Что понимается под галактикой
Что такое Галактика
Значение галактики
Галактика — это совокупность всех звёзд, звёздной пыли, газов, космических лучей, тёмной материи.
Галактики находятся во Вселенной.
Наша галактика — Млечный путь. Мы называем её нашей, потому что планета Земля находится именно там.
Галактики, в свою очередь, состоят из систем. В галактике Млечный путь размещена Солнечная система.
Солнечная система состоит из 8 планет (Земля — одна из них), которые вращаются вокруг Солнца. Помимо планет и Солнца, она включает в себя ещё и спутники и различные малые тела (кометы, космическую пыль, метеорные тела).
Во Вселенной много миллиардов галактик. Посмотрев на небо, мы можем увидеть только четыре из них: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.
Млечный путь называют также просто Галактикой. Для отличия от других галактик во Вселенной, когда речь идёт о Млечном пути, мы употребляем слово с заглавной буквы — Галактика.
Виды галактик
Американский астроном Эдвин Хаббл изучал Вселенную. Именно он предложил разделить галактики по видам в зависимости от их формы.
Галактика Млечный путь
Млечный путь — спиральная галактика.
В этой галактике находится Солнце, наша планета Земля и другие планеты. Они вращаются вокруг Солнца и образуют Солнечную систему.
Помимо Солнечной системы, в галактике есть более 200 миллионов звёзд, межзвёздных пыли и газа.
Размеры и строение галактики
Строение Млечного пути сравнивают с диском.
Галактика состоит из гало сферической формы (а это тёмная материя, звёзды и газ вместе). В центре находится чёрная дыра. Она растянулась на 100 000 световых лет (диаметр).
Как увидеть?
Млечный путь можно увидеть невооружённым глазом. Лучше всего его видно ночью, когда на небе нет облаков.
Особенно повезло жителям Южной части Земного шара. Галактику можно рассмотреть, находясь в Бразилии, Парагвае, на севере Аргентины, в ЮАР, Намибии, на юге Мадагаскара, а также в Центральной и Южной Австралии.
Узнайте про каждое Созвездие нашей Галактики.
Кто открыл Млечный путь?
Млечный путь наблюдали и использовали для навигации ещё древние греки и римляне.
Первым учёным, который представил доказательства строения нашей галактики, был итальянский астроном Галилео Галилей. В 1610 году с помощью телескопа он доказал, что Млечный путь состоит из множества звёзд.
А Эдвин Хаббл намного позже (в начале 20 века) открыл, что Млечный путь — это целая галактика.
Почему так называется?
По легенде смертная женщина Алкмена родила сына от Зевса, которого назвали Гераклом.
Богиню и жену Зевса Геру обуяла ревность, и она невзлюбила ребёнка.
С помощью хитрости богиня Афина (а по другой версии Гермес) заставили Геру накормить Геркулеса своим молоком.
Но Гера, узнав, что это за ребёнок, оттолкнула его. Пролитое молоко богини и образовало Млечный путь.
Узнайте больше про нашу Солнечную систему.
Чем галактика отличается от Вселенной?
Вселенная состоит из галактик.
Тех, которые мы можем увидеть своими глазами, — четыре: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.
Но учёные насчитывают около 100 миллионов галактик. Но так как нам видна не вся Вселенная, то их может быть гораздо больше.
К тому же галактики не считали вручную. Эта цифра примерная.
Учёные определили количество галактик в одной части Вселенной. А потом вывели их среднее число во всей Вселенной.
Читайте подробнее про Космологию и Астрономию.
Что такое галактика и какой она бывает
Когда люди смотрят в ночное небо, они видят завораживающее сияние миллиардов звезд, часть из которых входят в состав нашей галактики — Млечный Путь. Но звездных систем, звездных скоплений, удаленных от Земли на миллионы световых лет, и находящихся за пределами нашей галактики — бесконечное количество. Их изучение позволяет лучше понять происхождение и масштабы Вселенной.
