Различные типы галактик во вселенной

Астрофизические параметры и типы галактик

Первые исследования космоса, проведенные в начале XX века, дали обильную почву для размышлений. Обнаруженные в объектив телескопа космические туманности, которых со временем насчитали более тысячи, представляли собой интереснейшие объекты во Вселенной. Длительное время эти светлые пятна на ночном небе считались скоплениями газа, входящими в структуру нашей галактики. Эдвин Хаббл в 1924 году сумел измерить расстояние до скопления звезд, туманностей и сделал сенсационное открытие: эти туманности — ни что иное, как далекие спиралевидные галактики, самостоятельно странствующие в масштабах Вселенной.

Американский астроном впервые предположил, что наша Вселенная – это множество галактик. Исследования космоса в последней четверти XX века, наблюдения, сделанные с помощью космических аппаратов и техники, включая знаменитый телескоп Хаббл, подтвердили эти предположения. Космос безграничен и наш Млечный путь — далеко не самая крупная галактика во Вселенной и к тому же не является ее центром.

Усилиями Эдвина Хаббла мир получил систематизированную классификацию галактик, делящую их на три типа:

• спиральные;
• эллиптические;
• неправильные.

Эллиптические галактики и спиральные являются самыми распространенными типами. К ним относятся наша галактика Млечный Путь, а также соседняя с нами галактика Андромеда и многие другие галактики во Вселенной.

По классификации такие галактики обозначаются латинской буквой E. Все на сегодняшний день известные эллиптические галактики разделены на подгруппы E0-E7. Распределение по подгруппам осуществляется в зависимости от конфигурации: от галактик почти круглой формы (E0, E1 и E2)до сильно растянутых объектов с индексами E6 и E7. Среди эллиптических галактик встречаются карлики и настоящие гиганты, имеющие диаметры в миллионы световых лет.

К спиральным галактикам относятся два подтипа:

• галактики, представленные в виде пересеченной спирали;
• нормальные спирали.

Первый подтип выделяется следующими особенностями. По форме такие галактики напоминают правильную спираль, однако в центре такой спиральной галактики находится перемычка (бар), дающая начало рукавам. Такие перемычки в галактике обычно являются следствием физических центробежных процессов, делящих ядро галактики на две части. Существуют галактики с двумя ядрами, тандем которых и составляет центральный диск. Когда ядра встречаются, перемычка исчезает и галактика становится нормальной, с одним центром. Существует перемычка и в нашей галактике Млечный путь, в одном из рукавов которой находится наша Солнечная система. От Солнца к центру галактики путь по современным оценкам составляет 27 тыс. световых лет. Толщина рукава Ориона Лебедя, в котором пребывает наше Солнце и вместе с ним наша планета, составляет 700 тыс. световых лет.

В соответствии с классификацией спиральные галактики обозначаются латинскими буквами Sb. В зависимости от подгруппы, существуют и другие обозначения спиральных галактик: Dba, Sba и Sbc. Разница между подгруппами определяется длиной бара, его формой и конфигурацией рукавов.

Самый редкий тип — неправильные галактики. Эти вселенские объекты представляют собой крупные скопления звезд и туманностей, не имеющие четкой формы и структуры. В соответствии с классификацией они получили индексы Im и IO. Как правило, у структур первого типа диска нет или он слабо выражен. Нередко у таких галактик можно рассмотреть подобие рукавов. Галактики с индексами IO представляют собой хаотическое скопление звезд, облаков газа и темной материи. Яркими представителям такой группы галактик являются Большое и Малое Магелланово Облако.

Исходя из имеющейся классификации и по результатам исследований, можно с некоторой долей уверенности ответить на вопрос, сколько галактик во Вселенной и какого они типа. Больше всего во Вселенной спиральных галактик. Их более 55 % от общего количества всех вселенских объектов. Эллиптических галактик в два раза меньше — всего 22% от общего числа. Неправильных галактик, аналогичных Большому и Малому Магеллановым Облакам, во Вселенной только 5%. Одни галактики соседствуют с нами и находятся в поле зрения мощнейших телескопов. Другие находятся в самом дальнем пространстве, где преобладает темная материя и в объективе видна больше чернота бескрайнего космоса.

