Видео классификация галактик


Галактикой называют крупные формирования звезд, газа, пыли, которые удерживаются вместе силой гравитации. Эти крупнейшие соединения во Вселенной могут различаться формой и размерами. Большая часть космических объектов входит в состав определенной галактики. Это звезды, планеты, спутники, туманности, черные дыры и астероиды. Некоторые из галактик обладают большим количеством невидимой темной энергии. Из-за того, что галактики разделяет пустое космическое пространство, их образно называют оазисами в космической пустыне. В этом разделе космического портала Kvant.Space публикуются статьи о галактиках и их составляющих. 

Таблица характеристик основных видов галактик




  Эллиптическая галактика Спиральная галактика Неправильная галактика
Сфероидальный компонент Галактика целиком Есть Очень слаб
Звёздный диск Нет или слабо выражен Основной компонент Основной компонент
Газопылевой диск Нет Есть Есть
Спиральные ветви Нет или только вблизи ядра Есть Нет
Активные ядра Встречаются Встречаются Нет
Процент от общего числа галактик 20% 55% 5%

 

Каталог небесных объектов Шарля Мессье

 

Видео классификация галактик

Наша галактика


Ближайшая к нам звезда Солнце относится к миллиарду звезд в галактике Млечный путь. Посмотрев на ночное звездное небо, тяжело не заметить широкую полосу, усыпанную звездами. Скопление этих звезд древние греки назвали Галактикой.

Видео классификация галактик

Если бы у нас была возможность посмотреть на эту звездную систему со стороны, мы бы заметили сплюснутый шар, в котором насчитывается свыше 150 млрд. звезд. Наша галактика имеет такие размеры, которые тяжело представить в своем воображении. Луч света путешествует с одной ее стороны на другую сотню тысяч земных лет! Центр нашей Галактики занимает ядро, от которого отходят огромные спиральные ветви, заполненные звездами. Расстояние от Солнца до ядра Галактики составляет 30 тысяч световых лет. Солнечная система расположена на окраине Млечного пути.

Видео классификация галактик

Звезды в Галактике несмотря на огромное скопление космических тел встречаются редко. Например, расстояние между ближайшими звездами в десятки миллионов раз превышает их диаметры. Нельзя сказать, что звезды разбросаны во Вселенной хаотично. Их местоположение зависит от сил гравитации, которые удерживают небесное тело в определенной плоскости. Звездные системы со своими гравитационными полями и называют галактиками. Кроме звезд, в состав галактики входит газ и межзвездная пыль.

Состав галактик.


Видео классификация галактик

Вселенную составляет также множество других галактик. Наиболее приближенные к нам отдалены на расстояние 150 тыс. световых лет. Их можно увидеть на небе южного полушария в виде маленьких туманных пятнышек. Их впервые описал участник Магеллановой экспедиции вокруг мира Пигафетт. В науку они вошли под названием Большого и Малого Магеллановых Облаков.

Видео классификация галактик

Ближе всего к нам расположена галактика под названием Туманность Андромеды. Она имеет очень большие размеры, поэтому видна с Земли в обычный бинокль, а в ясную погоду – даже невооруженным глазом.

Видео классификация галактик

Само строение галактики напоминает гигантскую выпуклую в пространстве спираль. На одном из спиральных рукавов за ¾ расстояния от центра находится Солнечная система. Все в галактике кружится вокруг центрального ядра и подчиняется силе его гравитации. В 1962 году астрономом Эдвином Хабблом была проведена классификация галактик в зависимости от их формы. Все галактики ученый разделил на эллиптические, спиральные, неправильные и галактики с перемычкой.


Видео классификация галактик

В части Вселенной, доступной для астрономических исследований, расположены миллиарды галактик. В совокупности их астрономы называют Метагалактикой.

Галактики Вселенной

Галактики представлены крупными группировками звезд, газа, пыли, удерживаемых вместе гравитацией. Они могут существенно отличаться по форме и размерам. Большинство космических объектов относятся к какой-либо галактике. Это черные дыры, астероиды, звезды со спутниками и планетами, туманности, нейтронные спутники. 

Видео классификация галактик

Большинство галактик Вселенной включают огромное количество невидимой темной энергии. Так как пространство между различными галактиками считается пустотным, то их нередко называют оазисами в пустоте космоса. Например, звезда по имени Солнце – одни из миллиардов звезд в галактике «Млечный Путь», находящейся в нашей Вселенной. В ¾ расстояния от центра данной спирали находится Солнечная система. В этой галактике все беспрерывно движется вокруг центрального ядра, которое подчиняется его гравитации.


нако и ядро тоже движется вместе с галактикой. При этом все галактики двигаются на сверхскоростях. 
Астроном Эдвин Хаббл в 1962 году провел логическую классификацию галактик Вселенной с учетом их формы. Сейчас галактики разделяются на 4 основные группы: эллиптические, спиральные, галактики с баром (перемычкой) и неправильные. 
Какая самая большая галактика в нашей Вселенной?
Наиболее крупной галактикой во Вселенной является линзовидная галактика сверхгиганских размеров, находящаяся в скоплении Abell 2029. 

