина того, как именно галактики меняются через слияние, скорее всего, очень сложна.

В галактиках может содержаться от миллионов до триллионов звезд. Эллиптические галактики и балджи спиральных состоят в основном из старых красных звезд. Они движутся по произвольно наклоненным орбитам, тем самым создавая раздутую эллипсоидную форму галактики или балджа. Диски же спиральных галактик в основном состоят из молодых голубых звезд. Они сосредоточены в спиральных рукавах; при прохождении рукава сквозь газовое облако диска в нем запускается формирование звезд. Диски спиралей содержат огромное количество газа, особенно водорода. В эллиптических галактиках содержится очень мало газа, и поэтому новых звезд в них рождается меньше. В галактических же дисках была открыта темная материя. Края спиралей движутся слишком быстро, чтобы объяснить это лишь их массой в звездах и газе, а значит, присутствует еще какая-то форма материи. Она может существовать в форме экзотических частиц, которые трудно обнаружить, поскольку они редко вступают во взаимодействие, или в виде сжатых массивных объектов вроде черных дыр, незагоревшихся звезд или газовых планет. Темная материя образует сферический кокон вокруг галактики, который называется «гало галактики».

Одни и те же основные типы галактик существуют по всей Вселенной. Чтобы понять, как выглядит средний срез далекой Вселенной, в 1995 году космический телескоп «Хаббл» следил за небольшой полоской неба (шириной в 2,5 угловые минуты) в течение 10 дней. Орбитальная обсерватория позволила астрономам наблюдать космос намного глубже, чем это возможно через телескопы с Земли, и вид далеких галактик открылся нашим глазам. Свету нужно время, чтобы дойти до нас через космические пространства, и потому мы видели эти галактики такими, какими они были миллиарды лет назад. Поскольку было специально выбрано поле без звезд на переднем плане, почти все 3000 объектов в кадре - далекие галактики. Большинство из них можно классифицировать как эллиптические и спиральные, а значит, оба типа сформировались очень давно. Но неправильных и маленьких голубых галактик больше в далекой Вселенной, чем ближе к нам. Кроме того, 8–10 миллиардов лет назад звезды формировались в 10 раз быстрее, чем сейчас. Оба фактора заставляют предположить, что быстрый рост галактик в молодой Вселенной обусловлен более частыми их столкновениями.

Галактики группируются вместе, образуя скопления - самые большие элементы Вселенной, скрепляемые воедино силой тяготения. Эти массивные нагромождения из тысяч галактик содержат резервуары очень горячего газа и темной материи, разбросанные между членами скопления.

Скопления галактик удерживает вместе сила тяготения. Как звезды движутся по орбитам в галактиках, так и галактики движутся по траекториям вокруг центра масс скопления. Типичное большое скопление галактик имеет массу в миллион миллиардов раз больше Солнца. Само пространство, время искривляется от такого количества материи в столь малом объеме. По аналогии с резиновым полотном скопления лежат во вмятине, образованной их собственным весом. Но в нее падают не только галактики - в яме пространства-времени накапливается и газ. Скопления галактик полны горячего газа. Из-за его высокой температуры - миллионы градусов Цельсия - это море газа светится достаточно ярко, чтобы испускать рентгеновские лучи, которые можно обнаружить со спутников. Горячий газ называют межкластерным носителем информации. Похожим образом в гравитационном колодце скоплений собирается темная материя. Поскольку астрономы надеются увидеть темную материю в новой среде, за пределами отдельных галактик, они высматривают в скоплениях необычные знаки, которые помогут им понять, из чего состоит темная материя. Скопления можно нелестно представить, как космические свалки: они так велики, что в них падает что попало. Потому они и интересны космическим археологам. Более того, как самые крупные объекты, какие удерживает вместе сила тяготения, они должны, по идее, содержать обычную и темную материи в тех же пропорциях, что и во всей Вселенной. Если бы можно было посчитать массу всех скоплений, получилась бы приблизительная величина общей массы Вселенной.

События

Астрономы открыли самую крупную спиральную галактику , больше которой никто никогда не видел. Более того, они утверждают, что в настоящее время мы являемся свидетелями рождения еще одной галактики в результате столкновения двух галактик.