Галактики — это крупные системы состоящие из звезд, межзвездного газа, звездных скоплений, пыли и темной материи которые связаны между собой силой гравитационного взаимодействия. Все элементы данных систем, наиболее крупных образований во Вселенной, как правило, двигаются относительно общего центра. Ученые предполагают, что существует не менее 3 трлн подобных скоплений. Все они находятся на большом удалении от Земли.
Ближайшие галактики, которые можно увидеть на небе невооруженным взглядом, — это Андромеда, Большое и Малое Магелланово облака и М33.
Происхождение и структурные компоненты
Слово «галактика» с древнегреческого языка переводится как «молочное кольцо». Ученые предполагают, что галактики появились в течение 150 млн лет после Большого взрыва. Точный возраст галактических систем определить трудно, так как их формирование может занимать от 1 до 2 млрд лет.
Звездные системы распространены по Вселенной неравномерно: в некоторых областях наблюдаются их скопления, в других образования встречаются редко.
Точные размеры галактик определить сложно, потому что резких границ они не имеют. Чем дальше от центра, тем меньше яркость находящихся в них звезд. Поэтому периферийные зоны иногда не попадают в поле зрения телескопов.
Системы галактик включают от 1 до 10 скоплений. Например, Млечный Путь, в котором находится Солнечная система, входит в Местную группу. Одиночные галактики встречаются крайне редко, чаще всего они объединяются в пары, трио и более крупные организации.
Объекты внутри систем отличаются друг от друга по массе, происхождению и химическому составу.
Типы галактик и их характеристики
Многообразие звездных систем побудило ученых задуматься об объединении их по внешнему виду, а также закономерностям проходящих внутри процессов. В 1925 г. Эдвин Хаббл предложил классификацию скоплений по их морфологии и дал им определение. Этот список без изменений используется и сегодня. Созданы и более детальные систематизации.
Эллиптические галактики (e)
Имеют форму эллипса. Включают в себя красные и холодные космические тела-гиганты. По данным астрономов, доля эллиптических звездных систем составляет 20% от всего объема. Существуют карликовые и гигантские скопления.
Галактики содержат много пыли и газа, но астрономы полагают, что системы эллиптической формы — это последний этап эволюции галактических систем. Сверхмассивные черные дыры, находящиеся в ядре наиболее древних образований, засасывают газ и пыль и тем самым тормозят их развитие.
Ближайшая к Земле галактика эллиптического типа, открытая в 1938 г. американским астрономом Харлоу Шеплом, находится в созвездии Скульптор. Она относится к карликовым сфероидальным системам и имеет отличительную особенность — высокое содержание металлических объектов (около 4% от общей массы). Такой показатель наблюдается в образованиях, расположенных на краю видимой Вселенной.
Спиральные галактики (s)
Представляют собой своеобразный звездный блин, который вращается вокруг своей оси и содержит до 500 млрд объектов. В центральной зоне наблюдается овальное вздутие — бандаж. Спиральные образования имеют два диска и благодаря множеству закрученных спиралевидных ветвей считаются наиболее красивым и завораживающим зрелищем в космосе.
В 1912 г. ученые выяснили, что Туманность Андромеды движется по направлению к Солнцу с впечатляющей скоростью — 300 км/ч. По прогнозам исследователей, через 3 млрд лет Туманность Андромеды столкнется с Млечным путем. Это означает, что в результате взаимодействия Солнечная система будет выброшена в космическое пространство, но разрушения планет не произойдет.
Неправильные галактики (Irr)
Не вписываются в структуру, созданную Хабблом, так как не могут быть описаны как образования эллиптической или спиральной формы. У них нет ядра, а движение звезд хаотично. Предположительно, раньше неправильные системы имели четкие границы, но под воздействием разных гравитационных сил деформировались.
Выделяют три подтипа галактик:
Примерами последних систем являются Большое и Малое Магеллановы облака (БМО и ММО), которые находятся в той области неба, которая относится к Южному полушарию (в России не наблюдаются). В диаметре они меньше Млечного пути в 30 раз и легче в 300 раз, удалены от галактики, в которой находится Земля, на 163 тыс. световых лет.
