ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Світ Галактик (Галактики і зоряні системи )
         

     

    Астрономія

    П Л А Н:

    1) Розміри і відстані
    2) Види галактик

    A) Еліптичні галактики

    B) Галактики

    C) Неправильні галактики

    D) голкоподібні галактики

    E) Радіогалактики
    3) Причини відмінності галактик
    4) Еволюція галактик

    A) Нестійкість

    B) Виникнення чорних дір, спіральних і еліптичних галактик

    C) Спостереження еволюції галактик
    5) Маса галактик
    6) Будова нашої галактики

    A) Як була відкрита наша галактика

    B) Форма галактики

    C) Газова матерія в галактики

    D) Обертання галактики

    E) Пилова матерія в галактики

    F) Ядро галактики
    7) Склад нашої галактики

    A) Подвійні і кратний зірки

    B) Розсіяні й кульові зоряні скупчення

    C) Зоряні асоціації

    D) Підсистеми галактики

    E) Спіральні гілки галактики
    8) Метагалактика

    A) Метагалактика

    B) Розподіл галактик на небі

    C) Сверхсістема галактик

    З найдавніших часів людей цікавило, що ж знаходиться за горизонтом, івони відправлялися досліджувати далекі і незнайомі землі. У міру того як
    Земля відкривала людині більшість своїх білих плям, астрономи сталивиходити в область нових і не досліджених територій за межами нашоїмаленької планети. Сьогодні дослідники Всесвіту, використовуючи сучаснітелескопи і ЕОМ, просуваються в напрямку дедалі більших відстаней впошуках межі Космосу - останній його межі.

    Сторіччя ми були в'язнями Сонячної системи, вважаючи зірки простоприкрасами сфери, розташованої за планетами. Потім чоловік визнав у цихкрихітних світяться точках інші сонця, настільки далекі, що їх світлойде до Землі багато років. Здавалося, що космос населений рідкісними самотнімизірками, і вчені сперечалися про те, простирається чи зоряне населення впросторі необмежено або ж за деякими межею зірки кінчаються іпочинається порожнеча. Проникаючи все далі і далі, астрономи знайшли такоїмежа, і виявилося, що наше Сонце - одна з величезного числа зірок,утворюють систему під назвою Галактика. За кордоном Галактики булатьма.

    XX століття принесло нове відкриття: наша Галактика-це ще не весь Всесвіт.
    За самими далекими зірками Чумацького Шляху знаходяться інші галактики,схожі на нашу і тягнуться в просторі до меж видимості нашихнайбільших телескопів. Грандіозні зоряні системи - одні з самихприголомшливих і найбільш досліджуваних сучасною астрономією об'єктів, і самепро них піде мова далі.

    | 1. Розміри і Відстані |

    Чумацький Шлях - вельми характерний представник свого типу галактик --настільки величезний, що світу потрібно більше 100 тисяч років, щоб зі швидкістю
    300 000 кілометрів на секунду щоб перетнути Галактику від краю до краю.
    Земля і Сонце знаходяться на відстані близько 30 тисяч світлових років відцентра Чумацького Шляху. Якщо б ми спробували відправити повідомленнягіпотетичного суті, що проживає поблизу центру нашої Галактики, товідповідь отримали б не раніше, ніж через 60 тисяч років. Повідомлення ж,послане зі швидкістю літака (600 миль або 1000 кілометрів на годину) вмомент народження Всесвіту, до теперішнього часу пройшло б лише половинушляху до центру Галактики, а час очікування відповіді склало б 70мільярдів років.

    Деякі галактики набагато більше нашої. Діаметри найбільших зних - великих галактик, випромінюючих величезна кількість енергії у виглядірадіохвиль, як, наприклад, відомий об'єкт південного неба - Центавр А, в сторазів перевершують діаметр Чумацького Шляху. З іншого боку, у Всесвіті багатопорівняно невеликих галактик. Розміри карликових еліптичних галактик
    (типовий представник знаходиться в сузір'ї Дракона) складають всьогоблизько 10 тисяч світлових років. Зрозуміло, навіть ці непримітні об'єкти майженеймовірно величезні: хоча галактику в сузір'ї Дракона можна назватикарликової, її діаметр перевершує 160 000 000 000 000 000 кілометрів.