Другие галактики

Такой мы видим нашу Галактику. Если бы мы могли выбраться за ее пределы, то смогли бы увидеть Вселенную во всей ее первозданной красоте: огромное непроницаемо – черное пространство, по которому рассыпаны ярко освещенные галактики, как освещенные острова в ночном море. Млечный Путь сам по себе огромное космическое образование, но это только одна из 100 миллиардов галактик доступного для наблюдения космоса.

Хотя каждая галактика — это скопление миллионов солнц, но они расположены так далеко от нас, что воспринимаются как довольно тусклые туманности. С помощью маленького телескопа можно рассмотреть несколько десятков галактик. Ну а если использовать наисовременнейший мощный телескоп, то можно не только рассмотреть множество галактик, но и разглядеть в некоторых галактиках отдельные звезды.

Галактика Туманность Андромеды

Галактика Туманность Андромеды

В очень ясную ночь иногда удается разглядеть Галактику Туманность Андромеды, ближайшую соседку Млечного Пути. Причем для этого не нужен никакой оптический прибор. Так же, как Млечный Путь, туманность Андромеды — спираль. Более половины всех галактик имеют спиральную форму. Такие галактики, похожие на колесо деревенской прялки, содержат новые, старые и среднего возраста звезды.

Спиральные галактики

Они имеют форму плоского диска, центр которого очень яркий. Это и есть ядро. Более того, характеризуются такие галактики наличием спиральных рукавов. В зависимости от их закрученности разработали классификацию.

Схема строения спиральной галактики

Все спиральные галактики обозначаются буквой S. Sa-имеют сильно закрученные рукава; So-вообще не имеют рукавов, но их ядра отличительно светлые; Sb имеют среднюю степень закрученности рукавов, и практически не окружают ядро; Sc с менее закрученными рукавами, не окружающими ядро.

Спиральная галактика

Каталог Месье, можно сказать, общепринятый в астрономии. Месье изучал и охарактеризовал множество небесных объектов. Он составил каталог, где их описывал. К спиральным галактикам, по каталогу Месье, относятся галактики:

• Андромеда,
• Треугольник,
• Месье 74, 77, 90, 94, 100, 101 и 108.

Помимо того, спиральные галактики могут быть с перемычкой. (ссылка) Их характерной особенностью является то, что спирали направлены не от ядра, а от перемычек. Обозначают такие галактики Sb. В свою очередь, подразделяются они на Sba, Sbb, Sbc. Между собой отличаются по форме и длине перемычки. К этой группе Месье относил галактики: ⦁ Месье 58, 65, 95 и 109.

Бескрайние просторы Вселенной

Необъятные космические просторы, в которых собраны триллионы галактик, множество звездных систем, черные дыры, пустота, темная матери и т.п. — это и есть Вселенная. Вероятно, она таит в себе еще много других явлений и объектов, неизвестных нам. Предвидеть новые открытия — сложно, ведь она живет “своей жизнью”, находится в непрерывном движении.

Ученые полагают, что Вселенная образовалась в результате Большого взрыва. Ее возраст составляет 14 млрд лет. А ее границы… отсутствуют! Изучить ее целиком — невозможно, ведь изменения ее размеров происходят ежесекундно. Многие явления и объекты, которые находятся на ее просторах, до сих пор еще не изучены. Хотя нам, наблюдателям с Земли, кажется, что там все происходит закономерно и точно. Вполне вероятно, что где-то в просторах космоса, может существовать мир, идентичный нашему.

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.

Большая Медведица

Вам будет интересно:Культура ольмеков: исторические факты, повседневность, особенности

В 1995 году астрономы навели телескоп на то, что казалось пустым районом Большой Медведицы, и собрали наблюдения за десять дней. В результате в одном кадре было обнаружено около 3000 слабых галактик, которые стали тусклыми, подобно 30-й величине. Для сравнения: Полярная звезда имеет примерно вторую звездную величину. Эта составная часть изображения называлась глубоким полем «Хаббла» и была самой далекой из тех, что когда-либо видели во Вселенной.

Когда вышеупомянутый американский телескоп был основательно модернизирован, астрономы повторили эксперимент дважды. В 2003 и 2004 годах ученые обнаружили около 10 000 галактик в небольшом месте в созвездии Форнакс.

В 2012 году, снова с помощью модернизированных инструментов, ученые использовали телескоп, чтобы посмотреть на часть сверхглубокого поля. Даже в этом более узком поле зрения астрономы смогли обнаружить около 5500 галактик. Исследователи окрестили это «чрезвычайным глубоким полем».

