Галактики

Галактика — это огромное скопление звезд, звездных систем, межзвёздного газа и пыли, тёмной материи, связанные гравитацией в единую систему. Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс. Галактики — это невообразимо далекие астрономические объекты, расстояние до ближайших из них принято измерять в мегапарсеках, а до далёких — в единицах красного смещения z.

Как правило галактики содержат от нескольких миллионов до нескольких триллионов звезд. Кроме обычных звезд и межзвездной среды галактики также содержат различные туманности. Размеры галактик от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч световых лет. А расстояние между галактиками достигает миллионов световых лет.

Около 90 % массы галактик приходится на долю темной материи и энергии. Природа этих невидимых компонентов пока не изучена. Существуют свидетельства того, что в центре многих галактик находятся сверхмассивные чёрные дыры. Пространство между галактиками практически не содержит вещества и имеет среднюю плотностью меньше одного атома на кубический метр. Предположительно, в видимой части вселенной находится около 100 млрд. галактик.

По классификации, предложенной Хабблом в двадцатых годах 20 века существуют несколько видов галактик:

— эллиптические(E),
— линзообразные(S0),
— обычные спиральные(S),
— пересеченные спиральные или спиральные с перемычкой (SB),
— неправильные (Ir).

Эллиптические галактики

На фото: карликовая эллиптическая галактика в созвездии Андромеды М32. По Фабблу классифицирована как E2. М32 означает, что галактика зарегистрирована в каталоге Мессье под номером 32

Эллиптические галактики (E) — класс галактик с четко выраженной сферической структурой и уменьшающейся к краям яркостью. Они выглядят как нерезкий круг или эллипс, яркость которого быстро уменьшается от центра к периферии. Полагают, что в центре ярких эллиптических галактик находится массивная черная дыра. Размеры эллиптических галактик колеблются от нескольких пк до более 100 кпк*

[* кпк — килопарсек=1000 парсек. Парсек (пк) = 30,8568 трлн км (петаметров) = 3,2616 светового года.]

По форме эллиптические галактики очень разнообразны: бывают как шаровые, так и очень сплюснутые. В связи с этим они подразделены на 8 подклассов — от Е0 (круглая) до Е7 (сплюснутая).

Это наиболее простые по структуре галактики. Состоят, преимущественно, из звёзд следующих типов: старых красных и желтых гигантов, красных, желтых и белых карликов. Образование звезд в галактиках этого типа не происходит уже несколько миллиардов лет. Холодного газа, как и космической пыли почти нет; наиболее массивные галактики заполнены очень разреженным горячим газом с температурой более 1 000 000 К*, поэтому цвет этих галактик красноватый. Вращение обнаружено лишь у наиболее сжатых из эллиптических галактик.

[* K — Кельвин — единица измерения температуры.0 К = -272.15 градусов С ; 1 000 000 К = 999 726,85 С ]

Примерами эллиптических галактик служат галактики M32, M87 и M110.

Линзовидные галактики

На фото: эллиптическая галактика Верено (иначе: NGC 5866, MCG 9-25-17, ZWG 274.16) . Галактика наблюдается практически с ребра, что позволяет видеть тёмные области космической пыли, находящиеся в галактической плоскости. Находится на расстоянии примерно в 44 млн световых лет.

Линзовидные галактики похожи на эллиптические, но, кроме сфероидального компонента, имеют тонкий быстро вращающийся экваториальный диск, иногда с кольцеобразными структурами наподобие колец Сатурна. Линзовидные галактики практически не содержат газа и пыли. Поэтому процесс звездообразования происходит слишком медленно. Такие галактики состоят в основном из старых красноватых звезд-гигантов. По классификации Хаббла линзовидными являются классы S0, SB1, E8.

Спиральные галактики

На фото: спиральная галактика Андромеды M31 типа Sb. Ближайшая галактика Млечного Пути. Содержит примерно 1 триллион звёзд.

Спиральные галактики (S) — самый многочисленный тип — составляют около 50 % всех наблюдаемых галактик. Чаще всего наблюдаются за пределами скоплений галактик. Спиральная галактика состоит из почти сферического балджа (центр), окруженного плоским вращающимся диском, который, в свою очередь, окружен сферическим гало, диаметром близким к диаметру диска. Как правило, у галактики имеются две спиральные ветви, берущие начало в противоположных точках ядра, развивающиеся сходным, симметричным образом и теряющиеся в противоположных областях периферии галактики. Однако известны примеры большего, чем двух, числа спиральных ветвей в галактике. В других случаях спирали две, но они неравноправны — одна значительно более развита, чем другая.