    Хоча космос населяють мільярди галактик, їм зовсім не тісно: Всесвітдосить величезна, щоб галактики могли зручно в ній розміститися, і прице ще залишається багато вільного простору. Типове відстань міжяскравими галактиками становить близько 5-10 мільйонів світлових років; що залишивсяобсяг займають карликові галактики. Однак якщо взяти до уваги їхрозміри, то виявляється, що галактики щодо набагато ближче один доодному, ніж, наприклад, зірки в околиці Сонця. Діаметр зіркипренебрежимо малий у порівнянні з відстанню до найближчої сусідньої зірки.
    Діаметр Сонця всього близько 1,5 мільйона кілометрів, у той час яквідстань до найближчої до нас зірки в 50 мільйонів разів більше.

    Для того щоб уявити величезні відстані між галактиками,подумки зменшимо їх розміри до зростання середньої людини. Тоді в типовійобласті Всесвіту "дорослі" (яскраві) галактики будуть знаходитися в середньомуна відстані 100 метрів один від одного, а між ними розташується невеликечисло дітей. Всесвіт нагадувала б велике поле для гри в бейсбол звеликим вільним простором між гравцями. Лише в деяких місцях,де галактики збираються в тісні скупчення. наша масштабна модель
    Всесвіту схожа на міський тротуар, і вже ніде не було б нічого спільногоз вечіркою або вагоном метро в час пік. Якщо ж до масштабівлюдського зросту зменшити зірки типової галактики, то місцевістьвийшла б надзвичайно малонаселена: найближчий сусід проживав б навідстані 100 тисяч кілометрів - близько чверті відстані від Землі до
    Місяця.

    З цих прикладів має стати ясно, що галактики досить рідкорозкидані у Всесвіті і складаються, в основному, з порожнього простору.
    Навіть якщо врахувати розріджений газ, що заповнює простір між зірками,то все одно середня щільність речовини виявляється надзвичайно малою. Світгалактик величезний і майже порожній.


    | 2. Види галактик |

    Галактики у Всесвіті не схожі один на одного. Деякі з нихрівні й круглі, інші мають форму сплощені розметала спіралей, а удеяких не спостерігається майже ніякої структури. Астрономи, дотримуючисьпіонерської роботі Едвіна Хаббла, опублікованій в 20-х роках, підрозділяютьгалактики по їх формі на три основні типи: еліптичні, спіральні йнеправильні, що позначаються відповідно Е, S і Irr.

    Еліптичні галактики характеризуються в цілому еліптичної формою іне мають ніякої іншої структури, окрім загального падіння яскравості в мірувіддалення від центру. Падіння яскравості описується простим математичнимзаконом, який відкрив Хаббл. Мовою астрономів це звучить так:еліптичні галактики мають концентричні еліптичні ізофоти, тобтоякщо з'єднати однією лінією всі крапки зображення галактики з однаковоюяскравістю і побудувати такі лінії для різних значень яскравості (аналогічнолініях постійної висоти на топографічних картах), то ми одержимо рядвкладених один в одного еліпсів приблизно однакової форми і з загальнимцентром.

    Підтипи еліптичних галактик позначаються літерою Е, за якоюйде число n, яке визначається за формулою

    , де а і b - це відповідно велика і мала півосі будь -або ізофоти галактики. Таким чином, галактика круглоїформи буде віднесена до типу Е0, а сильно сплюснута може бутикласифікована як Е6

    Простіше за все виглядають еліптичні галактики: вони рівні, однорідніза кольором і симетричні. Їх майже досконале будова наводить на думку проїх істотною простоті. І дійсно, параметри еліптичних галактиквиявилося легше виміряти і підшукати під них теоретичні моделі, ніжзробити це для більш складних родичів цих об'єктів.

    Розглянемо, для прикладу, будова типової еліптичної галактики M87. Уїї центрі знаходиться яскраве ядро. оточене розмитим сяйвом, яскравістьякого падає у міру віддалення від центру. Як і у всіх еліптичнихгалактик, падіння яскравості описується простою математичною формулою.
    Форма контуру галактики теж залишається майже однаковою на всіх рівняхяскравості. Всі ізофоти представляють собою майже ідеальні еліпси,центровані в точності на ядро галактики. Напрямки великих осей івідносини великої осі до малої майже однакові в усіх еліпсів.

