Галактики

Вселенная образована огромным количеством галактик. Галактика (от греч. galaktikos – молочный, млечный) – звездная система, образованная звездами различных типов, звездными скоплениями. Помимо звезд в состав галактик могут входить газовые, пылевые туманности и др. Разным галактикам соответствуют различные, но вполне определенные элементы. Состав галактик зависит от ее возраста и условий развития. Полагают, что среднее расстояние между галактиками 2млн.свет.лет, а типичная скорость движения галактик около 1000км/с. Согласно расчетам, для прохождения расстояния до ближайшей соседки требуется около 1млрд. лет и возможность столкновения с себе подобной не исключена.

Галактик миллиарды и каждой из них насчитываются миллиарды звезд. Предположения о множественности галактик высказывались еще в середине VIIIв., но доказательства их существования появились только в первой четверти XXв. Галактики образуют Метагалактику (Вселенную), размеры которой оцениваются в 15-20млрд.свет.лет, а возраст – в 13-15млрд.лет. Некоторые галактики излучают радиоволны с потрясающей мощностью. Предполагают, что в них существует магнитное поле, тормозящее движение находящихся там элементарных частиц, а это вызывает радиоизлучение.

В 60-ых годах ХХв. были открыты квазары – квазизвездные радиоисточники – самые мощные источники радиоизлучения во Вселенной со светимостью в сотни раз большей светимости галактик и размерами в десятки раз меньшими их. Природа квазаров пока неясна. Возможно, что квазары представляют собой ядра новых галактик, а значит, процесс образования галактик продолжается и поныне. Галактики имеют свой центр (ядро) и различную форму, в соответствии с которой их классифицируют как спиральные, эллиптические, шаровые, неправильные. Вследствие удаленности галактик свет от входящих в них миллиардов звезд сливается, создавая впечатление светящегося туманного вещества, поэтому галактики получили название туманностей.

Наблюдаемая в созвездии Андромеды туманность – большая галактика – Туманность Андромеды. Это спиральная галактика, находящаяся от на нас расстоянии около 2млн.свет.лет. Туманность Андромеды – ближайшая к нам галактика. Она была открыта в 1917г. как первый внегалактический объект. В 1923г. путем спектрального анализа в этом объекте были обнаружены звезды и таким образом доказана его принадлежность к другой галактике. Туманность Андромеды имеет спутники эллиптической или шаровидной формы – более мелкие галактики. Еще одна спиральная галактика находится в созвездии Треугольника. По размерам она меньше Туманности Андромеды и не имеет спутников.

Галактики образуют группы галактик. Таких групп во Вселенной множество, они могут быть малыми и большими. Так, огромное облако, наблюдаемое в созвездии Девы, состоит из сотен галактик. В состав одной из групп – Местного скопления входят спиральные галактики вместе с их спутниками: Туманность Андромеды, галактика в созвездии Треугольника и Наша Галактика. Наша Галактика – это звездная система, в которую входят все звезды, видимые в созвездиях, и все звезды Млечного Пути, а также газовые и пылевые туманности. Пылевые туманности – облака в межзвездном пространстве,образованные очень мелкой космической пылью.

Космическая пыль препятствует прохождению света от звезд, поглощая его. Причем в большей степени поглощается коротковолновая, сине-зеленая часть спектра, поэтому свет звезд становится более желтоватым и даже красноватым. Космическая пыль является существенной помехой для исследований, поскольку она искажает свет звезд, ослабляет их блеск, а более далекие из них делает совсем невидимыми. Полагают, что в малой доле космическая пыль образуется от столкновения и разрушения мелких твердых тел, но в своей основной массе она возникает, вероятно, вследствие сгущения межзвездного газа.

Межзвездный газ был обнаружен по линиям поглощения в спектрах звезд. В его состав входит преимущественно водород, в меньшей степени – гелий; содержание азота и других легких газов небольшое. Межзвездный газ в крайне низких концентрациях имеется в большей части межзвездного пространства, а в отдельных местах образует скопления – газовые туманности. Считают, что газ в туманностях частично является остатком тех газов, из которых когда-то возникли звезды, а также возникает и теперь: он выбрасывается звездами. В местах скопления газа может содержаться значительное количество космической пыли – это газово-пылевые туманности. Газовые и газово-пылевые туманности изучают с помощью астрономических приборов благодаря их свечению. Свечение газов в крупных газовых туманностях можно наблюдать потому, что толщина их огромна, а общая масса составляет от нескольких десятков до сотен тысяч масс Солнца. Газовые туманности бывают разных размеров и различной, чаще неправильной формы. Туманности правильной, округлой формы - небольшие. Их называют планетарными.

