Галактики
Галактики — это большие звездные системы, в которых звезды
связаны друг с другом силами гравитациии. Существуют галактики,
включающие триллионы звезд. Наша Галактика — Млечный путь — также
достаточно велика: в ней более 200 млрд. звезд. Помимо обычных звезд
галактики включают в себя межзвездный газ, пыль, а также различные
«экзотические» объекты: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры.
Газ в галактиках не только рассеян между звездами, но и образует
громадные облака, яркие туманности вокруг горячих звезд, плотные и
холодные газопылевые туманности. Большие звездные системы имеют массы в
сотни миллиардов масс Солнца. Наименьшие из карликовых галактик «весят»
всего лишь 100 тысяч раз больше Солнца. Таким образом, интервал масс у
галактик значительно шире, чем у звезд: самые «тяжелые» и самые «легкие»
звезды различаются по массе менее чем в 1000 раз.
Внешний вид и структура звездных систем
также
весьма различны, и в соответствии с этим галактики делятся на
морфологические типы.
Ближайшими к нам и самыми яркими на небе
галактиками являются Магеллановы облака. Они выглядят как два туманных
облачка, подобно двум оторвавшимся кусочкам Млечного Пути. К сожалению,
в Северном полушарии их не видно. Но морякам, плававшим в южных морях,
издавна были известны два небольших «облака», которые серебристо
светятся в хорошую погоду на ночном небе. Самым удивительным казалось
то, что облака не меняли своего расположения относительно звезд, они
были словно приклеены к небу. В XV веке моряки называли их Капскими
Облаками. Южный полюс мира, в отличие от северного, труднее найти на
небе, так как рядом с ним нет таких ярких и приметных звезд, как
Полярные. А Облака находятся неподалеку от южного полюса небесной сферы
и образуют с ним примерно равносторонний треугольник. Такое положение
сделало их объектами, удобными для ориентирования. Однако природа
Облаков долго еще оставалась загадкой.
Магеллановы облака относятся к самым крупным
видимым на небе астрономическим объектам. Большое Магелланово Облако
(БМО) имеет протяженность
более 5⁰. Малое Магелланово Облако (ММО) — чуть более 2⁰. Если свет
БМО собрать в одну точку на небе, то получится объект, сравнимый по
блеску с самыми яркими звездами. Свет от БМО идет к нам 200 тысяч лет, а
от ММО — 170 тысяч лет.
При исследовании неба с помощью современных телескопов обнаружено
множество галактик, похожих на Магеллановы Облака. Для них характерна
неправильная, крючковатая форма. В таких галактиках содержится много
газа — до 50% их общей массы. Этот тип называют неправильными
галактиками. К данному
классу относятся около 5% всех известных звездных систем.
Эллиптические галактики составляют 25% от общего
числа галактик высокой светимости. Цвет эллиптических галактик
красноватый, так как состоят они преимущественно из старых звезд.
Холодного газа в таких системах почти нет, но
наиболее массивные из них заполнены очень разреженным горячим газом
температурой более миллиона градусов.
Спиральные галактики по внешнему виду напоминают
чечевицу или двояко выпуклую линзу. На галактическом диске заметен
спиральный узор из двух или более (до десяти) закрученных в одну сторону
ветвей, или рукавов, выходящих из центра галактики. К этому классу
принадлежит половина всех наблюдаемых галактик. По степени структурности
спиральных ветвей и общей форме их подразделяют на типы, называемые
хаббловскими типами.
Почему вид галактики напоминает чечевицу или два
блюдца, приложенных друг к другу? Почему в центре галактик, наблюдаемых
с ядра, видно шарообразное «вздутие» (балдж), образуемые маломассивными
желтыми и красными звездами?
Спиральные ветви — это волны плотности, бегущие по
вращающемуся диску. Поэтому через некоторое время звезда, родившаяся в
спирали, оказывается вне ее. У самых ярких и массивных звезд очень
короткий срок жизни, они сгорают, не успев покинуть спиральную ветвь.
Менее массивные звезды живут долго и доживают свой век в межспиральном
пространстве диска.
Линзовидные галактики — это промежуточный тип между
спиральными и эллиптическими. У них есть балдж, гало́ и диск, но нет
спиральных рукавов. Среди всех звездных систем их примерно 20%.
Встречаются среди галактик и карликовые, которые не
вписываются в классификацию Хаббла. Они в несколько десятков раз меньше
по размерам и массе, чем нормальные галактики. Но галактики-карлики
отличаются от остальных не только величиной. Жизненный путь этих
звездных систем настолько своеобразен, что накладывает отпечаток и на
свойство звезд внутри галактик, и на свойства галактик в целом.
Карликовые галактики можно разделить на карликовые
эллиптические и карликовые сфероидальные, карликовые неправильные и
карликовые голубые компактные галактики.
Карлики отличаются от нормальных эллиптических галактик главным образом
размерами и массой. Это фактически те же эллиптические галактики, только
с меньшим числом звезд. Состоят они в основном из старых звезд небольшой
массы, содержат очень мало газа и пыли.
Карликовые сфероидальные галактики во многом похожи
на карликовые эллиптические, но гораздо более разреженны. Они образованы
старыми водородно-гелиевыми звездами с очень низким содержанием тяжелых
химических элементов. Последние обстоятельства накладывают отпечаток на
физические свойства этих звезд: они более горячие, более голубые, и
эволюция их протекает несколько иначе, чем у звезд с «солнечным»
химическим составом. Ряд близких карликовых сфероидальных галактик
является спутниками нашей галактики.
Другие типы карликовых галактик — это небольшие по
размерам и массе бесформенные системы, очень богатые газом (в некоторых
случаях газа по массе больше чем звезд). Основное различие между ними
заключается в том, что в карликовых голубых компактных галактиках часто
наблюдается интенсивное звездообразование и рождается большое число
голубых массивных звезд. Благодаря этому галактики выглядят более
яркими, компактными и окрашенными в голубой цвет.
Галактик с хорошо развитыми спиральными ветвями
среди карликов не встречаются. Скорее всего для образования спиралей
нужен массивный звездный диск. Масса же карликовых галактик недостаточна
для этого.
Существует также класс больших спиральных звездных
систем, поверхностная яркость которых намного меньше, чем у нормальных.
Необычным у них является низкая плотность звездного диска: новые звезды
по неясным причинам почти не рождаются в этих галактиках. Их
называют анемичными (хилыми) или спиральными галактиками низкой яркости.
Источники
|