Расстояния[править]

Объекты, ошибочно принятые за галактикиправить

Списки галактикправить

Местная группа

Страница: 0

en List of galaxies

Примечанияправить

1. Sky and Telescope, New Stars in a Galaxy’s Wake, 28 September 2007
2. NASA, ‘Orphan’ Stars Found in Long Galaxy Tail, 09.20.07
3. arXiv, H-alpha tail, intracluster HII regions and star-formation: ESO137-001 in Abell 3627, Fri, 8 June 2007 17:50:48 GMT
4. Universe Today, Galaxy Leaves New Stars Behind in its Death Plunge ; September 20th, 2007
5. Astronomy Knowledge Base, , UOttawa
6. SEDS, The Large Magellanic Cloud, LMC
7. SEDS, The Small Magellanic Cloud, SMC
8. UPI, Black hole found in Omega Centauri ,April 10, 2008 at 2:07 PM
9. Dave Snyder (February, 2000). «University Lowbrow Astronomers Naked Eye Observer’s Guide». Umich.edu. Retrieved 2008-11-01.
10. ↑ «Farthest Naked Eye Object». Uitti.net. Retrieved 2008-11-01.
11. SEDS, Messier 33
12. SEDS, Messier 81
13. Astrophys. J., 55, 406—410 (1922)
14. Astrophysical Journal, Centennial Issue, Vol. 525C, p. 569 ; Baade & Minkowski’s Identification of Radio Sources ; 1999ApJ…525C.569B
15. SEDS, Seyfert Galaxies
16. Astronomy and Astrophysics, v.357, p.L45-L48 (2000) III Zw 2, the first superluminal jet in a Seyfert galaxy ; 2000A&A…357L..45B
17. SEDS, Lord Rosse’s drawings of M51, his «Question Mark» «Spiral Nebula»
18. Sub-parsec-scale structure and evolution in Centaurus AIntroduction ; Tue November 26 15:27:29 PST 1996
19. ↑ The 2006 Giant Flare in PKS 2155—304 and Unidentified TeV Sources
20. ↑ Julie McEnery. «Time Variability of the TeV Gamma-Ray Emission from Markarian 421». Iac.es. Retrieved 2008-11-01.
21. bNet, Ablaze from afar: astronomers may have identified the most distant «blazar» yet, Sept, 2004
22. arXiv, Q0906+6930: The Highest-Redshift Blazar, 9 June 2004
23. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 384, Issue 3, pp. 875—885 ; Optical spectroscopy of Arp220: the star formation history of the closest ULIRG ; 03/2008 ; 2008MNRAS.384..875R
24. Chandra Proposal ID #01700041 ; ACIS Imaging of the Starburst Galaxy M82 ; 09/1999 ; 1999cxo..prop..362M
25.  ; 2001 ; ISBN 3-540-41472-X

Галактические вычисления

Эдвин Хаббл является основоположником галактических исследований. Он первый, кому удалось определить, как можно вычислить точное расстояние до галактики. В своих исследованиях он опирался на метод пульсирующих звезд, которые более известны как цефеиды. Ученый смог заметить связь между периодом, который нужен для завершения одной пульсации яркости, и той энергией, которую выделяет звезда. Результаты его исследований стали серьезным прорывом в области галактических исследований. Помимо этого, он обнаружил, что есть корреляция между красным спектром, излучаемым галактикой, и расстоянием до нее (постоянная Хаббла).

В наше время астрономы могут измерять расстояние и скорости галактики посредством измерения количества красного смещения в спектре. Известно, что все галактики Вселенной движутся друг от друга. Чем дальше галактика находится от Земли, тем больше ее скорость движения. 

Чтобы визуализировать данную теорию, достаточно представить себя за рулем авто, который двигается на скорости 50 км в час. Перед Вами едет авто быстрее на 50 км в час, что говорит о том, что скорость его передвижения составляет 100 км в час. Перед ним есть еще одно авто, которое движется быстрее еще на 50 км в час. Несмотря на то что скорость всех 3 машин будет разной на 50 км в час, первый автомобиль на самом деле движется от Вас на 100 км в час быстрее. Поскольку красный спектр говорит о скорости движения галактики от нас, получается следующее: чем больше красное смещение, тем, соответственно, галактика быстрее движется и тем большее ее расстояние от нас. 