В отличие от крупных газовых туманностей, масса планетарных туманностей очень мала: она составляет десятые и даже сотые доли массы Солнца. В центре каждой такой туманности имеется ядро - небольшая звездочка. Полагают, что это самые горячие из звезд, поскольку их излучение заставляет светиться планетарную туманность. Планетарные туманности образуются из газов, выделяемых звездой. Они недолговечны, поскольку медленно, со скоростью нескольких километров в секунду, расширяются в пространстве и со временем рассеиваются. Согласно расчетам, планетарные газовые туманности могут быть видимыми около 10 тысяч лет.

Две туманности, наблюдаемые в южном полушарии неба – галактики неправильной формы - Большое и Малое Магеллановы Облака – являются спутниками Нашей Галактики. Расстояние до них оценивается в 120тыс.свет.лет, а размеры этих галактик составляют 26 и 17тыс.свет.лет. По данным исследований, они состоят из звезд всевозможных типов, а также из газовых и пылевых туманностей. В них есть рассеянные и шаровые звездные скопления. Наша Галактика по форме очень похожа на Туманность Андромеды, обе имеют спутники. По размерам Наша Галактика несколько меньше.

Наша Галактика называется Млечный Путь. Млечный Путь опоясывает все небо как гигантская светящаяся лента. Это довольно большая галактика, имеющая диаметр около 100тыс.свет.лет и включающая в себя более 100млрд. звезд, в т.ч. Солнце. Полная масса Галактики равна 150 млрд. солнечных масс. Более яркие, близкие звезды расположены тем гуще, чем они ближе к средней линии Млечного Пути. Среднюю линию Млечного Пути называют галактическим экватором. Плоскость галактического экватора – это плоскость симметрии нашей звездной системы.

Звездные скопления, звезды, газовые туманности, облака космической пыли сосредоточены в основном около этой плоскости. Только шаровые звездные скопления и звезды некоторых типов не подчиняются этому закону: они заполняют сферический объем, концентрируясь со всех сторон к центру Галактики. При этом 95% массы Галактики расположено около галактической плоскости. На долю сферической составляющей приходится около 5% вещества Галактики. Таким образом, большая часть звезд Нашей Галактики сосредоточена в гигантском «диске» толщиной около 1500свет.лет. Наша Солнечная система находится очень близко к галактической плоскости, в которой звезды расположены наиболее тесно.

Из-за облаков пыли, ослабляющих свет далеких звезд, очень трудно выяснить подробности строения Галактики. Установлено, что Наша Галактика имеет спиральное строение. Из ее ядра выходят две (возможно, более) спиральные ветви. Они состоят из звезд, газовых и пылевых туманностей и закручиваются вокруг ядра. Расположение спиральных ветвей точно пока не выяснено, но Солнце находится между ними, а самые горячие и яркие звезды группируются в звездных облаках, непосредственно образующих спиральные ветви.

Много неясного связано с ядром Галактики. Его линейные размеры оценивают приблизительно в 4000свет.лет. Ядро является источником очень мощного излучения. Однако на звездном небе ядро Галактики не видно, поскольку заслонено облаками космической пыли, через которые его свет не доходит до нас. Ядро можно наблюдать, только применяя особые способы фотографирования. Вокруг ядра Галактики все звезды вращаются с разной скоростью. Скорость движения Солнечной системы вокруг центра Галактики около 250км/с. На один оборот ей требуется примерно 200млн. лет. Расстояние от Солнца до центра Галактики около 30тыс.свет.лет, а до ее края несколько меньше. Чем ближе к краю Галактики, тем разреженнее звезды. Свет всех далеких и слабых звезд сливается для нас в сплошное кольцо Млечного Пути. Предполагают, что вокруг многих звезд должны быть планетные системы. Даже если только на тысячу звезд приходится одна обитаемая планета, то и тогда во всей Галактике таких планет должно быть 100млн.