Спиральные галактики

Видео классификация галактик

Они представляют собой галактики, которые по своей форме напоминают плоский спиралевидный диск с ярким центром (ядром). Млечный Путь – типичная спиральная галактика. Спиральные галактики принято называть с буквы S, они разделяются на 4 подгруппы: Sa, Sо, Sc и Sb. Галактики, относящиеся к группе Sо, отличаются светлыми ядрами, которые не имеют спиральных рукавов. Что касается галактик Sа, то они отличаются плотными спиральными рукавами, плотно обмотанными вокруг центрального ядра. Рукава галактик Sc и Sb редко окружают ядро.

Спиральные галактики каталога Мессье 

 


Видео классификация галактик

Галактика Андромеды (М31)

Видео классификация галактик

Галактика Треугольник (М33)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 61 (М61)

Видео классификация галактик

Галактика Подсолнух (М63)

Видео классификация галактик

Галактика Чёрный Глаз (М64)

Видео классификация галактик

Галактика Мессье 74 (М74)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 77 (М77)

Видео классификация галактик

Галактика Боде (М81)


Видео классификация галактик

Галактика Сигара (М82)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 88 (М88)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 90 (М90)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 94 (М94)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 96 (М96)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 98 (М98)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 99 (М99)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 100 (М100)


Видео классификация галактик

Галактика Вертушка (М101)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 102 (М102)

Видео классификация галактик

Галактика Сомбреро (М104)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 106 (М106)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 108 (М108)

       

 

Галактики с перемычкой

 

Видео классификация галактик

Галактики с баром (перемычкой) похожи на спиральные галактики, но все же имеют одно отличие. В таких галактиках спирали начинаются не от ядра, а от перемычек. Около 1/3 всех галактик входят в эту категорию. Их принято обозначать буквами SB. В свою очередь, они разделяются на 3 подгруппы Sbc, SBb, SBa. Разница между этими тремя группами определяется формой и длиной перемычек, откуда, собственно, и начинаются рукава спиралей. 

Спиральные галактики с перемычкой каталога Мессье

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 58 (М58)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 65 (М65)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 66 (М66)

Видео классификация галактик

Галактика Южная Вертушка (М83)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 91 (М91)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 95 (М95)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 109 (М109)

     

Эллиптические галактики  

Видео классификация галактик

Форма галактик может варьироваться от идеально круглой до вытянутого овала. Их отличительной чертой является отсутствие центрального яркого ядра. Они обозначаются буквой Е и разделяются на 6 подгрупп (по форме). Такие формы обознаются от Е0 до Е7. Первые имеют почти круглую форму, тогда как Е7 характеризуются чрезвычайно вытянутой формой. 

Эллиптические галактики  каталога Мессье

Видео классификация галактик

Галактика Мессье 32 (М32)

Видео классификация галактик

Галактика Мессье 49 (М49)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 59 (М59)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 60 (М60)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 84 (М84)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 87 (М87)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 89 (М89)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 105 (М105)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 110 (М110)

 

Неправильные галактики

Видео классификация галактик

Они не имеют какой-либо выраженной структуры или формы. Неправильные галактики принято разделять на 2 класса: IO и Im. Наиболее распространенным является Im класс галактик (он имеет только незначительный намек на структуру). В некоторых случаях прослеживаются спиральные остатки. IO относится к классу галактик, хаотических по форме. Малые и Большие Магеллановы Облака – яркий пример Im класса.

Неправильные галактики  каталога Мессье

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 85 (М85)

Видео классификация галактик

Галактика Mессье 86 (М86)

 

Таблица характеристик основных видов галактик

  Эллиптическая галактика Спиральная галактика Неправильная галактика
Сфероидальный компонент Галактика целиком Есть Очень слаб
Звёздный диск Нет или слабо выражен Основной компонент Основной компонент
Газопылевой диск Нет Есть Есть
Спиральные ветви Нет или только вблизи ядра Есть Нет
Активные ядра Встречаются Встречаются нет
Процент от общего числа галактик 20% 55% 5%

 

Большой портрет галактик

Не так давно астрономы начали работать над совместным проектом для выявления расположения галактик во всей Вселенной. Их задача – получить более детальную картину общей структуры и формы Вселенной в больших масштабах. К сожалению, масштабы Вселенной сложно оценить для понимания многими людьми. Взять хотя бы нашу галактику, состоящую более чем из ста миллиардов звезд. Во Вселенной существуют еще миллиарды галактик. Обнаружены дальние галактики, но мы видим их свет таким, который был практически 9 млрд лет назад (нас разделяет такое большое расстояние).

Видео классификация галактик

Астрономам стало известно, что большинство галактик относятся к определенной группе (ее стали называть «кластер»). Млечный путь – часть кластера, который, в свою очередь, состоит из сорока известных галактик. Как правило, большинство таких кластеров представлены частью еще большей группировки, которую называют сверхскоплениями.