Первые наблюдения за ними были произведены в начале 1 тысячелетия н. э. Позже образования наблюдали Америго Веспуччи в 1503 г. и Фернан Магеллан в 1519 г. во время кругосветного путешествия. В честь последнего мореплавателя они и были названы.
Современные исследования стали возможны после запуска телескопа «Хаббл». В 2006 г. стало известно, что период вращения БМО составляет 250 млн лет.
С полярными кольцами
Галактики такой формы встречаются редко. Они имеют необычную форму (внешнее кольцо вращается непосредственно над полюсами) и внешне напоминают большой овал с перпендикулярно расположенным внутри малым овалом.
Поэтому существует предположение, что галактики образовались при слиянии двух систем. Изучение таких систем затруднено небольшим числом исследуемых объектов и их большой удаленностью.
Пример галактики с полярными кольцами — линзовидная система Центавра А, которая в космическом каталоге имеет номер NGC 5128. Она отличается интенсивным излучением и считается одной из самых активных радиогалактик.
Расстояние от Солнечной системы — 12 млн лет. Образование было открыто в 1826 г. английским ученым Джеймсом Данлопом, а в 1847 г. Джон Гершель составил подробное описание Центавры А. С помощью космического телескопа «Хаббл» и орбитальной установки «Обсерватория Эйнштейна» были обнаружены крупные квазары и нейтронные звезды.
Пекулярные галактики
Характеризуются искаженной структурой, причина которой — столкновение с другой галактикой или воздействие материи после выбросов космического вещества. Из-за индивидуальных особенностей их нельзя отнести к классификации Хаббла.
Как проходит изучение
Солнце, Луну, астероиды, кометы и другие космические объекты человечество активно исследует уже несколько тысяч лет.
Начиная со Средних веков ведущие ученые, такие как Галилео Галилей, Уильям Гершель и Шарль Мессье, наблюдали и фиксировали тысячи туманностей на небосводе, но их природу и структуру понять не могли.
Изучение галактик и понимание их разновидностей стало возможным только в начале 20-х гг., когда были сделаны первые фотографии ночного неба с длинной экспозицией. Тогда было доказано, что свечение идет извне Млечного пути.
Первые каталоги видимой части Вселенной были составлены Эдвином Хабблом. Он придумал классификацию звездных систем по их форме и морфологии происхождения.
Позже работа по изучению галактик была продолжена в разных странах мира: в СССР — Б. А. Воронцовым-Вельяминовым, в США — Ф. Цвикки и др. Интересные факты о галактиках были открыты в 1990 г., после запуска космической обсерватории «Хаббл». Начался виток развития внегалактической астрономии. Со временем появились подробные атласы и каталоги с координатами скоплений.
Современные телескопы могут наблюдать объекты, удаленные на многие миллионы световых лет от Земли. Расстояния чаще всего измеряются фотометрическим методом, когда за основу наблюдений берется объект с уже имеющимися характеристиками свечения.
Интересные факты
Познавательная информация о галактиках:
Светимость галактик измеряется в Lс и определяется количеством находящихся в них звезд. Существуют небольшие объекты с излучением в несколько миллионов Lс и гигантские системы с показателем в миллиарды Солнц.
Различные типы галактик во Вселенной
Наши знания о галактиках (в том числе о Млечном Пути) эволюционировали от философского мышления Аристотеля в 5-м веке до нашей эры до революционных открытий Эдвина Хаббла в начале 1920-х годов до крупных научных открытий в конце 20-го и 21-го века.
В наблюдаемой вселенной насчитывается около двух триллионов галактик или более. Большинство обнаруженных галактик на сегодняшний день имеют отличительные особенности и различаются по форме и размерам.