    Фундаментальна простота еліптичних галактик узгоджується зприпущенням про те, що вони управляються невеликим числом сил. Орбітизірок гладкі і добре перемішані і ніщо, крім гравітації, не впливає наїх розташування, і ніяке безперервне зореутворення не зруйнувало їхправильності. Коли Хаббл вперше звернув увагу на ці факти, вінпоказав, що будова еліптичної галактики мало відрізняється від будовипростий газового середовища, що формується лише гравітаційними силами і складаєтьсяз однакових частинок приблизно однакової температури. Щоб побудувати такийоб'єкт із зірок, треба лише взяти багато схожих зірок, розташувати їх поручодин з одним у просторі, дозволити тяжінню попрацювати з ними і довго -довго почекати, поки руху всіх зірок не стануть схожими. Не сліднадавати зіркам систематичних рухів на зразок загального обертання, але требаупевнитися в тому, що зірки вибрані тихі і гречний, які небудуть вивергатися, викидати речовина або іншим чином порушувати нуднумонотонність незмінного зоряного царства. Але немає необхідності від самогопочатку розподіляти їх в ідеальному кульовому обсязі. Можна, наприклад,
    "зробити" з них ящик прямокутної форми і просто почекати деякийчас. Зірки самі зрештою розташуються у вигляді сфероїд. Тяжіннядіє сферично симетричним чином і, якщо ваша галактикауправляється тільки гравітацією, то вона вирівняється, втратить гострі кути істане симпатичною еліптичної галактикою.

    Справжні еліптичні галактики, зрозуміли, не є досконалимисферами. Наприклад, ізофоти M87 - це скоріше еліпси, ніж кола, іставлення їх осей злегка розрізняються на різних відстанях від центру - узовнішніх частинах ізофоти менш круглі. Їх орієнтація теж трохи змінюється.
    Всі ці недосконалості кажуть нам, що проста модель еліптичнихгалактик не зовсім правильною. Передісторія або особливі обставини,напевно, вплинули на орбіти зірок. Можливо, річ уобертанні або причиною є приливної дію сусідніх галактик, або жми спостерігаємо прояви особливих початкових умов, настільки сильні, щотяжінню не вистачило часу для повного їх усунення.

    На відміну від еліптичних галактик, для спіральних характерна наявністьдиска і балджа (потовщення). Спіральні рукави поступаються диску і балджа покількості містяться в них зірок, хоча і є важливими і видатнимичастинами галактики. (Так само, як очі на обличчі людини - це невеликачастина тіла, але вони привертають нашу увагу і багато говорять про внутрішнєсвіт людини.)
    Диск спіральної галактики досить плоский. Видимі з ребра галактикиговорять про те, що товщина типового диска становить близько 1/10 йогодіаметра. У нашій власній Галактиці, де ми можемо вести підрахунок зірок удиску і вимірювати його товщину, виявилося, що зоряне населення швидкорідшає і на висоті 3000 світлових років над площиною галактики стаєвельми розрідженим. Це особливо справедливо для самих молодих зірок ісировини (газу та пилу), що перебуває в очікуванні формування майбутніх зірок. Успіральних галактик добре помітно плоске спіральне розподіл яскравостінавколо потовщеного ядра. Ідеальні спіральні галактики мають дваспіральні гілки (рукави). вихідні або прямо з ядра, або з двохрешт бару (перемички), в центрі якого розташоване ядро. Ця ознакадозволив розділити спіральні галактики на два основних підтипи: нормальніспіральні галактики (S) і пересічені спіральні галактики (SB).
    Нормальних спіральних галактик у багато разів більше, ніж пересічених.
    Подальший поділ спіральних галактик на підтипи проводиться занаступним трьом критеріям: 1) відносною величиною ядра в порівнянні зрозмірами всієї галактики: 2) за тим, наскільки сильно або слабко закрученіспіральні гілки і 3) фрагментарності спіральних гілок.

    До типу Sa (або SBa) відносять галактики з дуже великою ядерноїобластю і сильно закрученими спіральними (майже круговими) гілками --безперервними і гладкими, а не фрагментарними. Галактики Sb і SBb маютьвідносно невелику ядерну область при не дуже сильно закрученихспіральних гілках, які вирішуються на окремі яскраві фрагменти.
    Галактики типу Sc (і відповідні їм пересічені галактики)характеризуються сильно фрагментованими уривчастими спіральними рукавами
    (див. рис. 1 і фото III-IX). У галактик SBc навіть бар розділяється наокремі фрагменти.

    У всіх спіральних галактик ядро являє собою яскраву область,володіє багатьма ознаками еліптичної галактики. Закон падінняяскравості, відкритий Хабблом для еліптичних галактик, виявився справедливимі для центральних ядерних областей спіральних галактик і тому ціобласті іноді називають "еліптичним компонентом".

    У деяких видимих з ребра спіральних галактик помітні потужні найтоншіпрошарку пилу, що перетинають диск у самій його середині, в той час якнайстаріші зірки диска утворюють набагато більш товстий шар.