Видео классификация галактик

Наш кластер – часть сверхскопления, которое принято называть скоплением Девы. Такой массивный кластер состоит больше чем из 2 тыс. галактик. В то время, когда астрономы создали карту расположения данных галактик, сверхскопления начали принимать конкретную форму. Большие сверхскопления собрались вокруг того, что представляется как бы гигантскими пузырями или пустотами. Что это за структура, никто еще не знает. Мы не понимаем, что может находиться внутри этих пустот. По предположению, они могут быть заполнены определенным типом неизвестной ученым темной материи или же иметь внутри пустое пространство. Перед тем как мы узнаем природу таких пустот, пройдет много времени.

Видео классификация галактик

 

Галактические вычисления

Эдвин Хаббл является основоположником галактических исследований. Он первый, кому удалось определить, как можно вычислить точное расстояние до галактики. В своих исследованиях он опирался на метод пульсирующих звезд, которые более известны как цефеиды. Ученый смог заметить связь между периодом, который нужен для завершения одной пульсации яркости, и той энергией, которую выделяет звезда. Результаты его исследований стали серьезным прорывом в области галактических исследований. Помимо этого, он обнаружил, что есть корреляция между красным спектром, излучаемым галактикой, и расстоянием до нее (постоянная Хаббла).

Видео классификация галактик

В наше время астрономы могут измерять расстояние и скорости галактики посредством измерения количества красного смещения в спектре. Известно, что все галактики Вселенной движутся друг от друга. Чем дальше галактика находится от Земли, тем больше ее скорость движения. 

Чтобы визуализировать данную теорию, достаточно представить себя за рулем авто, который двигается на скорости 50 км в час. Перед Вами едет авто быстрее на 50 км в час, что говорит о том, что скорость его передвижения составляет 100 км в час. Перед ним есть еще одно авто, которое движется быстрее еще на 50 км в час. Несмотря на то что скорость всех 3 машин будет разной на 50 км в час, первый автомобиль на самом деле движется от Вас на 100 км в час быстрее. Поскольку красный спектр говорит о скорости движения галактики от нас, получается следующее: чем больше красное смещение, тем, соответственно, галактика быстрее движется и тем большее ее расстояние от нас. 

Видео классификация галактик

Сейчас мы располагаем новыми инструментами, помогающими ученым в поисках новых галактик. Благодаря космическому телескопу Хаббла ученым удалось увидеть то, о чем раньше оставалось только мечтать. Высокая мощность этого телескопа обеспечивает хорошую видимость даже мелких деталей в ближних галактиках и позволяет изучать более дальние, которые никому еще не были известны. В настоящее время новые инструменты наблюдения космоса находятся в стадии разработки, а в скором будущем они помогут получить более глубокое понимание структуры Вселенной. 

 

Типы галактик

  • Спиральные галактики. По форме напоминают плоский спиралевидный диск с ярко выраженным центром, так называемым ядром. Наша галактика Млечный путь относится к этой категории. В данном разделе портала Kvant.Space Вы встретите много различных статей с описанием космических объектов нашей Галактики.
  • Галактики с перемычкой. Напоминают спиральные, только от них они отличаются одним существенным отличием. Спирали отходят не от ядра, а от так называемых перемычек. К этой категории можно отнести треть всех галактик Вселенной.
  • Эллиптические галактики обладают различными формами: от досконально круглой до овально вытянутой. Сравнительно со спиральными, у них отсутствует центральное ярко выраженное ядро.
  • Неправильные галактики не обладают характерной формой или структурой. Их нельзя отнести к какому-либо из перечисленных выше типов. Неправильных галактик насчитывается куда меньшее количество на просторах Вселенной.

 

Видео классификация галактик

Астрономы в последнее время запустили совместный проект по выявлению расположения всех галактик во Вселенной. Ученые надеются получить более наглядную картину ее структуры в большом масштабе. Размер Вселенной тяжело оценить человеческому мышлению и пониманию. Одна только наша галактика – это соединение сотней миллиардов звезд. А таких галактик насчитываются миллиарды. Мы можем видеть свет от обнаруженных дальних галактик, но не подразумевать даже того, что смотрим в прошлое, ведь световой луч доходит до нас за десятки миллиардов лет, настолько великое расстояние нас разделяет.

Видео классификация галактик

Астрономы также привязывают большинство галактик к определенным группам, которые называют кластерами. Наш Млечный путь относится к кластеру, который состоит из 40 разведанных галактик. Такие кластеры объединяют в большие группировки, называющиеся сверхскоплениями. Кластер с нашей галактикой входит в сверхскопление Девы. В составе этого гигантского кластера находится более 2 тысяч галактик. После того как ученые начали рисовать карту размещения данных галактик, сверхскопления получили определенные формы. Большинство галактических сверхскоплений окружали гигантские пустоты. Никто не знает, что может быть внутри этих пустот: космическое пространство наподобие межпланетного или же новая форма материи. Понадобится много времени, чтобы раскрыть эту загадку.