Спиральные галактики с перемычкой (SB)— спиральные галактики с перемычкой из ярких звёзд, выходящей из центра и пересекающей галактику посередине. Спиральные ветви в таких галактиках начинаются на концах перемычек, тогда как в обычных спиральных галактиках они выходят непосредственно из ядра. Перемычка еще называется «бар». К ним, кстати, относится и наша Галактика Млечный Путь.

Спиральные галактики по Хабблу распределяются на категории a b с. Например:

Галактики Sa и SBa — галактики, у которых ветви развиты слабо, в некоторых случаях только намечаются. Ядра у таких галактик всегда большие, обычно составляют около половины наблюдаемого размера самой галактики. Из спиральных галактик Sa наименее выразительны, в них есть черты эллиптических галактик. Примером галактики типа Sa является NGC 3898. Эта галактика расположена в созвездии Большой Медведицы.

Следующий подкласс — Sb и SBb. У галактик этого типа спиральные ветви уже заметно развиты, но не имеют богатых разветвлений. Ядра меньше, чем у Sa. Примерами Sb могут служить галактики NGC 488, NGC 3521 и NGC 6384. Для этих трех галактик характерна множественность спиральных ветвей. В отличие от них, у галактики NGC 210, также типа Sb, только две легко выраженные почти не разветвленные спиральные ветви. Галактикой Sb является также известная туманность Андромеды (NGC 224).

Sc и SBc — Галактики с сильно развитыми, разделяющимися на несколько рукавов ветвями и малым в сравнении с ними ядром относятся к типу Sс . Яркими примерами спиралей типа Sc являются NGC 628, NGC 1232 и NGC 157.

Спиральные галактики, наблюдаются нами либо в плане, либо в три четверти. А как же выглядят спиральные галактики, если наблюдать их с ребра?

У всех спиральных галактик, наблюдаемых с ребра, видна темная полоса, как бы разделяющая галактику на две части. В нашей Галактике около ее плоскости симметрии сосредоточена темная пылевая материя, поэтому внегалактический наблюдатель, рассматривая Галактику с ребра, тоже должен видеть темную полосу, как бы разделяющую Галактику на две части. Следовательно, темная полоса, наблюдаемая в других спиральных галактиках, показывает, что и в них, как в нашей Галактике, имеется темная пылевая материя, сосредоточенная около плоскости симметрии.

Рукава спиральных галактик имеют голубоватый цвет, так как в них присутствует много молодых гигантских звёзд. Эти звёзды возбуждают свечение диффузных газовых туманностей, разбросанных вместе с пылевыми облаками вдоль спиральных ветвей. Цвет центральных сгущений — красновато-жёлтый, свидетельствующий о том, что они состоят в основном из звёзд спектральных классов G, K и M. Все спиральные галактики вращаются со значительными скоростями, поэтому звёзды, пыль и газы сосредоточены у них в узком диске. Вращение в подавляющем большинстве случаев происходит в сторону закручивания спиральных ветвей.

Неправильные галактики

На фото: галактика в созвездии Эридан NGC 1427A(другие обозначения — ESO 358-49, MCG −6-9-16, AM 0338-354, FCC 235, PGC 13500). Она находится на расстоянии 62 млн световых лет от Земли, входя в Скопление Печи. В галактику NGC 1427A входит большое число молодых горячих голубых звёзд, что свидетельствует об интенсивном формировании новых звёзд.

Неправильные галактики — это галактики, которые не обнаруживают ни спиральной ни эллиптической структуры. Чаще всего такие галактики имеют хаотичную форму без ярко выраженного ядра и спиральных ветвей. В процентном отношении составляют одну четверть от всех галактик. Большинство неправильных галактик в прошлом являлись спиральными или эллиптическими, но были деформированы гравитационными силами.

Существует два больших типа неправильных галактик:

1. Неправильные галактики первого типа (Irr I) представляют собой неправильные галактики, имеющие намеки на структуру, которых, однако, не достаточно, чтобы отнести их к последовательности Хаббла. Существует два подтипа таких галактик — обнаруживающих подобие спиральной структуры (Sm), и с отсутствием таковой (Im).

2. Неправильные галактики второго типа (Irr II) — это галактики, не имеющие никаких особенностей в своей структуре, позволяющих отнести их к последовательности Хаббла.

Третий подтип неправильных галактик — так называемые карликовые неправильные галактики, обозначаемые как dI или dIrrs. Этот тип галактик в настоящее время считается важным звеном в понимании общей эволюции галактик. Вызвано это тем, что они обнаруживают тенденцию низкого содержания металлов и экстремально высокого содержания газа и поэтому подразумеваются схожими с самыми ранними галактиками, заполнявшими Вселенную.