    У другій половині 40-х років ХХ століття У. Бааде (США) встановив, щоклочковатость спіральних гілок і їх блакить зростають з підвищеннямвмісту в них гарячих блакитних зірок, їхніх скупчень і дифузнихтуманностей. Центральні частини спіральних галактик жовтіше, ніж гілки імістить старі зірки (населення другого типу, за Бааде, або населеннясферичної складової), тоді як плоскі спіральні гілки складаються змолодих зірок (населення першого типу, або населення плоскої складової)
    (див. рис. Галактики NGC1232).

    Дані вимірювань розподілу яскравості в дисках спіральних галактиквиявляють дуже важливе схожість - ця обставина добрезадокументовано, але до цих пір не отримало задовільногопояснення. Яскравість досить регулярним чином падає у міру віддалення відцентру (див. рис. галактики NGC 1232) відповідно до універсальноїматематичної залежністю, яка, однак, відрізняється від аналогічноїзалежності для еліптичних галактик.

    Спостережувані властивості галактичних дисків знаходять природнепояснення у створених на ЕОМ моделях швидко обертаються зоряних систем.
    Розглянемо описану вище еліптичну галактику. Якщо їїпротогалактіческому газової хмари надати швидке обертання ще доосвіти більшості зірок, то хмара придбає плоску форму, ірозподіл зірок буде нагадувати диск спіральної галактики. Такимчином, виявляється, що основне структурний відміну еліптичнихвід спіральних галактик полягає в швидкості вихідного обертання.

    Тоді звідки ж з'являється балджа? Якщо швидко обертаєтьсяпротогалактіческое хмара породжує диск, а повільно обертається або зовсімне обертові перетворюється на еліптичну галактику, то що ж роблять уцентрах спіральних галактик ці товсті еліпсоїдальної балджі? Вониволодіють більшістю структурних властивостей еліптичних галактик:правильними ізофотамі, наявністю старих зірок, істотною товщиною і рівнопадаючим розподілом яскравості. Відповідь варто, мабуть, шукати в томуобставину, що газ поводиться зовсім не так, як зірки. Газовехмара може досить легко позбутися енергії - просто нагріваючись івипромінюючи її. При цьому обертається газова хмара стане плоским іперетвориться на диск. Однак якщо в деякі момент часу газ починаєконденсуватися в зірки, то ситуація змінюється. Зірки не стикаються,як атоми в газі. Їх розміри дуже малі в порівнянні з відстанями міжними. Так як зірки не нагріваються зіткненнями, то вони не розсіюютьефективним чином свою енергію і тому не коллапсую в площину.
    Тому, якщо зірки починають утворюватися - а це відбувається спочатку вцентральних областях, де щільність найвища, то вони залишаться намісці у великому товстому центральному балджа.

    Наприклад, в Чумацькому Шляху першими мали утворитися зірки вцентральному балджа, які зараз є старими. Газ, що залишивсясколлапсіровал в площину, де повільно утворювалися й оберталися разомз газом інші зірки. Цей тонкий плоский диск (хоча цей диск далеко незавжди плоский: див. рис. галактики ESO 510) став місцем більшої частиниподальших активних подій в нашій Галактиці: зірки, гігантськімолекулярні хмари, хмари порушеної газу і великомасштабніспіральні візерунки- Все це розвивалося тут, у заплутаною структурою,зараз кидає виклик нашим теоретичним моделям.

    Галактики не виглядали б особливо цікавими без своєїспіральної структури - без неї вони б, зрозуміло, не були спіральними
    Галактик, але все йде ще хитріше. Якщо галактикаутворюється тому, що обертання змушує газ коллапсіровать на площину,то галактика форма рукавів здається природним результатом - на зразок візерунка,утвореного вершками, які наливають при помішуванні в чашку кави, абона зразок води, що йде через стік. Ці ситуації не є строгимианалогами галактики, але добре ілюструють закономірність: де єобертання, там зазвичай буває і спіральна структура. Тому протягомбагатьох років астрономів особливо не турбувала галактика форма багатьохгалактик - вона здавалася цілком природною.