Чтобы классифицировать различные галактики, астрономы и исследователи используют морфологическую классификацию, известную как последовательность Хаббла (разработанная Эдвином Хабблом), которая помогает им точно изучать отдельные галактики.
Метод Хаббла был позже изменен французским астрономом Жераром де Вокулером в 1959 году. На основе этих классификаций и нескольких других характеристик мы обсудили различные типы галактик ниже.
Последовательность Хаббла
Схема классификации галактик по Хабблу
В 1926 году Эдвин Хаббл выдвинул первую в мире морфологическую схему классификации галактик; классификация Хаббла. Он распознает три основных типа галактик; Эллиптические, спиральные и линзовидные. Эти широкие категории галактик подразделяются на систему, называемую диаграммой камертона.
Эллиптические галактики
Эллиптические галактики, как правило, гладкие и безликие. Схема классификации Хаббла, разделить эти галактики на основе их скорости эллиптичности, E0, будучи почти сферической к E7, высоко вытянутой галактики.
Одной из наиболее примечательных особенностей эллиптических галактик является то, что они имеют очень небольшое количество открытых скоплений (группа из нескольких тысяч звезд) и низкий уровень звездообразования. Эти галактики обычно состоят из более старых, более развитых звезд.
Примеры эллиптических галактик: Messier 87, IC 1101 и Maffei 1 (ближайшая эллиптическая галактика).
Спиральные галактики
Рукава спиральной галактики отчетливо видны из-за присутствия в изобилии молодых, все еще формирующихся звезд.
Спиральная галактика с перемычкой
Предполагается, что эти галактические бары являются временными (они распадаются со временем) и вызваны либо выбросом энергии из ядра наружу, либо мощным приливным взаимодействием с соседней галактикой.
Примеры спиральных галактик с перемычкой: Млечный Путь, Галактика Андромеды и Галактика Водоворот.
Линзовидная (линзообразная) галактика
В самом центре системы Хаббла, где раздваиваются две ветви спиральных галактик, можно увидеть промежуточные галактики, обозначенные символом S0.
Эти типы галактик известны как линзовидные галактики. Они имеют яркую выпуклость в своей основе и имеют эллиптическую форму. Однако, в отличие от спиральных галактик, у них нет спиральных рукавов и они не производят новых звезд со значительной скоростью.
Система классификации галактик де Вокулера
Основываясь на последовательности Хаббла, французский астроном де Вокулер разработал расширение морфологической классификации галактики. Он утверждал, что классификация Хаббла неполна и не описывает их в полной мере.
В то время как система де Вокулер сохраняет первичную классификацию галактик, эллиптических, спиралевидных, линзовидных и неправильных, она вводит более детальную классификацию галактик, которая фокусируется на их кольцах, барах и спиральных рукавах.
Некоторые другие типы галактик основаны на их морфологии
Пекулярная галактика
Пекулярная галактика: Пекулярная галактика, как следует из названия, представляет собой галактику странной формы, размера и неизвестного состава. Только небольшой процент всех обнаруженных галактик относится к категории особых галактик. AGN (активные галактические ядра) и взаимодействующие галактики в настоящее время представляют собой два типа пекулярных галактик, идентифицированных астрономами.
Считается, что эти типы галактик являются результатом гравитационного перетягивания каната между двумя галактиками, когда они находятся очень близко друг к другу. Две пострадавшие стороны развивают своеобразные визуальные свойства из-за массового приливного взаимодействия.
Снимок объекта Хога, сделанный телескопом Хаббл. Предоставлен NASA/ESA.
Кольцевая Галактика: Кольцевая галактика содержит множество массивных, молодых и ярких звезд, окружающих относительно менее яркое ядро. Объект Хога является прекрасным примером кольцевых галактик, расположенных на расстоянии около 600 млн световых лет в созвездии Змеи.
Одной из ведущих теорий относительно их образования является гравитационное разрушение, вызванное близким проходом меньшей галактики вблизи ядра большей.
