Спирали галактик во вселенной

Спиральные галактики

Несложно догадаться, что спиральные галактики получили название из-за наблюдаемой формы. Это закрученные коллекции газа и звезд (горячие и молодые), иногда поражающие внешним видом.

Характеристика и классификация

Следует разобраться в том, как выглядит строение спиральных галактик. Большая часть галактик спирального типа, вроде Млечного Пути, располагает центральной выпуклостью (ядро), вокруг которой вращается плоский звездный диск. Галактический центр наполнен более старыми и тусклыми звездами, а также вмещает сверхмассивную черную дыру (хотя найти ее не всегда удается из-за пыли и газа). Тусклый свет древних звезд усложняет определение выпуклости, а есть спирали, которые вообще не обладают подобной особенностью.

На фото Хаббла отображена М71, напоминающая насколько удивительными и фотогеничными бывают спиральные галактики. Практически 70% соседей Млечного Пути принадлежать к этому типу (2 апреля 2013 год).

Именно диск позволяет легко отличить этот тип галактик от других (важный элемент спиральной галактики). В нем есть спиральные рукава с молодыми звездами, пылью и газом. Именно яркие звезды делают рукава такими выразительными и заметными.

Точная схема формирования спиральных рукавов все еще остается загадкой. Если бы они были постоянными галактическими свойствами, то должны были исчезнуть в течение миллиарда лет. Исследователи полагают, что они могут быть результатом волн плотности, распространяющихся по внешнему диску. Сами волны могли образоваться в процессе столкновения. При слиянии масса одной влияет на изменение структуры второй.

Примерно 2/3 спиральных галактик содержат бар в центре. Млечный Путь также имеет подобную структуру, но ее сложно разглядеть. Поэтому до 2005 года его наличие не удавалось подтвердить. Классификация галактик появилась в 1926 году благодаря Эдвину Хабблу. Ее называют «камертон Хаббла» и принцип организации строится на галактической форме. Спиральные распределяются по тому, насколько сильно закручены их рукава, а также по присутствию или отсутствию бара.

Среди всего массива наблюдаемых галактик к спиральным относится 77%. Но не нужно думать, что они доминируют. Все-таки эта честь принадлежит эллиптическим, которые в итоге являются следующей формой трансформации для спиральных. Эллиптические галактики представлены старыми и тусклыми звездами, поэтому их сложнее найти.

Это составное изображение спиральной галактики NGC 6872. Сюда входят снимки в видимом свете Очень Большого Телескопа, в ультрафиолете от GALEX НАСА и инфракрасном от Спитцер. Спираль тянется на 522000 световых лет, из-за чего галактика в 5 раз крупнее Млечного Пути.

История и формирование

Спиральные галактики наполнены пылью и газом, из-за чего создаются отличные условия для формирования звезд. Считается, что они моложе эллиптических. Можно обнаружить совершенно разные формы. Около 60% из них располагают несколькими рукавами, 10% – двумя, а у 30% нельзя подсчитать, так как со временем они меняли внешний вид.

Знаменитая спиральная галактика раннего типа М104 (Галактика Сомбреро).

Эти галактики от миллиарда до триллиона раз массивнее Солнца. Видимый диск в ширину простирается на 10-300 тысяч световых лет. Наиболее крупная спиральная галактика – NGC 6872, которая вытягивается на 522000 световых лет.

В ранней Вселенной галактики часто сталкивались и контактировали, поэтому форма древних гигантов быстро искажалась. Древнейшая из наблюдаемых спиральных галактик – BX442 (10.7 миллиардов лет). Из-за корреляции между дистанцией и временем, исследователям удается рассмотреть ее лишь через 3 миллиарда лет после Большого Взрыва.

Когда спиральная галактика израсходует весь газ и пыль, то звезды прекращают формироваться, а спиральная форма распадается, и они трансформируются в эллиптические. Посмотрите видео про галактики, чтобы узнать больше о рождении звезд, создании спиралей и рукавов.

Источник

Галактики

Галактики – растянутые космические системы, состоящие из пыли, газа и множества звезд. Точное количество подсчитать невозможно, потому что лишь в наблюдаемой вселенной их 100 миллиардов.

Некоторые из галактик очень сильно напоминают Млечный Путь, но бывают и совершенно непохожие экземпляры.

Если в галактике меньше миллиарда звезд, то такой галактический тип называют «маленькой». Во Млечной Пути Солнце – лишь одна из миллиарда звезд.

Ученые до конца не разобрались в процессах формирования и эволюции галактик, так как начальные этапы происходили очень рано. Возраст древнейших практически достигает вселенского – 10-13 миллиардов лет. Смотрите видео про галактики, чтобы узнать больше интересной и полезной информации о классификации и возрасте.

Галактика Млечный Путь

Мы проживаем в галактике спирального типа с перемычкой, простирающейся на 100000 лет в диаметре. Ядро в форме диска выпирает на 30000 световых лет и вмещает огромное количество старых звезд и черную дыру. Из четырех спиральных рукавов, наша система расположена в рукаве Ориона. Отдалена от центра на 30000 световых лет.

Солнечная система совершает обороты вокруг галактического центра Млечного Пути на скорости в 250 км/с и тратит на один проход 220 миллионов лет.

Всего существует три главных типа галактик: спиральная, эллиптическая и неправильная. К первым относятся, например, Млечный Путь и Андромеда. В центре расположены объекты и черная дыра, вокруг которых вращается ореол звезд и темная материя. Из ядра ответвляются рукава. Спиральная форма образуется из-за того, что галактика не прекращает вращения. Многие представители обладают лишь одним рукавом, но у некоторых их можно насчитать три и больше.

Таблица характеристик основных видов галактик

Спиральные бывают с перемычкой и без. В первом типе центр пересекается плотным баром звезд. А у вторых подобного формирования не наблюдается.

В эллиптических галактиках проживают самые древние звезды и нет достаточного количества пыли и газа, чтобы создать молодые. Могут напоминать по форме круг, овал или же спиральный тип, но без рукавов.

Примерно четверть галактик представляют группу неправильных. Они меньше, чем спиральные и отображают порой причудливые формы. Их можно объяснить появлением новых звезд или же гравитационным контактом с соседней галактикой. Среди неправильных числятся Магеллановы Облака.

Есть также много галактических подтипов: сейфертовские (спирали с быстрым движением), яркие эллиптические супергиганты (поглощают других), кольцевые (без ядра) и прочие.

Типы галактик

Спиральные галактики

Спиральная (как Млечный Путь) – галактика с плоским диском, выпуклым центром и спиральными рукавами. В диске сосредоточены звезды, планеты, пыль и газ, которые вращаются вокруг центра. Скорость может достигать 100 км/с, из-за чего вещество на диске формируется в виде спирали. Некоторые из них могут создавать особенные формы, благодаря чему получают оригинальные названия (как Галактика Сомбреро).

Ближе к центру выпуклости сосредотачиваются старшие звезды, а новые формируются в спиральных системах. Их диски окружены ореолами с загадочной темной материей.

Узнать больше о спиральных галактиках вы можете благодаря нашей статье .

Спиральные галактики каталога Мессье

Галактики с перемычкой

Спиральные галактики с крупными яркими звездными полосами и материалом, рассекающим центральные секции, называются «Галактики с перемычкой». У большинства таких галактик есть перемычки — бары. Астрономы заинтересованы в их изучении, так как все еще не могут понять, какую функцию они выполняют в галактиках. Бары могут вмещать сверхмассивные черные дыры. Они делятся на подгруппы по выпуклостям, спиральным рукавам и их плотности.

Кроме того, у нас есть отдельная статья, посвященная спиральным галактикам с перемычкой.

Спиральные галактики с перемычкой каталога Мессье

Эллиптические галактики

Эллиптическая – галактика в форме эллипса. Как правило, они круглые, но немного вытянутые вдоль одной оси. Могут быть удлиненными и напоминать форму сигары. Такой тип вмещает множество старых звезд (1 триллион), но испытывает недостаток в пыли и прочих межзвездных веществах. Звезды сосредоточены вокруг центра, но двигаются в случайном направлении. Формируют мало новых объектов.

Наиболее известные – гигантские эллиптические галактики, способные простираться на 2 миллиона световых лет. Но этот тип может быть и маленьким – карликовые эллиптические галактики.

Узнать больше об эллиптических галактиках вы можете в нашей статье .

Эллиптические галактики каталога Мессье

Неправильные галактики

Неправильная – галактика, которая не попадает в первые два вида. Кажутся деформированными или не имеют конкретной формы, потому что контактируют с другими объектами.

Читайте больше о неправильных галактиках в нашей статье .

Наиболее известные неправильные галактики

Неправильные галактики каталога Мессье

Список менее известных галактик:

Скопления галактик

Галактики могут существовать в одиночестве или же в паре. Но в большинстве случаев они входят в состав крупных ассоциаций, которые называют группами, скоплениями и сверхскоплениями. Такие объекты взаимодействуют и сливаются в единые галактики. Из-за этого газы оттекают к галактическому центру, что приводит к активации рождения звезд.

Полагают, что Млечный Путь однажды сольется с галактикой Андромеды, расположенной в 2 миллионах световых лет и наблюдаемой из северной части земного полушария. Все это – этапы эволюции, когда неправильные переходят в одну из форм, а спиральные становятся эллиптическими.

Происхождение галактик

Ученые считают, что галактики появились сразу после Большого Взрыва, который создал Вселенную 10-20 миллиардов лет назад. Уже в первые миллисекунды газовые облака начали объединяться, разрушаться и сжиматься из-за силы тяжести, формируя строительные блоки.

Но если в этом моменте мнения сходятся, то разногласия появляются в том, как это произошло и с чего началось. Некоторые думают, что начальным этапом стало слияние скоплений с миллионами звезд. Другие же полагают, что с самого начала были галактики, а уже потом звезды внутри объединялись в скопления. Нижнее видео про галактики расскажет, как происходит процесс слияния и поглощения галактических структур.

Активные галактики

Это тип галактики, излучающий больше энергии, чем обычная. Млечный Путь считается стабильным. По сравнению с ним, активные выделяют в 100 раз больше энергии. Это происходит из-за взрывов в ядре. Энергия высвобождается в виде радиоволн. Есть несколько разновидностей таких галактик.

Типичный вид Сейфертовской галактики — спиральная галактика NGC 1566

Сейфертовские галактики напоминают спиральные с чрезвычайно активным ядром. Больше всего интереса вызывают квазары, потому что за 1 секунду способны выплеснуть столько энергии, сколько Солнце производит за все свое существование. Они напоминают звезды и считаются наиболее энергичными объектами. Многие полагают, что квазары выступают активными ядрами далеких галактик на ранних эволюционных стадиях. Свет движется к нам миллиарды лет и может поступать даже с самого начала Вселенной.

Как же узнали о нашей галактике? Древние люди наблюдали в небе светлую полосу и назвали ее Млечным Путем. В конце 1500-х гг. Галилео Галилей впервые посмотрел на звезды в телескоп и понял, что эта полоса представлена множеством отдельных объектов. В 1755 году Иммануил Кант предположил, что наша галактика – линзовидная звездная группа и во Вселенной еще много таких.

Проходили годы и ученые знакомились с галактикой ближе, но все еще ставили Солнце в ее центре. В 1918 году все изменилось, когда Харлоу Шепли понял, что мы находимся на периферии галактики.

Хаббл, галактики и расширяющаяся Вселенная

Стоит выразить огромную благодарность Эдвину Хабблу, который в 1924 году доказал, что наша галактика – одна из многих. При помощи своего 100-дюймового телескопа он заметил, что группа звезд, которые ранее считались частью Млечного Пути, на самом деле, являются галактикой Андромеды, расположенной в 2.2 миллионах световых лет. В 1927 году Ян Оорт доказал, что галактики совершают вращение вокруг своего центра.

Хаббл также выявил, что отдаленные галактики уходят от нас на больших скоростях. Это наблюдение стало законом Хаббла – Вселенная расширяется.

В 1996 году телескоп Хаббла добыл снимки 1500 далеких галактик, пребывающих в процессе формирования, что увеличило предположительное количество галактик. В 1990-х гг. полагали, что их может быть только 50 миллиардов. Конечно, современные цифры намного больше. На нашем сайте у вас есть возможность изучить все разновидности галактик и рассмотреть качественные фото, схемы и рисунки космических структур Вселенной.

Источник