    Перша серйозна трудність виникла, коли комусь прийшло в головупоставити запитання: як довго існує в галактиці спіральний рукав? Відоміперіоди обертання галактик, типові значення яких для зірок,розташованих на відстані від ядра, еквівалентному відстані до Сонцяцентру Галактики, становлять кілька сотень мільйонів років. Відомівіки найближчих галактик - близько 10 мільярдів років. Якщо галактикаструктура виникає через те, що внутрішня частина галактики обертається зішвидкістю, відмінною від швидкості зовнішньої частини, то рукава повинні поступовозакрутиться в спіральний візерунок. Однак для галактики з віком,характерним для оточуючих нас галактик, число оборотів візерунка повинно бутидуже великим - приблизно рівним віком, поділене на середній періодобертання - близько 100. У реальних спіральних галактик - принаймні утих, що мають чіткі безперервні спіральні гілки, спостерігається закруткаспірального візерунка лише на один-два оберти. Постає питання: "заморожуються"Чи спіральні рукави якимось чином, що дозволяє їм зберегтися? Або жвони закручуються до зникнення, щоб змінитися новими? Або ж є дляних можливість не брати участь у загальних обертанні зірок і газу, що дозволяєїм обертатися повільніше?

    Проблема не в тому, що ми не можемо придумати, як створити спіральнуструктуру: будь-яка "крапля", що обертається, як галактика з різними періодамиобертання на різних відстанях від центру, створює спіральний візерунок.
    Проблема в тому, як галактика набуває спіральну форму, яказберігається. В даний час існує три типи відповідей, і ми ще незнаємо напевно, який же з них правильний. Можливо, що всі єправильними у тому чи іншому випадку, і спіральна структура навіть однієїіндивідуальної галактики може мати змішане походження.

    Мабуть, самим акуратним і елегантним для спіральних галактикє пояснення, відоме під назвою теорії хвиль щільності. Післярозвитку шведським астрономом Бертилем Ліндблад багатьох пов'язаних з неютеоретичних ідей, теорія хвиль щільності була повністю розроблена іуспішно застосована в 60-х роках до галактик Ц. Ц. Ліном і його студентами в
    Массачусетському технологічному інституті. Вони показали, використовуючиматематичний аналіз стійкості плоского зоряного диска, що відхиленнявід регулярної форми в початковому розподілі газу може стати стійким іпоступово перетворитися на двухрукавний спіральний візерунок, що обертаєтьсязначно повільніше зірок. Входячи в рукав, зірки на час сповільнюються,що призводить до підвищеної щільності в рукаві, а потім продовжують рухза фронтом хвилі. На кордоні фронту повинна виникати ударна хвиля в газі,яка може викликати процес зіркоутворення, і тому в деякихгалактиках спостерігається концентрація активних газових хмар іновостворених зірок в рукавах (див. рис. Галактики NGC1232). Формаспіральних рукавів в рамках цієї гіпотези дуже схожа на форму реальнихспіральних рукавів в невеликій кількості галактик з "досконалою"спіральної структурою - таких, як М81. Проте вона не підходить для описубільш поширеного типу галактиці надзвичайно недосконалими рукавами
    - Фрагментарними, розмитими та нечіткими.

    Теорія, найкраще застосовна у випадку таких галактик спирається надія дуже простих спотворень будь-якої структури, що викликаютьсядиференціальних обертанням галактики. Замість наявності постійноіснуючого набору рукавів ця гіпотеза передбачає безперервненародження і розпад спіральних сегментів. Багато першовідкривачі у ційобласті вважали, що такий метод може працювати, треба було лише знайтиспосіб відновлення рукавів. У 1965 р. було створено комп'ютерний фільм,зображав весь процес у дії. У цьому фільмі в якості моделівикористовувалася галактика М31 в припущенні випадкового (стохастичного)процесу виникнення областей зореутворення. При народженні такіобласті проявляють себе як яскраві ділянки підвищеної активності. Впереддиференціальне обертання витягує їх в довгі вузькі сегменти спіральноїформи, і ці області поступово тьмяніють у міру того, як витрачаєтьсясконцентрований у них газ. Само собою, результатом є недосконалий двухрукавний спіральний візерунок, а скоріше набір спіральнихфрагментів, що покривають галактику і додають їй деяку подобуспіральної форми, але з рукавами, які не можна простежити протягомбільше ніж кілька десятків градусів.