Неправильные галактики: те галактики, которые нельзя отнести ни к эллиптическим, ни к спиральным, известны как Нерегулярные галактики. Они имеют хаотичный вид и не имеют ни спиральной руки, ни центральной выпуклости. Нерегулярные галактики можно разделить на три подкатегории: галактики Irr-I, lrr-II и dI-галактики, ни одна из которых не совпадает со схемой Хаббла.
Активные галактики
В приведенном выше разделе мы рассмотрели галактики, основанные на их морфологии или их внешнем виде. Но если галактика, независимо от ее формы, содержит активное галактическое ядро, то она также может быть классифицирована как активная галактика.
Что такое активное галактическое ядро, спросите вы, ну, это компактная область вблизи центра галактики, которая имеет большую, чем обычно, светимость почти по всему электромагнитному спектру.
Активные галактики делятся на две категории; радио-тихие AGN и радио-громкие AGN. В радиомолчании AGN, таких, как галактики Сейферта, наблюдаются узкие, а иногда и широкие линии излучения, нечастое сильное рентгеновское излучение и слабая радиоструя. Другими типами радио-тихих AGN являются LINER, Quasar 2 и радио-тихие квазары.
Изображение, полученное телескопом Хаббла, показывает выброшенную струю материи из Мессье 87, активной галактики, движущейся почти со скоростью света.
Галактика со вспышкой звездообразования
Известно, что галактики со вспышками звезд генерируют новые звезды с исключительно высокой скоростью. Эта скорость настолько высока, что эти галактики обязаны использовать весь свой звездообразующий газовый резервуар намного быстрее, чем любые другие типы галактик. Большинство наблюдаемых галактик со звездными всплесками либо проходят через галактическое слияние, либо вот-вот столкнутся с ним.
На протяжении многих лет астрономы незначительно классифицировали галактики звездообразования на основе их отчетливых видимых характеристик. Это голубые компактные галактики, светящиеся инфракрасные галактики и галактики Вольфа-Райе. Один из них описан ниже.
Светящиеся инфракрасные галактики: инфракрасные галактики, скорее всего, представляют собой одиночные газообразные спирали, которые получают свою инфракрасную светимость либо от большого числа звезд, упакованных в компактную область, либо от активного галактического ядра. Считается, что светящаяся инфракрасная галактика имеют яркость более чем в 100 миллиардов раз больше, чем Солнце.
Обычно считается, что некоторые светящиеся инфракрасные галактики создают почти 100 новых звезд по сравнению только с 7 звездами Млечного Пути каждый год, таким образом, они поддерживают свои чрезвычайно высокие уровни яркости.
Галактики с низкой активностью
Галактика низкой поверхностной яркости: галактики этого типа в основном карликовые, и большая часть их вещества находится в газообразной водородной форме, а не в звездах. Они очень слабые из-за отсутствия звездообразования.
Что такое галактика
Узнав масштабы нашей вселенной люди осознали, что Земля не является центром мироздания. Уяснив, что даже громадная Солнечная система не весь мир, воображение зашкалило. Ведь все звёзды, что мы можем наблюдать, только малая часть огромнейшего образования – галактики.
Галактика — гигантское космические скопление звезд, газа и пыли, удерживаемые силами гравитации. Все объекты, входящие в состав галактики обращаются вокруг общего центра масс. Чаще всего это гигантское ядро, которое находится в центре, состоящее из черной дыры.
С появлением телескопа «Хаббл» астрономы начали наблюдения за далекими галактиками. Наблюдаемая часть Вселенной содержит их не менее 100 млрд. штук! Они распределены хаотично – есть районы сосредоточения плотных групп галактик, есть совсем пустынные области. Массы галактик колеблются от 10 7 до 10 12 масс нашего Солнца. Диаметры их составляют от 16 тыс. до 800 тыс. световых лет.
Галактические объединения и состав галактик
Галактики состоят всего из трех компонент:
Около 95% галактик собраны в группы. Минимальные группы насчитывают всего несколько десятков объектов, а большие — десятки тысяч. Сотни галактик объединяются в скопления, а тысячи – в сверхскопления.
