Презентация «Другие галактики»
Код для использования на сайте:
Скопируйте этот код и вставьте себе на сайт
Для скачивания поделитесь материалом в соцсетях
После того как вы поделитесь материалом внизу появится ссылка для скачивания.
Подписи к слайдам:
Разумов Виктор Николаевич,
учитель МОУ «Большеелховская СОШ»
Лямбирского муниципального района Республики Мордовия
Наиболее яркие галактики были включены в каталог, составленный Мессье ещё в XIX в., когда их природа была совершенно неизвестна.
Туманность Андромеды по каталогу Мессье обозначена М31.
В «Новый общий каталог» (New General Catalog), который содержит сведения об объектах далёкого космоса, в том числе о более чем 13 тыс. галактик, она включена как NGC 224.
В состав всех галактик входят звёзды, межзвёздный газ и тёмная материя.
Но их относительное содержание в галактиках различного типа существенно отличается.
Квинтет Стефана — группа из пяти галактик в созвездии Пегаса.
Четыре из пяти галактик в Квинтете Стефана находятся в постоянном взаимодействии
Для большинства галактик определить расстояние по наблюдениям цефеид оказывается невозможным.
В этих случаях пользуются другими методами, среди которых наиболее надёжным считается определение расстояния по закону «красного смещения», открытому в 1929 г. американским астрономом Эдвином Хабблом.
в спектрах галактик
Он обнаружил, что в спектрах всех галактик (за исключением туманности Андромеды и других ближайших галактик) линии смещены к красному концу.
Это «красное смещение» означало, что они удаляются от нашей Галактики.
Сравнив расстояние до галактик со скоростями их удаления, Эдвин Хаббл
установил, что между этими величинами существует весьма простая зависимость (закон Хаббла):
где v — скорость галактики, R — расстояние до неё, а H — коэффициент пропорциональности, называемый теперь постоянной Хаббла.
По современным данным, величина H составляет 69 км/(с•Мпк).
Красное смещение в спектрах далёких галактик.
Чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она удаляется.
За счёт эффекта Доплера длина волны принятого на Земле её излучения становится тем больше, чем выше её скорость.
Видно, что D-линия натрия смещается из жёлтой области спектра в красную, в область бóльших длин волн.
Закон Хаббла дал возможность определить расстояние до наиболее далёких объектов во Вселенной, когда непригодны все другие способы, применяемые в астрономии.
Определив скорость галактики по смещению линий в её спектре, можно вычислить расстояние до неё по формуле:
К настоящему времени измерены «красные смещения» и определены расстояния до нескольких миллионов галактик.
От самых далёких из них свет идёт около 13 млрд лет.
По внешнему виду и структуре галактики весьма разнообразны, однако большинство из них хорошо укладывается в предложенную Хабблом ещё в 1923 г. простую и стройную классификацию.
Все галактики были разбиты на три типа:
эллиптические — E, спиральные — S и неправильные (иррегулярные) — I.
Форма эллиптических галактик различна: от почти круглой до очень сильно сплюснутой.
Эллиптическая галактика ESO 325-G004
В спиральных галактиках выделены два подтипа:
- нормальные спирали, у которых спиральные рукава начинаются непосредственно из центральной области;
- пересечённые спирали, у которых рукава выходят не из ядра, а связаны с перемычкой, проходящей через центр галактики.
Ближайшими и самыми яркими оказались две галактики неправильного типа, которые получили названия Большое и Малое Магеллановы Облака.
Они хорошо видны невооружённым глазом в Южном полушарии неподалёку от Млечного Пути. Магеллановы Облака являются спутниками нашей Галактики, расстояние до Большого около 200 тыс. св. лет, до Малого — 170 тыс. св. лет.
Определить точную массу галактик практически невозможно.
Согласно исследованиям, почти у каждой из галактик (в том числе и у нашей Галактики) обнаружено существование обширных корон из тёмного вещества, так называемой скрытой массы или тёмной материи. По расчётам, её масса в несколько раз превышает общую массу всех наблюдаемых объектов галактики
Каждому значительному скоплению галактик соответствует большой сгусток темной материи.
Совместив крупное скопление на левой картинке с соответствующим гало темной материи на правой картинке, мы обнаружим, что они совпадают и что обычная материя словно находится в каркасе из темной материи.
Выяснилось также, что между галактиками в их скоплениях находится газ, разогретый до температуры более 10 млн К. Его полная масса сравнима с суммарной массой всех галактик скопления. Такую массу очень горячего газа гравитационные силы галактик могут удержать лишь в том случае, если в скоплении также существует тёмная материя.
3d карта темной материи, разработанная астрономом Ричардом Мэсси
Установлено, что на роль тёмной материи не подходят ни газ, ни слабосветящиеся звёзды, ни другие объекты, состоящие из обычного вещества (протонов, нейтронов и электронов).
Возможно, тёмная материя состоит из элементарных частиц подобно нейтрино, слабо взаимодействующих с обычным веществом.
Модель космической паутины темной материи
Спиральные галактики отличает наличие нескольких спиральных рукавов, в которых сосредоточено много молодых ярких звёзд, светящихся газовых туманностей, а также холодных газопылевых облаков.
В спиральных рукавах происходит формирование звёзд из межзвёздного вещества.
Спиральные галактики являются наиболее распространёнными –
примерно половина наблюдаемых галактик относится к этому типу.
Спиральная галактика «Вертушка»
В ветвях нет постоянного состава звёзд и газа, они периодически вступают в область рукава.
Проходя через них, волна уплотнения оказывает значительное влияние на газ — увеличение его плотности в несколько раз стимулирует начало процесса звёздообразования.
По современным представлениям, спиральные ветви — это волна повышенной плотности звёзд и газа, которая вращается вокруг центра галактики как твёрдое тело, — угловая скорость постоянна, а линейная увеличивается с увеличением расстояния от оси вращения.
Спиральная галактика М74 в созвездии Рыб
Спиральные галактики, которые мы видим «с ребра», напоминают по внешнему виду чечевицу или диск с утолщением в середине.
Спиральная галактика М102
Это утолщение представляет собой центральную, наиболее плотную часть гало, которое принято называть «балдж» (английский синоним русского слова «утолщение»).
Очевидно, так выглядит и наша Галактика.
Вторым по распространённости типом галактик (примерно 25% от их общего числа) являются эллиптические.
Эллиптическая галактика ESO 325-G004
У эллиптических галактик нет ни диска, ни спиральных ветвей, а имеется только сферическая составляющая, которая состоит преимущественно из старых звёзд красного цвета и почти не содержит холодного газа.
Вероятно, всё межзвёздное вещество ушло на образование этих звёзд.
Линзовидные галактики (тип S0) похожи на спиральные тем, что у них есть и диск, и гало, но они, как и эллиптические, не имеют спиральных ветвей.
Из общего числа галактик примерно 20% относится к этому типу.
Линзовидная галактика NGC 5078
Галактики одного и того же типа значительно отличаются друг от друга по размерам, числу звёзд и другим характеристикам.
Самые маленькие среди них называют карликовыми.
Несколько таких карликовых галактик
входят в число спутников нашей Галактики
Большинство галактик группируется в скопления, которые делятся на два типа: правильные и неправильные.
Правильные скопления галактик во многом напоминают шаровые звёздные скопления, для которых характерна сферическая симметрия с сильной концентрацией галактик к центру.
Правильные скопления галактик размером около 4 Мпк, которое наблюдается в созвездии Волосы Вероники, насчитывает несколько десятков тысяч галактик .
Большинство галактик группируется в скопления, которые делятся на два типа: правильные и неправильные.
Правильные скопления галактик во многом напоминают шаровые звёздные скопления, для которых характерна сферическая симметрия с сильной концентрацией галактик к центру.
Правильные скопления галактик размером около 4 Мпк, которое наблюдается в созвездии Волосы Вероники, насчитывает несколько десятков тысяч галактик .
Концентрация галактик в скоплениях бывает так велика, что они располагаются очень близко друг к другу. Их гравитационное взаимодействие вызывает значительное изменение формы галактик.
Часто наблюдаются соединяющие их перемычки, которые состоят из звёзд или газа, а также уходящие далеко в сторону протяжённые «хвосты».
Взаимодействующие галактики «Антенны»
Среди взаимодействующих галактик и галактик, имеющих близких спутников, часто наблюдаются галактики с активными ядрами.
Небольшое число галактик (около 1%) имеет особенно яркие ядра, в которых происходит колоссальное выделение энергии.
Активная гигантская эллиптическая галактика M87. Из центра галактики вырывается релятивистская струя (джет)
- очень большая мощность излучения (светимость) не только в оптической, но и в рентгеновской или инфракрасной части спектра;
- в ядре происходит движение газа со скоростями тысячи километров в секунду, что приводит к появлению длинных выбросов — джетов;
- мощные потоки электронов и протонов высокой энергии, идущие из ядра в двух противоположных направлениях, порождают синхротронное радиоизлучение.
Галактики с активными ядрами, являющиеся источниками радиоизлучения большой мощности, называют радиогалактиками.
Радиогалактика Кентавр А. Комбинированное изображение (1) и изображения в рентгеновском (2), радио- (3) и оптическом (4) диапазонах.
Квазары (квазизвёздные радиоисточники) — самые мощные из всех известных во Вселенной источники видимого и инфракрасного излучения.
Даже наиболее близкие квазары расположены дальше большинства известных галактик, на расстояниях порядка 1 млрд св. лет. Самые далёкие квазары наблюдаются на расстояниях до 13 млрд св. лет.
Вероятно, квазары представляют собой ядра далёких галактик,
проявляющие очень высокую активность.
(самый яркий объект вблизи центра снимка).
Расстояние до него – 7 млрд св. л.
Квазар в представлении художника
Окончательного ответа на вопрос об источниках высокой активности ядер галактик пока нет.
Одной из возможных моделей, описывающих весь наблюдаемый комплекс явлений, считается наличие в ядрах чёрных дыр массой в десятки и сотни миллионов масс Солнца.
В результате падения вещества на чёрную дыру должно выделяться огромное количество энергии, преобразуемой в электромагнитное излучение.
Крупнейшие наземные телескопы и космический телескоп «Хаббл» позволяют получить фотографии, на которых можно насчитать многие миллионы галактик.
В их пространственном распределении наблюдается определённая закономерность — ячеисто-сотовая структура.
Скопления и сверхскопления галактик располагаются так, что не заполняют всё пространство, а образуют лишь «стенки», которые отделяют друг от друга гигантские пустоты, в которых галактики практически не встречаются.
Размер этих ячеек около 100 Мпк, а стенки имеют толщину всего 3-4 Мпк.
1. Как определяют расстояния до галактик?
2. На какие основные типы можно разделить галактики по их внешнему виду и форме?
3. Чем различаются по составу и структуре спиральные и эллиптические галактики?
4. Чем объясняется «красное смещение» в спектрах галактик?
5. Какие внегалактические источники радиоизлучения известны в настоящее время?
6. Что является источником радиоизлучения в радиогалактиках?
2) Упражнение 21 (с.196-197).
1. Галактика, находящаяся на расстоянии 150 Мпк, имеет видимый угловой диаметр 21ʺ. Сравните её линейные размеры с размерами нашей Галактики.
2. Каково расстояние до галактики, если в ней обнаружена новая звезда, видимая звёздная величина которой +18, а абсолютная звёздная величина равна –7?
3. Какова скорость удаления галактики, находящейся от нас на расстоянии 300 Мпк?
4. На каком расстоянии находится галактика, если скорость её удаления составляет 2•104 км/с?
5. Какого углового диаметра будет видна наша Галактика, диаметр которой составляет 30 000 пк, для наблюдателя, находящегося в галактике M31 (туманность Андромеды) на расстоянии 600 кпк?
Источник
Презентация по астрономии «Другие галактики. Эволюция Вселенной»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Другие галактики. Эволюция Вселенной Учитель физики и астрономии Рязанова Татьяна
Спектр галактики Основной источник излучения — это звёзды, максимум интенсивности излучения большинства из них находится в оптическом диапазоне
Диапазон: Гамма (активные ядра некоторых галактик; источники, дающие одиночные короткие всплески излучения (нейтронные звёзды, чёрные дыры) Рентгеновский (аккреционные диски тесных двойных систем; горячий газ; активные ядра) Оптический (звёзды различной температуры; околозвёздные пылевые диски в ближней ИК области; эмиссионное излучение газа) Далёкий ИК (межзвёздная пыль, нагретая светом звёзд; в некоторых галактиках активные ядра и пыль в околоядерных дисках, охваченных звёздообразованием) Радио (синхротронное излучение релятивистских электронов из галактического диска или активного ядра галактики; остатки сверхновых)
Ядро — крайне малая область в центре галактики Диск — относительно тонкий слой, в котором сконцентрировано большинство объектов галактики Газопылевой Звёздный Сфероидальный компонент — сфероподобное распределение звёзд Балдж — наиболее яркая внутренняя часть сфероидального компонента Гало — внешний сфероидальный компонент; граница между балджем и гало размыта и достаточно условна.
Спиральная ветвь (спиральный рукав) — уплотнение из межзвёздного газа и преимущественно молодых звёзд в виде спирали Бар (перемычка) — выглядит как плотное вытянутое образование, состоящее из звёзд и межзвёздного газа.
Активные ядра галактик — ядра, в которых происходят процессы, сопровождающиеся выделением большого количества энергии, не объясняющиеся активностью находящихся в них отдельных звёзд и газово-пылевых комплексов
Признаки: Выбросы струй газа или быстрых частиц из ядер Высокая мощность радиоизлучения Быстрое движение газа со скоростями в тысячу километров в секунду Излучение большой мощности в коротковолновых (оптической, ультрафиолетовой и рентгеновской) областях спектра
Теории: теории расширения Фридмана теории Большого взрыва (теории горячей Вселенной); теории инфляции; иерархическая теории формирования крупномасштабной структуры теории звёздного населения
Расширение является основным процессом: Планковская эпоха — момент с которого начинает работать современная физика Инфляционная стадия. На этой стадии происходит резкое увеличение размеров Вселенной, а в конце его — также сильный нагрев Стадия радиационного доминирования. Температура начинает снижаться и в начале электрослабое взаимодействие отделяется от сильного взаимодействия, затем образуются кварки. Образуются привычные нам химические элементы Эпоха доминирования вещества (пыли) Λ-доминирование. Текущая эпоха
Номер материала: ДБ-1072202
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Российские школьники завоевали пять медалей на Европейской олимпиаде по физике
Время чтения: 1 минута
Минобрнауки разработает рекомендации по организации обучения в условиях пандемии
Время чтения: 1 минута
Петербургская школьница набрала 300 баллов на ЕГЭ
Время чтения: 1 минута
Минобрнауки рекомендовало своим организациям вакцинировать сотрудников
Время чтения: 1 минута
В Дагестане стобалльники ЕГЭ получат по сто тысяч рублей
Время чтения: 2 минуты
Второе высшее образование в творческих вузах станет бесплатным
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Источник