    Створені в комп'ютерному фільмі системи за формою нагадують багатоспіральні галактики і тому ймовірно, що в таких об'єктах переважаютьстохастичні процеси на зразок згаданого вище. Це особливо вірно длядеяких видів ідеальних областей зореутворення, що містятьпослідовність ділянок на різній стадії активності: спереду знаходитьсягігантське молекулярне хмара, яке збирається конденсуватися взоряне скупчення, за ним - газова хмара, освітлене і втратила частинугазу з-за наявності в ньому тільки що утворилися зірок, а за хмарою --старіє, і повільно розпадаються зоряне скупчення, щодовільний від газу. Ця послідовність областей має приблизно лінійнуформу і буде витягнута диференціальних обертанням в сегмент спіральногорукава. Результатом є галактика, утворенарозрізненими фрагментами спіральних рукавів. Отже, стохастичнатеорія, здається, в змозі пояснити форму як раз тих галактик, якіне можуть бути описані теорією хвиль щільності. Таким чином, нам, можеМожливо, не потрібні інші ідеї - потрібно всього лише терпіння у проведеннідокладних вимірів, необхідних для порівняння властивостей спіральних рукавів зрізними версіями кожної з теорій.

    Існує, однак, ще одна можливість. Будь-яке обурення диска можеприводити до скупчення газу, що буде проявлятися у вигляді спіральних рукавівабо спіральних сегментів. Обурення може виходити ззовні або ж зсередини --з власного ядра галактики. (див. рис. викиду з галактики M87) Одна зможливостей першого типу полягає в тому, що міжзоряний газ може втікатив галактику, утворюючи спіральні рукави. Ця гіпотеза не дужеприваблива, тому що газ буде переважно з боку полюсів, денемає достатньої кількості іншого газу для зіткнення, і відомо дужемало випадків, коли спіральні рукави не лежать в площині диска. Більшепривабливим зовнішнім агентом може бути приливної вплив іншихгалактик при близьких проходженнях. Припливи, що породжуються близькимипроходженнями, майже зіткненнями - впливають на зірки і газ і можутьспотворити форму галактики в достатній мірі для виникненнянеправильних утворень, які під час обертання придбають спіральнуформу. Це гарна ідея, але її недолік - в необхідності близькогопроходження іншої галактики. На жаль, відстані між галактикамизанадто великі, щоб цей механізм міг бути ефективним у більшостівипадків. Однак у тому, що стосується проходжень галактик поблизу один одного,нас можуть очікувати сюрпризи. Недавні визначення темпів зореутворенняпоказують. що у близько розташованих один до одного галактиках темпзореутворення аномально великий - особливо в ядрах. Можливо, виявиться,що приливні ефекти включаються набагато легше, ніж ми зараз думаємо.

    Немає переконливих свідчень на користь виникнення спіральнихрукавів в результаті активності в ядрах галактик, але в цих таємничих ібурхливих областях відбувається достатньо подій, щоб з'явилася подібнагіпотеза. У радіогалактики і квазарах - спостерігаються дужевисокоенергетичні процеси в ядрах галактик, багато з якихвикидають величезні потоки газу навіть за видимі межі галактики (див.рис. викиду з галактики M87). Можливо, активність цього типу може якимосьто чином призводити до утворення спіральних рукавів, але в даний часця гіпотеза дуже розпливчаста і не підкріплюється розумною фізичноїмоделлю.

    У багатьох спіральних галактик є ще одна чудова структурнаособливість, звичайно певним чином пов'язана з спіральними рукавами:велика концентрація зірок у формі бруска (бару), що перетинає ядро ітягнеться симетричним чином в обидві сторони. Дані вимірюваньшвидкостей в них показують, що бари обертаються навколо ядра як твердітіла, хоча, зрозуміло, вони насправді складаються з окремих зірок ігазу. Бари, що зустрічаються в галактиках SO або Sa, більш рівні і складаютьсявиключно з зірок, в той час як бари в галактиках типів Sb, Sc і Irrчасто містять багато газу і пилу. Все ще тривають суперечки про рух газу вцих барах. Деякі дані свідчать про те, що газ тече назовніуздовж бару, а за іншими даними, він тече всередину. У будь-якому випадку,існування барів не дивує астрономів, що вивчають динаміку галактик.
    Чисельні моделі показують, що нестійкості в диску обертаєтьсягалактики можуть виявлятися у формі бару, що нагадує спостерігаються.

    До неправильним галактик Хаббл відніс всі об'єкти, які невдавалося зарахувати ні до еліптичних, ні до спіральним.

    Більшість неправильних галактик дуже схожі один на одного. Вонинадзвичайно фрагментарні і в них можна розрізнити окремі найбільш яскравізірки і області гарячого випромінюючого газу.

    Деякі неправильні галактики мають добре помітний бар і у багатьохз них можна розрізнити уривки структури, що нагадує фрагменти спіральнихрукавів.