Невероятная спиральная галактика NGC 6872 была замечена астрономами еще несколько десятилетий назад и считалась одной из крупнейших звездных систем Вселенной , однако только недавно было доказано, что она является самой крупной спиралью из всех известных науке.

Особенности крупнейшей галактики NGC 6872

Галактика NGC 6872 по ширине составляет 522 тысячи световых лет - это в 5 раз больше, чем ширина нашей галактики Млечный Путь . Сравнительно недавнее столкновение с другой галактикой, вероятно, вызывало то, что в одном ее рукаве стали появляться свежие звезды , что в конечном итоге приведет к образованию новой галактики.

Эти открытия удалось сделать международной группе ученых из Бразилии, Чили и США, которые исследовали снимки космического телескопа НАСА GALEX . Этот телескоп способен фиксировать ультрафиолетовые лучи самых молодых и горячих звезд.

Галактика NGC 6872 во всей красе

Необычный размер и внешний вид галактики NGC 6872 связаны с ее взаимодействием с более мелкой галактикой IC 4970 , масса которой составляет всего одну пятидесятую часть массы галактики гиганта. Эта странная парочка расположена на расстоянии 212 миллионов световых лет от Земли в южном созвездии Павлина .

Астрономы полагают, что крупные галактики, включая нашу собственную, растут за счет слияний с другими галактиками . Эти процессы длятся миллиарды лет, в течение которых одни галактики поглощают другие, более мелкие.

В желтом кружке показано скопление молодых звезд, которые образуют свежую галактику

Интересен тот факт, что при взаимодействии галактик NGC 6872 и IC 4970 образуется не одна большая, а одна очень мелкая галактика . Северо-восточный рукав NGC 6872 достаточно сильно выделяется на снимке, здесь едва ли формируются новые звезды, однако на другом его конце (на северо-западном) находится более тусклый объект, который похож на карликовую галактику , сказали исследователи.

Проанализировав распределение энергии, команда исследователей обнаружила, что два рукава галактики NGC 6872 состоят из звезд разного возраста . Самые молодые звезды расположены в районе северо-западного рукава, то есть в районе предполагаемой новой карликовой галактики. Звезды становятся старше ближе к центру NGC 6872.

Самые красивые галактики во Вселенной

Галактика Андромеды

Расстояние от Земли: 2,52 млн световых лет

Эта галактика является самой близкой галактикой к нашей собственной , а также одной из самых красивых. Ее можно увидеть ясной ночью в районе созвездия Андромеда. Ранее считалось, что эта галактика является крупнейшей в ближайшей группе галактик, однако позже выяснилось, что Млечный Путь куда массивнее.

Примерно так будет выглядеть небо через 3,75 миллиарда лет, когда галактика Андромеды приблизится к нашему Млечному Пути

Галактика Сомбреро

Расстояние от Земли: 28 млн световых лет

Эта спиральная галактика расположена в районе созвездия Девы . У нее имеется яркое ядро , невероятно крупная центральная часть и ярко выделенный ровный пылевой ободок вроде кольца. Галактика по внешнему виду чем-то напоминает сомбреро , поэтому она и получила такое название. В центре этой галактики имеется крупная черная дыра , которая очень интересует астрономов.

Эта галактика просматривается даже с помощью любительских телескопов

Группа галактик – Галактики Антенны

Расстояние от Земли: 45 млн световых лет

В созвездии Ворона можно заметить любопытное скопление галактик, которое образует невероятные космические пейзажи . В настоящее время эта галактика проходит вспышку звездообразования , то есть звезды в ней образуются со сравнительно высокой скоростью.

Впечатляющий пейзаж галактик Антенны

Галактика Черный глаз в созвездии Волосы Вероники

Расстояние от Земли: 17 млн световых лет

Галактика M 64 или как ее часто называют Черный глаз , очень необычна, так как происходит из 2 слипшихся галактик , вращающихся в разном направлении. У нее имеется впечатляющий темный ободок из пыли, который выделяется на фоне яркого ядра.

Галактика Черный глаз очень популярна у астрономов любителей

Крупная галактика Водоворот

Расстояние от Земли: 23 млн световых лет

Известная также под названием Мессье 51 , эта галактика получила название Водоворот из-за сходства с водоворотом. Она находится в районе созвездия Гончие Псы и имеет мелкого компаньона – галактику NGC 5195. Эта галактика является одной из самых известных спиральных галактик и легко просматривается в любительские телескопы.

Галактика Водоворот с компаньоном лучше всего наблюдаема весной и летом

Странная галактика NGC 3314A в созвездии Гидра

Расстояние от Земли: 117 и 140 млн световых лет

На самом деле это 2 галактики: NGC 3314A и В , которые не столкнулись друг с другом, а просто перекрывают одна другую с нашей точки наблюдения.

Перекрывающие друг друга галактики

Спиральная галактика М 81 – галактика Боде в созвездии Большая Медведица

Расстояние от Земли: 11,7 млн световых лет

Названная в честь Иоганна Боде , немецкого астронома, обнаружившего ее, эта галактика является одной из самых красивых известных нам галактик . Она расположена в районе созвездия Большая Медведица и достаточно хорошо просматривается. Помимо M81 в созвездии имеется еще 33 галактики.

Галактика Боде может похвастаться почти идеальными рукавами

Красивая галактика кольцо Объект Хога в созвездии Змеи

Расстояние от Земли: 600 млн световых лет

Названная в честь ученого, который открыл ее в 1950 году , кольцеобразная галактика имеет необычное строение и внешний вид . Эта галактика была первой кольцеобразной галактикой, известной науке. Примерный диаметр ее кольца составляет 100 тысяч световых лет.

На внешней стороне кольца преобладают яркие голубые звезды , а ближе к центру расположено кольцо из более красноватых звезд , которые, вероятно, намного старше. Между этими кольцами находится более темное кольцо. Как именно образовался Объект Хога , науке неизвестно, хотя известны несколько других подобных объектов.

Объект Хога, снятый космическим телескопом "Хаббл" в июле 2001 года

Галактика Сигара в созвездии Большая Медведица

Расстояние от Земли: 12 млн световых лет

Галактика М 82 или, как ее еще называют, Сигара является спутником другой галактики - М 81. Она примечательна тем, что в ее центре расположена супермассивная черная дыра , вокруг которой вращаются еще 2 менее массивные черные дыры. Также в этой галактике звезды образуются со сравнительно большой скоростью. В центре этой галактики молодые звезды рождаются в 10 раз быстрее , чем в пределах нашей галактики Млечный путь.

Невероятная по красоте галактика Сигара

Галактика NGC 2787 в созвездии Большая Медведица

Расстояние от Земли: 24 млн световых лет

Линзообразная галактика под номером NGC 2787 является средним звеном между эллиптическими и спиральными галактиками и выглядит весьма необычно: ее рукава еле прослеживаются, а в центре расположено яркое ядро.

Галактика NGC 2787. Снимок сделан с помощью космического телескопа "Хаббл"

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 . 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 , 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 .

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 . Сейчас считается, что ядра некоторых галактик представляют собой квазары.

Галактика Сомбреро

Галактика Сомбреро, или по-другому спиральная галактика M104, известна своим широким кольцом поглощающей пыли и сходством со шляпой. Галактика представлена на сегодняшней уникальной картинке изображениями с трех крупных космических телескопов в разных диапазонах электромагнитного спектра. Голубое изображение, полученное обсерваторией Чандра в высокоэнергичных рентгеновских лучах, свидетельствует о присутствии разреженного горячего газа, проникающего всюду по галактике, вплоть до 60 тысяч световых лет от центра. На зеленом оптическом снимке космического телескопа им. Хаббла видно наиболее знакомое свечение звезд Сомбреро. Среди звездных населений галактики выделяется околоядерный балдж, который мы видим почти с ребра. Широкая полоса пыли, которая поглощает свет во всех остальных спектральных диапазонах, светится в инфракрасном свете на желтом изображении телескопа Спицера. Галактика Сомбреро удалена от нас на 28 миллионов световых лет и находится на южном краю протяженного скопления галактик в Деве.