Структура
Виды галактик
Столкновения
Столкновения галактик не редкий случай во Вселенной. С большой долей вероятности, и наш Млечный Путь испытал подобное около 2 млрд. лет назад. Поскольку расстояния между объектами очень велики, то при соприкосновении лишь некоторые из звёзд реально сталкиваются. Галактики имеют различные скорости, поэтому и процесс столкновения происходит всегда по-разному. Зачастую это переходит в слияние галактик, или они пролетают сквозь друг-друга.
Как они произошли
Есть две разных версии происхождения галактик:
Как изучают галактики
Великий Кант уже в 1755 году предвидел, что галактика может состоять из огромного количества звёзд и вращаться. У. Гершель в 1780 году подтвердил эту гипотезу. Он произвёл систематический подсчёт видимых светил, и на основе наблюдений ему удалось составить трёхмерную структуру Млечного Пути.
А в 1936 году галактики были классифицированы Э. Хабблом. Этой классификацией пользуются и ныне. Ему также удалось определить расстояние до Туманности Андромеды, правда, с большой погрешностью. Но главное, что было им установлено что Вселенная не ограничена Млечным Путём.
Виды галактик и их классификация с примерами
Галактика — что это такое простыми словами
Галактика — это система из звезд и их скоплений, космической пыли, межзвездного газа, планет и темной материи, все объекты которой связаны силами гравитации и двигаются по орбитам относительно центра масс.
Точное количество таких систем современной астрономии неизвестно. Но ученые предполагают существование двух триллионов. Все они расположены очень далеко от Земли, поэтому разглядеть невооруженным глазом можно лишь самые близкие:
Все галактики вращаются вокруг некоторого центра. И вместе они называются Вселенной.
Какие существуют виды, классификация
Продвигаясь в изучении космоса, астрономы предлагают все новые и новые варианты классификации. Но на текущий момент основной является версия американского ученого Эдвина Хаббла, основанная на делении по визуальным характеристикам. Согласно ей, галактики бывают:
Яркий пример неправильной галактики — широко известная система, состоящая из Большого и Малого Магеллановых облаков. В ней отсутствует значительное ядро, но есть много космической пыли, газа и молодых звезд.
К эллиптическому типу относятся Messier 87 и IC 1101, к спиральному — галактика Андромеды, Черный глаз, Водоворот, Сомбреро и Млечный путь, к линзовидному — NGC 1375, Колесо телеги.
Размеры большинства образований варьируются от 16 до 800 тысяч световых лет. Самые маленькие называются карликовыми. Самые большие — сверхгигантскими. Один из таких образцов обнаружен совсем недавно: это IC 1101, имеющий размер в 1 956 936.722 световых года.
Как образуются галактики
Галактики формируются из газопылевых облаков при возникновении гравитационной неустойчивости. Возникающее в какой-либо части материи Вселенной уплотнение становится причиной взаимного тяготения частиц, обособления участка, образования макротел.
Так появляются протогалактики — предшественницы будущих галактик. В них формируются протозвезды, в дальнейшем превращающиеся в звезды.
Столкновения галактик
Столкновения считаются частым явлением. При этом каждый из участников события в разных условиях претерпевает различные изменения.
К примеру, более массивные склонны притягивать и удерживать газ, окружающий менее массивные. А если соседний объект оказывается намного меньшим по размерам, то крупный забирает у него еще и темную материю.
При незначительной разнице в габаритах и массе в обеих системах возникают волны плотности газа, приводящие к появлению новых рукавов и звездообразованию.
Ученые считают, что наша галактика Млечный путь тоже была участником столкновения. И произошло это около 2 млрд лет назад.
Самые кардинальные изменения в структуре относятся к случаям максимального сближения, когда происходит слияние двух образований. На начальном этапе сливаются темные гало, затем участники процесса приближаются друг к другу по спирали. И в конце перемешиваются их звездные компоненты.