Сейчас мы располагаем новыми инструментами, помогающими ученым в поисках новых галактик. Благодаря космическому телескопу Хаббла ученым удалось увидеть то, о чем раньше оставалось только мечтать. Высокая мощность этого телескопа обеспечивает хорошую видимость даже мелких деталей в ближних галактиках и позволяет изучать более дальние, которые никому еще не были известны. В настоящее время новые инструменты наблюдения космоса находятся в стадии разработки, а в скором будущем они помогут получить более глубокое понимание структуры Вселенной. 

Общие свойства галактик с активными галактическими ядрами

По мере накопления данных наблюдений, установлено существование непрерывной последовательности галактик с более или менее активными ядрами.

Эта последовательность начинается с обычных галактик, таких, как наша, активность ядер которых невелика, до галактик Сейферта и Маркаряна, в которых происходят в миниатюре те же явления, что и в квазаре.

Это качественное сходство привело к мысли, что источники энергии всех этих объектов могут быть одними и теми же, а именно — сверхкрупными черными дырами.

Материя, попадающая в черную дыру, образует растущий диск с двумя перпендикулярными к нему противоположно направленными выбросами материи и высвобождает огромное количество энергии. У этих черных дыр весьма заметная масса (от 100 млн. до 1 млрд. солнечных масс) и радиус порядка нескольких световых месяцев или часов.

Поэтому разнообразие активных ядер галактик только внешнее и зависит от ракурса, под которым происходит наблюдение.

Черная дыра – возможное «сердце» галактик с активными галактическими ядрами (АГЯ).

Если смотреть на диск с ребра, можно наблюдать за обоими выбросами материи, тогда как свет галактики будет затемнен пылью и ослаблен. Радиоволны неизменно будут проходить через сам диск. В этом случае мы имеем дело с радиогалактикой.

И напротив, если галактика сориентирована так, что выброс направлен вдоль линии зрения наблюдателя, то они проявляют себя бурно и изменчиво, как объекты BL созвездия Ящерицы.

И наконец, если растущий диск имеет косой наклон, можно наблюдать лишь один выброс, который имеет форму радиогалактики или квазара. Кроме того, квазары и галактики Сейферта, возможно, объекты одного и того же рода, находящиеся на разных этапах своей эволюции. Похоже, что квазары моложе, а галактики Сейферта — старше.

Список источников литературы

Открытый космос 8.31

2011, Россия, мини-сериал, 4 серии по 51 мин.

На сей раз нашему вниманию предлагается творение отечественных кинематографистов, снявших великолепный четырехсерийный сериал про космическую гонку.

Хотя, фильм не совсем про гонку. Но сняты все вехи покорения космоса отечественными академиками и космонавтами очень интересно. Не совсем, конечно, правдиво. Некоторые углы весьма и весьма сглажены. Но зато мы имеем возможность засмотреть на экране как все происходило от и до, от Жуля Верна и Циолковского до наших (или, почти наших, мировая премьера фильма состоялась в 2011 году) дней.

Все серьезные катастрофы, все перипетии ракетостроения, все значимые полеты освещены в этом проекте. Почему была закрыта американская программа «Спейс-Шатл», почему был затоплен «Мир», были ли американцы на Луне и почему туда больше никто не летает, почему «Буран» больше так ни разу и не отправляли в космос после первого полета и т. д.

Проект очень своеобразный, больше, скорее, про академиков и космонавтов, а ни про космос, но от этого менее интересным он не становится.

Что мы точно знаем о ней?

Мы абсолютно уверены в том, что Вселенная огромна, и с большой долей вероятности можем утверждать, что она неизмерима. Для измерения расстояний между космическими объектами используется совершенно «вселенская» единица – световой год. Это расстояние, которое луч света способен преодолеть за год.

Вещество, из которого состоит Вселенная, окружает нашу планету как минимум на расстоянии 93 миллиардов световых лет. Для сравнения, наша галактика занимает место, которое можно преодолеть за 100 тысяч световых лет.

Ученые разделяют космическое вещество на скопление атомов – понятную и изученную физическую материю, которую называют также барионным веществом. Однако большую часть Вселенной занимает неизученная темная энергия, свойства которой неизвестны ученым. Также немалую часть видимого пространства Вселенной занимает темная или скрытая масса, которую ученые называют невидимым веществом.