Галактика "Черный Глаз"

Эта спиральная галактика в каталоге именуется как M64, но у нее есть более романтичные названия - "Черный Глаз" и "Спящая Красавица". Если посмотреть на этот снимок, то глаз на нем увидеть не сложно, но только он не черный.

Сейчас эта галактика переживает период очень бурного образования новых звезд. Как утверждают астрономы, явные признаки этого видны и на этом не очень подробном снимке: звезды и газ во внешней части галактики закручиваются в обратном направлении по отношению к материи, расположенной ближе к центру. Граница между этими областями выглядит более ярким эллипсом, там и рождаются многочисленные новые звезды.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

2MASX J00482185-2507365 затмевающийся пары

Пары перекрывающихся спиральных галактик, в окрестностях NGC 253, скульптор Галактики. Обе галактики являются более отдаленными, чем NGC 253, с фоном галактику, 2MASX J00482185-2507365, лежа на красным смещением z = 0.06, а также план лежал между галактикой NGC 253 и справочная галактики (0.0008
Эта пара галактик освещает распределения галактической пыли вне видимого оружия спиральной галактикой. В сих неожиданные масштабы пыли за звездным пределы оружия, показывает новые направления внегалактических астрономические исследования. На пыльных оружием продлить 6 раз радиусов звездным оружие в галактике, а также показано, silhouetted в КТХ образов в отношении центральных и основных разделов фона Галактики.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Галактика Водоворот

Это снимок галактики "Водоворот" (Whirlpool), которую можно назвать классической спиральной галактикой. Ее рукава, усеянные молодыми яркими звездами, просматриваются очень четко. "Водоворот" очень красивая галактика, поэтому астрономы (и особенно астрономы-любители) любят ее фотографировать. Этот снимок сделан как раз астрономами-любителями Гленом и Джоан Сордифф (Glen and Joan Saurdiff), которых пустили поработать на большой профессиональный телескоп в обсерватории Kitt Peak в Аризоне (есть такая программа поощрения астрономов-любителей).
Галактика "Водоворот" находится в созвездии Гончих Псов на расстоянии 31 млн световых лет от Земли. У нее есть два официальных названия в каталогах: M51 и NGC 5194. Справа от "Водоворота" видна небольшая галактика NGC 5195, ее соседка (по номерам в каталоге они тоже соседствуют). По данным астрономов, NGC 5195 скользит по краю "Водоворота" вот уже несколько сотен миллионов лет. Отметим еще, что в прошлом году в галактике "Водоворот" взорвалась сверхновая (точнее, в прошлом году до нас дошел свет этого взрыва), и астрономы успели зафиксировать этот процесс. Тогда к наблюдениям был привлечен и космический телескоп Hubble.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Галактика спиральная

Галактика, основным наблюдаемым элементом которой является вращающийся диск с выделяющимися на нем спиральными ветвями. К числу таких галактик относится наша Галактика и ближайшие крупные галактики - Туманность Андромеды (М31) и Туманность Треугольника (М33)

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сверхнова 1987А

Совсем иначе эволюционируют массивные звезды. В центральных областях звезды при высоких температурах происходят реакции непосредственного слияния тяжелых ядер, после чего происходит эффектный взрыв сверхновой.

Реакции в горячих звездах. Вспышки сверхновых – один из самых мощных катастрофических природных процессов. Фантастическое выделение энергии – столько, сколько Солнце вырабатывает за миллиарды лет – сопровождает взрыв сверхновой. Сверхновая звезда может излучать больше, чем все звезды галактики вместе взятые. Сверхновыми называются звезды, взрывающиеся и достигающие в максимуме абсолютной звездной величины от –11m до –18m. Плотное ядро коллапсирует, увлекая за собой в свободное падение к центру наружные слои звезды. Когда ядро сильно уплотняется, его сжатие прекращается, и на верхние слои обрушивается встречная ударная волна, а также выплескивается энергия огромного числа нейтрино. В результате оболочка разлетается со скоростью 10 000 км/с, обнажая нейтронную звезду либо черную дыру. При вспышке сверхновой выделяется энергия 1046 Дж. По характеру спектра вблизи эпохи максимума различают два типа сверхновых. Сверхновые I типа вблизи максимума отличаются непрерывным спектром, в котором не видно никаких линий. Позднее появляются в спектре линии поглощения, сильно расширенные.

Это изображение показывает весь регион вокруг сверхновой. Наиболее яркой особенностью в изображении является кольцо с десятками ярких пятен.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Галактика NGC 1512

Вообще-то галактика NGC 1512 относится к классу спиральных галактик с перемычкой. Ядро такой галактики имеет форму перемычки, от которой отходят спиральные рукава. Но на верхнем снимке центральной области перемычка практически не видна, так как ее светимость во много раз слабее, чем у звездного кольца. Общий вид галактики показан справа. Центральные кольца, где в галактиках образуются новые звезды, являются довольно распространенным явлением во Вселенной. Астрономы полагают, что гигантская перемычка, которая является ядром подобных галактик "засасывает" внутрь кольца межзвездный газ. Из него и образуются многочисленные звездные кластеры, которые столь эффектно выглядят на верхнем снимке.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Галактика NGC 3370

Это спиральная галактика NGC 3370, которая находится на расстоянии 98 млн световых лет от Земли в созвездии Льва. Этот ее снимок был сделан недавно с помощью космического телескопа Hubble. Примечательна она не только ярко выраженными спиральными рукавами с ярко-голубыми областями, где образуются новые звезды. В ноябре 1994 г. в ней был замечен взрыв сверхновой (правда, следует учесть, что свет этого взрыва шел до Земли 98 млн лет, так что на самом деле там на месте, все давно "успокоилось").

Взрыв этот был очень эффектным: он ненадолго осветил все остальные десятки миллиардов звезд этой галактики. В каталоге это взрыв получил наименование SN 1994ae. Он был одним из самых близких и хорошо наблюдаемых взрывов сверхновых с момента появления в арсенале астрономов современных цифровых детекторов.

Астрономы причислили этот взрыв к типу Ia. Именно этот тип взрывов сверхновых используется для определения истинного размера и скорости расширения вселенной.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Галактика М81

Большая и красивая спиральная галактика M81 в северном созвездии Большая Медведица - это одна из ярчайших галактик, видимых на небе с планеты Земля. На этом замечательном и очень подробном изображении мы видим яркое ядро, величественные спиральные рукава и отчетливые следы космической пыли. Структура галактики по своим масштабам напоминает Млечный Путь. Большая полоса пыли проходит прямо через диск, ниже и правее галактического центра, свидетельствуя о беспорядочном прошлом галактики. На других снимках M81, также показывающих спиральную структуру галактики, такой детали не видно. Эта полоса пыли может быть следствием близкого взаимодействия галактики M81 с ее соседкой M82, галактикой меньших размеров. Тщательное исследование переменных звезд в M81 (NGC 3031) позволило очень точно определить расстояние до этой галактики -- 11.8 миллионов световых лет.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Объект Хога

Это одна галактика или две? Этот вопрос возник в 1950 г., когда астроном Арт Хоаг случайно обнаружил этот необычный внегалактический объект. Во внешней части находится кольцо, в котором преобладают яркие голубые звезды, а в центре находится шар из более красных звезд, которые, вероятно, значительно старше. Между ними - пробел, который выглядит почти полностью темным. Как образовался объект Хоага, остается неизвестным, хотя сейчас обнаружено несколько подобных объектов, которые считаются одной из форм кольцеобразных галактик. Гипотезы о происхождении включают столкновение галактик, произошедшее миллиарды лет назад, и возмущающее гравитационное взаимодействие с участием ядра с необычной формой. Эта фотография, полученная космическим телескопом Хаббла в июле 2001 г., показывает ранее не наблюдавшиеся детали объекта Хоага и может помочь лучше понять его структуру. Объект Хоага имеет диаметр около 100000 световых лет и находится на расстоянии около 600 миллионов световых лет в созвездии Змеи. По случайному совпадению, в промежутке между ядром и кольцом (в месте, соответствующем одному часу на циферблате) видна еще одна кольцеобразная галактика, которая находится гораздо дальше.

По материалам:
http://www.astronet.ru
http://space.com