    Характеристики неправильних галактик не є абсолютноіррегулярні. У них багато спільних рис, що служать вказівкою на причинихаотичності їх видимої форми. Всі ці галактики багаті газом і майже всімістять багато молодих зірок і хмар що світиться ионизованного газу,часто виключно великих і яскравих. Жодна з галактик не маєцентрального балджа або якого-небудь реального ядра. Розподіл яскравостінеправильних галактик в середньому падає при переході від центру назовні потакого ж математичному закону, як в спіральних галактиках. Багато хто зних мають у центральних областях структури типу бару - особливо гарнимприкладом є Велика Магелланова Хмара.

    Неправильна форма у галактики може бути в слідствітого, що вона не встигла прийняти правильної форми через малу щільності вній матерії або з-за молодого віку. Є й інша версія: галактикаможе стати неправильної в наслідок спотворення форми в результатівзаємодії з іншого галактикою (див. мал. пошкодженої галактики
    NGC6745).

    Обидва таких випадки зустрічаються серед неправильних галактик, може бути,з цим пов'язано розподіл неправильних галактик на два підтипи.

    Підтип I1 характеризується порівняно високою поверхневою яскравістюі складністю неправильної структури. Французький астроном Вокулер вдеяких галактиках цього підтипу виявив ознаки зруйнованоїспіральної структури. Крім того, Вокулер зауважив, що галактики цьогопідтипу часто зустрічаються парами. Існування одиночних галактик так самоможливо. Пояснюється це тим, що зустріч з іншого галактикою могла матимісце в минулому, тепер галактики розійшлися, але для того, щоб прийнятизнову правильну форму їм потрібно тривалий час.

    Другий підтип I2 відрізняється дуже низькою поверхневою яскравістю. Цяриса виділяє їх серед галактик всіх інших типів. Галактики цього підтипувідрізняються також відсутністю яскраво вираженої структурності.

    Якщо галактика має дуже низьку поверхневу яскравість при звичайнихлінійних розмірах, то це означає, що в ній дуже мала зорянащільність, і, отже, дуже мала щільність матерії.

    Важливим натяком на те, як утворюються неправильні галактики, єрезультати порівняння їх світимостей з світності спіральних галактик.
    Майже всі вони значно слабкіше навіть найменш яскравих спіральних галактик.
    Спіральна галактика М33, яка представляє приблизно нижню межу діапазонусвітимостей спіральних галактик, все ще яскравіше Великого Магелланової Хмари --однією з найяскравіших не правильних галактик. Отже, відсутність спіральнихрукавів у неправильних галактик, мабуть, пов'язано з їх малістю.
    Можливо, це пов'язано також з величиною кутового моменту галактики іінтенсивністю турбулентних рухів в ній. Площини неправильних галактикщодо товщі, ніж у спіральних; це дозволяє припускати, щообертання зірок і газу настільки повільне, що спіральні рукави не виникають.
    З іншого боку, якщо обертання було б занадто повільним, то галактики несплющилася б до площині - неважливо, товстої або тонкої - і утвориласяб масивна карликова галактика.

    Насправді ми не можемо з упевненістю сказати, яка зв'язоккарликових еліптичних та неправильних карликових галактик. Згіднотрадиційними уявленнями, зірки в еліптичних галактиках дуже старі
    (їх вік 10 і більше мільярдів років), у той час як неправильнігалактики містять як старі, так і молоді зірки. Однак існуютьдеякі свідчення на користь того, що в деяких карликовихеліптичних галактиках - наприклад, у карликовій галактиці у сузір'ї
    Кіля - ще 2-3 мільярди років тому відбувався активний процесзореутворення, і під час цих епізодів вони могли виглядати, яккарликові неправильні галактики. Це важливий висновок, так як динамічніпояснення розходжень галактик цих двох типів доведеться відкинути у випадку,якщо вони можуть вільно переходити з одного типу в інший і назад.

    Є також галактики, для яких характерна відсутність ядра --потовщення, яке спостерігається в центральній частині.

    Такі галактики називають голкоподібні.