Скопление барионного вещества образует звезды, планеты и другие космические тела, которые, в свою очередь, образуют галактики. Последние находятся в движении и удаляются друг от друга. Ответить на вопрос о том, сколько галактик во Вселенной, с точностью невозможно.

Что ждет галактику Млечный Путь?

Полагают, что Млечный Путь появился из-за слияния меньших галактик. Этот процесс продолжается, так как к нам уже мчится галактика Андромеды, чтобы через 3-4 миллиарда лет создать гигантский эллипс.

Составное изображение галактик в Сверхскоплении Девы

Млечный Путь и Андромеда не существуют в изоляции, а входят в Местную группу, которая также является частью Сверхскопления Девы. На этой гигантской области (110 миллионов световых лет) располагается 100 групп и галактических скоплений.

Если вам так и не удалось полюбоваться родной галактикой, то сделайте это как можно скорее. Найдите тихое и темное место с открытым небом и просто насладитесь этой удивительной звездной коллекцией. Напомним, что на сайте есть виртуальная 3D-модель галактики Млечный Путь, позволяющая изучить все звезды, скопления, туманности и известные планеты в режиме онлайн. А наша карта звездного неба поможет отыскать все эти небесные тела на небе самостоятельно, если решили купить телескоп.

• Интересные факты о Млечном Пути;
• Почему наша галактика называется Млечный Путь;
• Кто открыл Млечный Путь?;
• Сколько проживет Млечный Путь?;
• Насколько стар Млечный Путь?;
• Млечный Путь с Земли;
• Сколько обитаемых планет в Млечном Пути?;

Положение и движение Млечного Пути

• Ближайшая галактика к Млечному Пути;
• Млечный Путь и Андромеда;
• Как сформировался Млечный Путь?;
• Как выглядит Млечный Путь?;
• Вращение Млечного Пути;
• Столкновение Млечного Пути;
• Насколько большой Млечный Путь?;

• Размеры Млечного Пути;
• Диаметр Млечного Пути;
• Масса Млечного Пути;
• Карта Млечного Пути;
• Где расположена Земля в Млечном Пути?;

Состав Млечного Пути

• Центр Млечного Пути;
• Выпуклость Млечного Пути;
• Черная дыра Млечного Пути;
• Сколько звезд в Млечном Пути;
• Сколько планет в Млечном Пути;

Галактики с собственными именами

Краткие итоги исследования

Мы исследовали фундаментальный вопрос о распределение плотности галактик во Вселенной. Мы анализируем эту задачу
несколькоми способами и обсуждаем последствия для эволюции галактики и космологии. Мы используем недавно полученные
массовые
функции
для галактик до z ∼ 8 для определения распределения плотности галактик во Вселенной. Наш основной вывод заключается
в том, что плотность числа галактик уменьшается с течением времени как $\phi_T(z) \sim t^{-1}$, где t – возраст
Вселенной.
      Далее мы обсуждаем последствия этого увеличения плотности числа галактик с
ретроспективного взгляда назад для множества ключевых астрофизических вопросов. Интегрируя плотность числа галактик
мы рассчитали количество
галактик во Вселенной,
значение которого составило $2.0 {+0.7\choose -0.6} \times {10^{12}}$ для $z = 8$, которое в принципе можно
наблюдать. Это примерно в десять раз больше, чем при прямом подсчете. Это означает, что нам еще предстоит
обнаружить большую
популяцию слабых далеких галактик.

В терминах астрофизической эволюции галактик мы показываем, что увеличение интегрируемых функций масс всех
галактик с красным смещением объясняется моделью слияния. Мы показываем, что простая модель слияния способна
воспроизводить снижение
числа галактик с временным масштабом слияния $\tau=1.29 ± 0.35 Gyr$. Полученная скорость слияния при z = 1.5
составляет R ∼ 0.05 слияний $Gyr^{−1}
Mpc^{−3}$, близко к значению, полученному при структурном и парном анализе. Большинство из этих сходящихся галактик
представляют собой системы с более низкой массой, увеличивающие со временем плотность числа галактик с нижнего
предела до
более высоких масс при вычислении общей плотности.

Наконец, мы обсуждаем последствия наших результатов для будущих исследований.

В будущем, поскольку функции масс становятся более известными благодаря лучшему моделированию SED и более глубоким
и более широким данным с JWST и Euclid / LSST, мы сможем более точно измерить общую плотность числа галактик и,
таким
образом, получить лучшую меру этой фундаментальной величины.