Видео классификация галактик

Взаимодействие галактик

Не менее интересным для взора ученых представляется вопрос о взаимодействии галактик как компонентов космических систем. Не секрет, что космические объекты находятся в постоянном движении. Галактики не исключение из этого правила. Некоторые из видов галактик могли бы стать причиной столкновения или слияния двух космических систем. Если вникнуть, какими представляются данные космические объекты, более понятными становятся масштабные изменения как результат их взаимодействия. Во время столкновения двух космических систем выплескивается гигантское количество энергии. Встреча двух галактик на просторах Вселенной – даже более вероятное событие, чем столкновение двух звезд. Не всегда столкновение галактик заканчивается взрывом. Небольшая космическая система может свободно пройти мимо своего более крупного аналога, изменив только незначительно его структуру.

Видео классификация галактик

Таким образом, происходит образование формирований, схожих внешним видом на вытянутые коридоры. В их составе выделяются звезды и газовые зоны, часто формируются новые светила. Бывают случаи, что галактики не ударяются, а только слегка соприкасаются друг с другом. Однако даже такое взаимодействие запускает цепочку необратимых процессов, которые приводят к огромным изменениям в структуре обеих галактик.

Видео классификация галактик

Какое будущее ожидает нашу галактику?

Как предполагают ученые, не исключено, что в далеком будущем Млечный путь сумеет поглотить крохотную по космическим размерам систему-спутник, которая расположена от нас на расстоянии 50 световых лет. Исследования показывают, что этот спутник имеет продолжительный жизненный потенциал, но при столкновении с гигантским соседом, вероятнее всего, закончит отдельное существование. Также астрономы предрекают столкновение Млечного пути и Туманности Андромеды. Галактики движутся друг другу навстречу со скоростью света. До вероятного столкновения ждать примерно три миллиарда земных лет. Однако будет ли оно на самом деле сейчас – тяжело рассуждать из-за нехватки данных о движении обеих космических систем.

Видео классификация галактик

Описание галактик на Kvant.Space

Портал Kvant.Space перенесет Вас в мир интересного и увлекательного космоса. Вы узнаете природу построения Вселенной, ознакомитесь со структурой известных больших галактик, их составляющими. Читая статьи о нашей галактике, нам становятся более понятными некоторые из явлений, которые можно наблюдать в ночном небе.

Видео классификация галактик

Все галактики от Земли находятся на огромном расстоянии. Невооруженным глазом можно увидеть только три галактики: Большое и малое Магеллановы облака и Туманность Андромеды. Все галактики сосчитать нереально. Ученые предполагают, что их количество составляет около 100 миллиардов. Пространственное расположение галактик неравномерно – одна область может содержать огромное их количество, во второй вовсе не будет ни одной даже маленькой галактики. Отделить изображение галактик от отдельных звезд астрономам не удавалось до начала 90-х годов. В это время насчитывалось около 30 галактик с отдельными звездами. Всех их причисляли к Местной группе. В 1990 году состоялось величественное событие в развитии астрономии как науки – на орбиту Земли был запущен телескоп Хаббла. Именно эта техника, а также новые наземные 10-метровые телескопы дали возможность увидеть значительно большее число разрешенных галактик.

Видео классификация галактик

На сегодняшний день «астрономические умы» мира ломают голову о роли темной материи в построении галактик, которая проявляет себя лишь в гравитационном взаимодействии. Например, в некоторых больших галактиках она составляет около 90% общей массы, в то время как карликовые галактики могут вовсе ее не содержать.

 

Эволюция галактик

Ученые считают, что возникновение галактик – это естественный этап эволюции Вселенной, который проходил под воздействием сил гравитации. Приблизительно 14 млрд. лет тому назад началось формирование протоскоплений в первичном веществе. Далее, под воздействием различных динамических процессов состоялось выделение галактических групп. Изобилие форм галактик объясняется разнообразием начальных условий в их формировании.

Видео классификация галактик

На сжатие галактики уходит около 3 млрд. лет. За данный период времени газовое облако превращается в звездную систему. Образование звезд происходит под воздействием гравитационного сжатия газовых облаков. После достижения в центре облака определенной температуры и плотности, достаточной для начала термоядерных реакций, образуется новая звезда. Массивные звезды образованы из термоядерных химических элементов, по массе превосходящих гелий. Данные элементы создают первичную гелиево-водородную среду. Во время грандиозных взрывов сверхновых звезд образуются элементы, тяжелее железа. Из этого следует, что галактика состоит из двух поколений звезд. Первое поколение – это наиболее старые звезды, состоящие из гелия, водорода и очень небольшого количества тяжелых элементов. Звезды второго поколения обладают более заметной примесью тяжелых элементов, поскольку они формируются из первичного газа, обогащенного тяжелыми элементами.

Видео классификация галактик

В современной астрономии галактикам как космическим структурам отводится отдельное место. В деталях изучаются виды галактик, особенности их взаимодействия, сходства и отличия, делается прогноз их будущего. Эта область содержит еще много непонятного, того, что требует дополнительного изучения. Современная наука решила много вопросов относительно видов построения галактик, но осталось также много белых пятен, связанных с образованием этих космических систем. Современные темпы модернизации исследовательской техники, разработка новых методологий исследования космических тел дают надежды на значительный прорыв в будущем. Так или иначе, галактики всегда будут в центре научных исследований. И основано это не только на человеческом любопытстве. Получив данные о закономерностях развития космических систем, мы сможем спрогнозировать будущее нашей галактики под названием Млечный путь.

Видео классификация галактик

Самые интересные новости, научные, авторские статьи об изучении галактик Вам предоставит портал Kvant.Space. Здесь Вы сможете найти захватывающие видео, качественные снимки со спутников и телескопов, которые не оставляют равнодушными. Погружайтесь в мир неизведанного космоса вместе с нами!

Источник: kvant.space

На прошлом уроке мы с вами познакомились со строением нашей Галактики, которую часто именуют Млечным Путём. Давайте вспомним, что Галактика — это гравитационно-связанная система, имеющая форму диска и состоящая из сотен миллиардов звёзд и межзвёздной среды.

Как мы помним, в нашей звёздной системе по некоторым оценкам находится около 400 миллиардов звёзд и ярких туманностей. Из числа этих объектов в состав Галактики не входит лишь слабо заметное туманное пятно, видимое в созвездии Андромеды и напоминающее по форме пламя свечи.

Видео классификация галактик

В 1924 году Эдвин Хаббл с помощью 100-дюймового телескопа обсерватории Маунт-Вилсон обнаружил, что туманность Андромеды находится от нас на расстоянии более двух миллионов световых лет и представляет собой систему из огромного числа звёзд. Тогда астрономы предположили, что различные небесные объекты, считавшиеся до этого спиральными туманностями, могут быть огромными скоплениями звёзд. Эти объекты стали называть «островными вселенными» или «звёздными островами». Но позже, когда стало понятно, что эти объекты похожи на нашу Галактику, оба термина перестали использоваться и были заменены на термин «галактика».

Видео классификация галактик

Под галактиками мы с вами будем понимать гигантские гравитационно-связанные системы звёзд и межзвёздного вещества, расположенные вне нашей Галактики.

Интересно, что к началу 90-х годов прошлого века астрономам было известно всего около 30 галактик. Однако 24 апреля 1990 года на орбиту Земли был выведен космический телескоп «Хаббл», с помощью которого были обнаружены миллионы новых галактик. И хотя их точное количество во Вселенной до сих пор не известно, но, по всей видимости, их порядка двух триллионов.

Исследования показали, что у большинства известных галактик диаметр колеблется от 5 до 250 килопарсек. Но есть среди них и супергиганты, как, например, эта галактика IC 1101. Её диаметр примерно равен 6 млн св. лет. IC 1101 в 2000 раз крупнее Млечного Пути и в почти в 60 раз массивнее.

Видео классификация галактик

Вообще же, мир галактик поражает своим разнообразием. Они резко различаются размерами, числом входящих в них звёзд, светимостями и внешним видом. Но, несмотря на исключительное многообразие внешнего вида, большинство галактик всё же можно объединить в несколько основных типов: эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные галактики.

Эллиптические галактики — это класс галактик с хорошо выраженной сферической или эллипсовидной структурой. Основная масса звёзд располагается вблизи центра галактики и плавно убывает к краю. Эллиптические галактики построены из звёзд красных и жёлтых гигантов, красных и жёлтых карликов и некоторого количества белых звёзд не очень высокой светимости.

Видео классификация галактик

В таких галактиках вы не найдёте бело-голубых гигантов и сверхгигантов, а также пылевой материи. Поэтому внешне эллиптические галактики отличаются друг от друга в основном одной чертой — большим или меньшим сжатием (то есть эксцентриситетом). В связи с этим Эдвин Хаббл предложил к буквенному обозначению галактики добавлять цифру от 0 до 7, которая характеризует эксцентриситет эллипса. Однако не стоит забывать, что число характеризует не реальную форму галактики, а лишь её проекцию на небесную сферу. То есть некоторые галактики с хаббловским типом Е0 в действительности являются вытянутыми.

Видео классификация галактик

В 1966 году исследования спектров галактик Е4—Е7 показали, что их звёздные диски вращаются. Из этого следовало, что такие галактики являются неправильно классифицированными линзовидными галактиками с дисками, наклонёнными под разными углами к нашему лучу зрения.

Линзовидные галактики — это дисковые галактики, которые потратили или потеряли свой межзвёздный газ. Поэтому частота формирования звёзд в них понижена. В результате линзовидные галактики состоят в основном из очень старых звёзд.

Видео классификация галактик

Одним из основных типов галактик являются спиральные галактики. На их долю приходится около 55 % от общего числа всех изученных галактик Вселенной. Они представляют собой сильно сплюснутые системы с центральным уплотнением — балджем. Балдж имеет сходство с эллиптической галактикой, содержащей множество старых звёзд и нередко сверхмассивную чёрную дыру в центре. Диск спиральной галактики окружён большим сферическим гало, состоящим в основном из старых звёзд, которые сосредоточенны в шаровых скоплениях.

Спиральные галактики названы так, потому что имеют внутри диска яркие рукава звёздного происхождения, которые почти логарифмически простираются из балджа. Спиральные рукава представляют собой области активного звёздообразования и состоят по большей части из молодых горячих звёзд. Абсолютное большинство наблюдаемых спиральных галактик вращается в сторону закручивания спиральных ветвей.

Видео классификация галактик

В зависимости от того, насколько плотно расположены рукава галактики, к её обозначению добавляются малые латинские буквы от а до d.

Многие (в среднем две из трёх) спиральные галактики имеют в центре перемычку («бар»), от концов которой отходят спиральные рукава, тогда как в обычных спиральных галактиках они выходят непосредственно из ядра. Такие галактики стали называть спиральными галактиками с перемычкой.

В своей классификации Эдвин Хаббл типизировал такие галактики как тип SB и подразделил их на три подкатегории — в зависимости от того, насколько плотно скручены спиральные ветви. Наша Галактика Наша Галактика, как демонстрируют наблюдения в инфракрасном диапазоне на космическом телескопе Спитцера также относится к спиральным галактикам с перемычкой.

Как мы говорили на прошлом уроке, Солнце расположено между спиральными рукавами Галактики и делает оборот вокруг центра Галактики в точности за то же время, что и спиральные рукава. Как следствие, оно не пересекает области активного звёздообразования, в которых часто вспыхивают сверхновые звёзды — источники губительного для жизни излучения.

Крупнейшей открытой на текущий момент спиральной галактикой является NGC 6872, общая протяжённость которой в 5 раз больше, чем диаметр Млечного Пути (522 тысячи световых лет).

Видео классификация галактик

Ещё один тип галактик — это неправильные галактики, которые не вписываются в последовательность Хаббла. Они не обнаруживают ни спиральной, ни эллиптической структуры и чаще всего имеют хаотичную форму без ярко выраженного ядра и спиральных ветвей. Но в них очень много межзвёздного газа — до 50 % от массы галактики. Поэтому в таких галактиках очень много молодых звёзд высокой светимости и областей ионизированного водорода. В процентном отношении составляют одну четверть от всех галактик.

Видео классификация галактик

Расстояния до ближайших галактик определяют по оценкам видимых звёздных величин цефеид:

Видео классификация галактик

Но для далёких галактик этот метод, как правило, не работает. Однако ещё в 1912—1914 гг. американский астроном Весто Слайфер обратил внимание на то, что линии в спектрах далёких галактик смещены относительно их нормального положения в сторону красного конца спектра. В соответствии с эффектом Доплера это означало, что галактики удалялись от Солнечной системы с огромными скоростями (до 1000 км/с).

В 1929 году Эдвин Хаббл определил расстояния до некоторых галактик и их скорости. Из его наблюдений следовало, что чем дальше от нас находится галактика, тем с большей скоростью она удаляется. При этом между этими величинами существует весьма простая линейная зависимость, которая получила название закона Хаббла.

Видео классификация галактик

Видео классификация галактик

Однако в современных работах наблюдателей эта зависимость принимает вид:

Видео классификация галактик

В записанной формуле с — это скорость света, z — красное смещение, а Н — это постоянная Хаббла. Она показывает, на сколько километров в секунду возрастает скорость галактик с увеличением расстояния до них на 1 Мпк.

Постоянная Хаббла не является постоянной как таковой. То есть её значение изменяется со временем. Но термин «постоянная» оправдан тем, что в каждый данный момент времени во всех точках Вселенной постоянная Хаббла одинакова и, по оценкам на 2016 год, примерно равна 66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк. Таким образом, в современную эпоху две галактики, разделённые расстоянием в 1 Мпк, в среднем разлетаются со скоростью около 67 км/с.

С помощью закона Хаббла по известному красному смещению можно с достаточно большой точностью определить расстояние до наиболее далёких объектов во Вселенной.

Интересно, что благодаря этому закону в 1999 году Стивен Филлипс из Бристольского университета открыл новый тип ультракомпактных карликовых галактик.

Ультракомпактные карликовые галактики — это класс очень компактных галактик с крайне высокой плотностью звёздного населения. Предполагается, что их размеры составляют всего порядка двухсот (200) световых лет в поперечнике. Но в них располагаются около сотни миллионов звёзд.

Видео классификация галактик

В 2018 году в центре ультракомпактной карликовой галактики UCD3 была найдена сверхмассивная чёрная дыра, масса которой более чем в 3,3 млн больше массы нашего Солнца, или 4 % массы всей галактики. А это очень много для такого маленького образования (для сравнения, чёрная дыра в центре нашей галактики имеет почти ту же массу, но при этом масса галактики в сто раз больше). Это натолкнуло учёных на мысль, ультракомпактные карликовые галактики — это остатки обычных карликовых галактик, внешняя оболочка которых была захвачена приливным взаимодействием более массивной галактики, когда-то пролетевшей мимо.

Известно, что большинство наблюдаемых галактик, подобно звёздам группируются в скопления, которые принято делить на правильные (регулярные) и неправильные (иррегулярные).

Например в созвездии Волосы Вероники находится правильное скопление, состоящее из нескольких десятков тысяч галактик. Примером же неправильного скопления галактик может служить гигантское скопление Пандоры (Abell 2744).

Видео классификация галактик

Иногда концентрация галактик в скоплениях бывает так велика, что они могут взаимодействовать друг с другом силами гравитации, которые вызывают значительные изменения формы галактик. Такие галактики принято называть взаимодействующими.

Наша Галактика также является взаимодействующей. Например сейчас она поглощает карликовую галактику, находящуюся на противоположной от нас стороне галактического диска. Через пару миллиардов лет она «скушает» Магеллановы Облака. А через 4 миллиарда лет сама станет обедом для галактики Андромеды. По разным оценкам поглощение будет длиться от одного до двух миллиардов лет. После чего две галактики превратятся в одну гигантскую звёздную систему.

Видео классификация галактик

Изучение ядер различных галактик показало, что в некоторых из них выделяется колоссальное количество энергии, которое нельзя объяснить излучением или взрывами обычных звёзд. Такие галактики стали называть активными или галактиками с активными ядрами.

Такие галактики подразделяются на: сейфертовские, радиогалактики, лацертиды и квазары.

В настоящее время принято считать, что в центре активной галактики находится массивный компактный объект, скорее всего — чёрная дыра, которая и является причиной повышенной интенсивности излучения, особенно в рентгеновском диапазоне.

Наиболее примечательными среди активных галактик являются квазары, открытые 1960 году Алланом Сандэйжом и Томасом Мэттьюсом.  Квазары — класс астрономических объектов, являющихся одними из самых ярких в видимой Вселенной.

Видео классификация галактик

По современным представлениям, квазары являются активными ядрами галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная чёрная дыра, поглощающая окружающее вещество, формируя, тем самым, аккреционный диск. Он и является источником исключительно мощного излучения. Так, например, в январе 2019 года было объявлено об обнаружении квазара, яркость которого в 600 трлн раз превышает солнечную.

Квазары называют маяками Вселенной, так как они видны с огромных расстояний. По ним исследуют структуру и эволюцию Вселенной, определяют распределение вещества на луче зрения.

Источник: videouroki.net

Физика, 11 класс

Урок 34. Галактики

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

  1. Млечный Путь – наша галактика.
  2. Строение и состав Галактики.
  3. Другие галактики.
  4. Виды галактик.
  5. Скопление галактик.
  6. Красное смещение в спектрах галактик.
  7. Закон Хаббла

Глоссарий по теме

Галактика – это гигантская система, состоящая из миллиардов звёзд и их скоплений, газа, пыли, магнитного поля и космических лучей.

Типы галактик: эллиптические, спиральные, неправильные.

Активные галактики – галактики, в которых наблюдается этап бурных эволюционных процессов, сопровождающихся образованием новых структур и повышением излучения во всех диапазонах.

Радиогалактики – галактики, мощность радиоизлучения которых становится того же порядка или больше, чем оптическое.

Квазар – ядро галактики с мощностью излучения в миллиарды раз больше солнечной светимости.

Красное смещение в спектрах галактик – явление, заключающее в том, спектры света галактик смещены в сторону их красного конца.

Закон Хаббла: скорость удаления галактик прямо пропорциональна расстоянию между ними.

Основная и дополнительная литература по теме урока

1.Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. С. 366 -373

2. В.М. Чаругин. Астрономия. 10-11класс. М.: «Просвещение», 2017. С.105-124

Дополнительная литература.

1. Саймон и Жаклин Миттон. Астрономия., М.: «РОСМЭН», 1995, С.126-150

2. А.С. Лабузов. Наблюдение галактик, туманностей и звёздных скоплений. М.: Физматлит. 1993.

3.Е. В. Лукашева, Н. И. Чистякова, ЕГЭ 2018. Типовые тестовые задания от разработчиков ЕГЭ.

Основное содержание урока

Наблюдая за звёздным небом, люди давно заметили светло – дымчатую полосу, пролегающую по всему небу. До нас дошло греческое название этой полосы из мифов – Млечный Путь. В своих догадках древнегреческий философ Демокрит считал, что Млечный Путь — это множество далёких звёзд.

Г. Галилей, наблюдая Млечный Путь впервые из астрономов в телескоп, установил, что действительно, Млечный Путь усеян огромным количеством маленьких звёздочек. Следующим астрономом, сделавшим значительный вклад в изучение Млечного Пути, стал

В. Гершель. Он установил, что Солнечная система находится в Млечном Пути.

В наблюдениях за звёздным небом астрономами были открыты многочисленные звёздные скопления и газопылевые облака. Дальнейший анализ этих звёздных скоплений показал, что большинство из них находятся за пределами нашей Галактики. На сегодняшний день число открытых таких же галактик, как Млечный Путь, исчисляется миллиардами.

Все галактики относятся всего лишь к трём классам:

1.эллиптические;

2.спиральные

3.неправильные.

Эллиптические галактики представляют из себя звёздные скопления, образующие структуру, подобную шару или эллипсоиду. Из общего числа галактик к эллиптическим относятся примерно 25%. Яркость и плотность эллиптической галактики уменьшается от центра к периферии. Масса галактик этого вида может достигать 1013 масс Солнца.

Примерно 70% галактик относятся к спиральным галактикам. Спиральные галактики представляют из себя плоскую вращающуюся структуру с ядром и ветвями. Разновидностью спиральной галактики является галактика с перемычкой в ядре, с концов которой начинаются ветви. Помимо множества звёзд в ветвях галактик этого вида содержится много газа и пыли, а также звёзд класса О и В. Наша Галактика и ближайшая к нам галактика Андромеды относятся также к спиральным галактикам. Масса спиральных галактик может составлять от 1010 до 1012 масс Солнца.

Небольшую группу (5% от общего числа) образуют неправильные галактики. У этих галактик нет ядра и выраженной структуры. К неправильным галактикам от носятся ближайшие к Млечному Пути Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако.

Галактики, радиоизлучение которых превышает мощность видимого излучения, называются радиогалактиками.

Существует класс галактик, которые пребывают в активной фазе своей эволюции, сопровождающейся выбросами очень больших масс вещества из ядра. Такие галактики называются активными. Большой мощностью радиоизлучения отличаются квазары. Эти образования, подобные звездам, находятся в ядрах галактик. Имея размеры всего лишь в десятки раз больше размеров Солнечной системы, квазары излучают энергию (видимого излучения и всех других видов излучения) в 1012 светимостей Солнца. Для выделение такой громадной энергии требуется источник. В ядрах галактик таким источником является реакция постепенного захвата массивной черной дырой ближайших звёзд.

Помимо одиночных галактик существуют скопления галактик. В частности, Млечный Путь, галактика Андромеды, Малое и Большое Магеллановы Облака образуют местную группу галактик, которые связаны тяготением и движутся вокруг единого центра масс. В настоящее время известны тысячи скоплений галактик, в которых содержатся тысячи галактик.

Анализ спектров света галактик показал, что что все линии спектра смещены в сторону его красного конца, т.е. длина волны всех линий в составе спектра увеличивается. Из формулы эффекта Доплера следует, что это может быть обусловлено удалением источников света от точки наблюдения. Чем больше скорость, тем больше красное смещение и наоборот. Дальнейшие расчёты, сделанные Э.Хабблом показали, что наблюдаемая скорость удаления галактик прямо пропорциональна расстоянию до них. Этот факт можно сформулировать по-другому: галактики удаляются друг от друга с увеличивающейся скоростью.

Разбор тренировочных заданий

1. Приведены имена ученых в произвольном порядке.

Э. Хаббл; В. Гершель; Демокрит; Г. Галилей.

Расположите имена учёных в хронологическом порядке.

Решение:

На первое место, конечно, поставим Демокрита. Во всех смыслах – первый.

Ещё почти 2 тысячи лет после античных времён астрономы продолжают смотреть в небо невооружённым глазом (или глазами). Пока первым Г. Галилей не воспользуется телескопом. Затем, используя наиболее совершенный телескоп того времени, В. Гершель обследует нашу Галактику – Млечный Путь.

Ну и напоследок, Э. Хаббл, чьи основные открытия пришлись на начало XX века.

Ответ: Демокрит, Г. Галилей, В. Гершель, Э. Хаббл

2.Соедините соответствующие элементы на рисунке

Видео классификация галактик

Видео классификация галактик

Видео классификация галактик

Видео классификация галактик

Видео классификация галактик

Видео классификация галактик

Решение

1.Первую пару элементов получим, если вспомним, что земной год, т.е. периодвращения Земли вокруг Солнца равен 365,25 суток.

2.Вспомним, что радиус Солнца равен 700000км, а скорость точек на экваторе Солнца равна 2км/с. Найдём время, за которое Солнце (точнее,точка экватора) совершит полный оборот

Видео классификация галактик

3. Таким образом, гигантское время 200 млн. лет — период вращения Солнца вокруг центра Галактики.

Ответ:

Видео классификация галактикВидео классификация галактик

Видео классификация галактикВидео классификация галактик

Видео классификация галактикВидео классификация галактик

Источник: resh.edu.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.