    На початку 60-х років ХХ століття було відкрито безліч далеких компактнихгалактик, з яких найбільш далекі за своїм виглядом не відрізняються від зірокнавіть у найсильніші телескопи. Від зірок вони відрізняються спектром, в якомувидно яскраві лінії випромінювання з величезними червоними зсувами,відповідними таким великим відстаней, на яких навіть найяскравішіпоодинокі зірки не можуть бути видно. На відміну від звичайних далекихгалактик, які, через поєднання справжнього розподілу енергії в їхспектрі і червоного зсуву виглядають червоними, найбільш компактнігалактики (називані також квазозвезднимі галактиками) мають блакитнийколір. Як правило, ці об'єкти в сотні разів яскравішими звичайних сверхгігантскіхгалактик, але є і більш слабкі. У багатьох галактик виявленерадіовипромінювання нетеплове природи, що виникає, згідно з теорією російськогоастронома І. С. Шкловського, при гальмуванні в магнітному полі електронів ібільш важких заряджених часток, що рухаються зі швидкостями, близькими дошвидкості світла (так зване сінхотронное випромінювання). Такі швидкостічастинки отримують в результаті грандіозних вибухів усередині галактик.

    Компактні далекі галактики, що мають потужний нетепловихрадіовипромінювання, називаються N-галактиками (або активні галактики).

    Зіркоподібні джерела з таким радіовипромінювання, називаються квазарами
    (квазозвезднимі радіоджерела), а галактики мають потужнийрадіовипромінювання і мають помітні кутові розміри, - радіогалактиками.
    Радіогалактики, що мають особливо потужне нетеплове радіовипромінювання, володіютьпереважно еліптичної формою, але зустрічаються і спіральні.

    Великий інтерес представляють так звані галактики Сейферта. Успектрах їх невеликих ядер є багато дуже широких яскравих смуг,що свідчать про потужні викиди газу з їх центру зі швидкостями,досягають кілька тисяч км/сек. Вчені припускают, що в центрахгалактик Сейферта знаходяться надмасивні чорні дірки, які викидаютьвелика кількість гравітаційної енергії. Частина енергії в нагрітій плазмівивільняється у вигляді гамма-випромінювання.

    Близькі до нас радіогалактики вивчені повніше, зокрема методамиоптичної астрономії. У деяких з них виявлені поки що непояснені до кінця особливості.

    При вивченні неправильної галактики М82 в сузір'ї Великої Ведмедиціамериканські астрономи А. Санджой і Ц. Ліндсі в 1963 році прийшли до висновку,що в її центрі близько 1,5 мільйонів років тому стався грандіозний вибух,в результаті якого на всі боки зі швидкістю близько 1000 км/сек буливикинуті струменя гарячого водню.

    Опір міжзоряного середовища завадило поширенню струменів газу векваторіальній площині, і вони потекли переважно в двохпротилежний напрямках уздовж осі обертання галактики. Цей вибух, по -очевидно, породив і безліч електронів зі швидкостями, близькими до швидкостісвітла, які стали причиною нетеплове радіовипромінювання.

    Таким чином, радіогалактики - це галактики, у яких ядраперебувають у процесі розпаду. Викинуті щільні частини, продовжуютьдробитися, можливо, утворюють нові галактики - сестри, або супутникигалактик меншої маси. При цьому швидкості розльоту осколків можуть досягативеличезних значень. Дослідження показали, що багато груп і навітьскупчення галактик розпадаються: їхні члени необмежено віддаляються один відодного, як якби вони всі були породжені вибухом.

    Хоча ми і просуваємося вперед, ще багато чого треба дізнатися про будовугалактик. Ми можемо досягти більшого, ніж просто описувати відмінності, миможемо для багатьох з них дати пояснення. Проте кількість невирішених проблемдосить велике і астрономам доведеться творчо обмірковувати їх наПричини відмінності галактик |

    Ще з часів Хаббла астрономи намагалися встановити, під дієюяких процесів галактики приймають ту чи іншу форму. У деяких зранніх теорій передбачалося, що різні типи галактик являють собоюеволюційну послідовність. Вважалося, що галактики виникають якоб'єкти одного типу і поступово в ході еволюції перетворюються на об'єктиіншого типу. Відповідно до однієї з таких гіпотез, галактики починають свійеволюційний шлях як еліптичні, потім у них розвивається галактикаструктура і, нарешті, ця структура розпадається і об'єкт перетворюється нахаотичну неправильну галактику. Інші астрономи припускалипротилежне напрямок еволюції: галактики виникають як неправильні,закручуючись, перетворюються на спіральні і завершують свою еволюцію в простійі симетричною еліптичної формі. В основі обох теорій була гіпотеза проте, що тип галактики пов'язаний з її віком. Жодна з теорій неспиралася на будь-який фізичний фундамент, і обидві були спростованібагаторічними дослідженнями. Як тільки астрономи зрозуміли процес зоряноїеволюції і навчилися визначати вік зірок (це стало можливо в 50-х

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !