Тема. Складові, розмір і спіральна структура Галактики

 

План

1.Поняття галактики.

2. Скупчення та зоряні асоціації.

3. Місце Сонячної системи у Галактиці.

4. Типи галактик.

 

Література:

М. П. Пришляк астрономія 11, Х.: Видавництво «Ранок», 2005.

Галактика – гігантська гравітаційно – зв’язана система із зірок і зоряних скупчень, міжзоряного газу і пилу, темної матерії. Всі об’єкти в складі галактик беруть участь в русі відносно спільного центра мас.

Галактики – надзвичайно далекі об’єкти, відстані до найближчих із них прийнято вимірювати в мегапарсеках, а до далеких – в одиницях червоного зміщення z. Саме через їх віддаленість розрізнити їх на небі неозброєним оком можна лише три з них: туманність Андромеди (галактика), Велике і Мале Магелланові Хмари. До початку 1990 років нараховувалось не більше 30 галактик, в яких вдалося побачити окремі зірки, і всі вони входили в Місцеву групу.

Більшість зір у Галактиці утворюють певні системи, які тривалий час існують у спільному гравітаційному полі. Велика частина зір рухається у подвійних та кратних системах, у яких компоненти обертаються навколо спільного центра мас подібно до планет Сонячної системи. Наступні більш чисельні системи об’єднання зір налічують сотні тисяч об’єктів – це зоряні скупчення і асоціації.

Кулясті зоряні скупчення складаються з мільйонів зір. Розсіяні зоряні скупчення мають кілька тисяч об’єктів (Стожари та Гіади в сузір’ї Тельця). У зоряні асоціації входять відносно молоді зорі, які мають спільне походження.

Галактика має сферичну форму з діаметром майже 300000 св. років, але більшість яскравих зір великої світності знаходяться приблизно в одній площині, тому ми їх бачимо у вигляді Чумацького Шляху.

Всі яскраві зорі (сузір’я Оріон, Лебідь, Ліра, Орел) знаходяться в смузі Молочного Шляху. У цій площині розташовується значна частина газопилових туманностей, з яких утворюються нові покоління зір та планет. Всі ці об’єкти утворюють так звану плоску складову Галактики, до якої входить ї Сонячна система.

Старі зорі малої світності, які входять у кулясті скупчення, належать до сферичної складової Галактики. У кулястих скупченнях світять старі зорі першого покоління, які сформувалися разом з утворенням Галактики 10 – 15 млрд років тому.

Центр Галактики знаходиться в напрямку сузір’я Стрільця, але він захований величезними хмарами пилу, який поглинає випромінювання у видимій частині спектра. В центрі знаходиться ядро діаметром 1000-2000пк. В ядрі нашої галактики існує чорна діра з масою у мільйон разів більшою від маси Сонця.

Сонце розташоване поблизу площини Галактики на відстані 25 000 св. Років від її ядра. Вектор швидкості Сонця відносно найближчих зір направлений до сузір’я Геркулес. Сонце обертається навколо центра Галактики зі швидкістю 250 км/с. Період обертання Сонця навколо центра називається галактичним роком, який рівний 250мільйонів земних років. Зорі плоскої складової обертаються навколо центра Галактики поблизу однієї площини, а зорі сферичної складової об’єднані у величезні скупчення, що обертаються у різних площинах. Значна маса Галактики розподілена саме у сферичній складовій.

За зовнішнім виглядом галактики поділяють на:

· Спіральні;

· Еліптичні;

· Неправильні;

· Кулясті;

· Галактики з перемичкою (баром);

· Карликові.

Наша Галактика, так як і галактика М31 у сузір’ї Андромеди належать до спіральних галактик.

У спіральних рукавах галактик зараз відбувається інтенсивне народження нових зір та формування планетних систем, в той час як у еліптичних галактиках більше старих жовтих та червоних зір. Можливо, що в еліптичних галактиках процес зоретворення вже закінчився.

Типи галактик

Місцезнаходження нашої сонячної системи у Галактиці

 

Однією з невирішених проблем будови галактик є темна матерія, яка проявляє себе тільки у гравітаційній взаємодії. Вона може складати до 90% від загальної маси галактики, а може і повністю бути відсутньою, як у карликових галактиках.

В просторі галактики розташовані нерівномірно: в одній частині можна знайти цілу групу близьких галактик, а можна не знайти ні однієї, навіть самої маленької галактики (войди). Точної кількості галактик у спостережуваній частині Всесвіту невідомо, але їх близько ста мільярдів.

Еліптичні галактики – галактики у яких дискової складової немає, або вона слабо контрастна. Решта галактик – дискові. Еліптичні галактики складаються із червоних зірок і жовтих гігантів, червоних і жовтих карликів і деякої кількості білих зірок не дуже великої світності. Відсутні біло – голубі гіганти і надгіганти. Немає пилової матерії. Відрізняються одна від одної більшим чи меншим стиском. Утворення нових зірок в еліптичних галактиках майже не відбувається.

Спіральні галактики – мають спіральні вітки, які іноді вироджуються у кільця.

Спіральні галактики характеризуються наступними фізичними властивостями:

· Значний сумарний обертальний момент;

· Складаються із центрального балда(майже сферичного потовщення), оточеного диском;

· Балдж має схожість з еліптичною галактикою, яка містить багато старих зірок – так назване «населення ІІ» - нерідко зверх масивну чорну діру в центрі;

· Диск є плоским утворенням, яке обертається, складається із міжзоряного середовища, молодих зірок «населення І» і розсіяних зоряних скупчень.

Лінзоподібні галактики - за своєю структурою не відрізняються від спіральних, за виключенням відсутності чіткого спірального узору. Пояснюється низьким містом міжзоряного газу, а отже, і низьким темпом зоретворення.

Неправильні галактики - для них характерна неправильна клочкувата структура; як правило в них дуже багато міжзоряного газу, до 50% від маси галактики.

Карликові галактики - в даний момент вважається важливою ланкою в розумінні спільної еволюції галактик. В них спостерігають тенденцію низького вмісту металів і екстремально великого вмісту газу і тому вважаються схожими на самі ранні галактики, які заповнювали Всесвіт.

Порядку 95% галактик утворюють групи галактик. В них, як і в звичайних галактиках, є темна матерія, яка складає більшу масу групи, 10-30% - це міжгалактичний газ, і порядку 1% складає маса самих зірок. Найчастіше в них домінує одна масивна еліптична чи спіральна галактика, яка за рахунок приливних сил з часом руйнує галактики – супутники і збільшує свою масу, поглинаючи їх. В таких скупченнях швидкості розлітання галактик одна від одної не дуже сильні.

Скупченням галактик називають об’єднання в кілька сотень галактик, які можуть містити як окремі галактики, так і групи галактик. Звичайно при спостереженні в такому масштабі можна виділити декілька дуже яскравих зверх масивних галактик. Такі галактики повинні безпосередньо впливати на процес утворення і формування структури скупчення.

Надскупчення – самий великий тип об’єднання галактик, включає в себе тисячі галактик. В масштабах надскупчень галактики вибудовуються в полоси або нитки, які оточують великі розріджені пустоти. Форма таких скупчень різноманітна.

Наша Галактика є однією з галактик Місцевої групи, домінуючи в ній разом з Андромедою. В Місцевій групі з поперечником близько 1 мегапарсека знаходиться близько 40 галактик. Сама Місцева група є частиною надскупчення Діви, головну роль якій відіграє скупчення Діви.