Как звали ученого который первым установил что все галактики отличаются по внешнему виду и структуре
Как звали ученого который первым установил что все галактики отличаются по внешнему виду и структуре
Тест разработан командой Videourok.net. Предназначен для закрепления изученной темы и проверки усвоенных знаний.
Другие звёздные системы — галактики
Классификация галактик Э. Хаббла.
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
Галактика удаляется от нас со скоростью 6700 км/с и имеет видимый угловой размер 2′. Определите расстояние (в Мпк) до этой галактики и её линейные размеры (в кпк). Значение постоянной Хаббла примите равной 67 (км/с)/Мпк. Ответы округлите до целого числа
R, кпк ___________________________
D, Мпк ___________________________
Как звали учёного, который первым установил, что все галактики отличаются по внешнему виду и структуре?
Составьте слово из букв:
Укажите истинность утверждений.
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Наша Галактика относится к типу SBb.
__ Галактика Андромеды является ближайшей к нам большой галактикой.
__ Галактика типа Е1 имеет меньшее сжатие по сравнению с галактикой типа Е5.
__ Наша Галактика относится к типу Sb.
__ Галактика типа Е1 имеет большее сжатие по сравнению с галактикой типа Е5.
Установите соответствие между названием галактики и её описанием.
Укажите соответствие для всех 5 вариантов ответа:
1) Эллиптические галактики
2) Спиральные галактики
3) Спиральные галактики с перемычкой
4) Неправильные галактики
5) Линзообразные галактики
__ класс сильно сплюснутых систем с центральным уплотнением и заметной спиральной структурой.
__ маломассивные галактики неправильной структуры.
__ класс галактик с хорошо выраженной сферической или эллипсовидной структурой.
__ галактики, которые потратили или потеряли свой межзвёздный газ, и поэтому частота формирования звёзд в них понижена.
__ галактики, в центральной части которых находится звёздная перемычка («бар»).
В спиральных галактиках области активного звёздообразования, которые состоят из молодых горячих звёзд.
На представленном рисунке укажите бар спиральной галактики.
Укажите место на изображении:
Укажите утверждения, которые верны для эллиптических галактик.
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) практически не имеют газа, пыли и молодых звёзд
2) содержат жёлтые и красные звёзды
3) состоят в основном из очень старых звёзд
4) имеют области активного звёздообразования
5) очень много межзвёздного газа (до 50 % массы)
Гигантские гравитационно-связанные системы звёзд и межзвёздного вещества, расположенные вне нашей Галактики.
Выберите один из 4 вариантов ответа:
Как звали ученого который первым установил что все галактики отличаются по внешнему виду и структуре
Рис. 6.12. «Красное смещение» в спектрах галактик
Для большинства галактик определить расстояние по наблюдениям цефеид оказывается невозможным. В этих случаях пользуются другими методами, среди которых наиболее надёжным считается определение расстояния по закону «красного смещения», открытому в 1929 г. американским астрономом Эдвином Хабблом (1889—1953). Он обнаружил, что в спектрах всех галактик (за исключением туманности Андромеды и других ближайших галактик) линии смещены к красному концу (рис. 6.12). Это «красное смещение» означало, что они удаляются от нашей Галактики.
Сравнив расстояние до галактик со скоростями их удаления, учёный установил, что между этими величинами существует весьма простая зависимость (закон Хаббла):
Этот закон дал возможность определить расстояние до наиболее далёких объектов во Вселенной, когда непригодны все другие способы, применяемые в астрономии. Определив скорость галактики по смещению линий в её спектре, можно вычислить расстояние до неё по формуле:
R = 
.
К настоящему времени измерены «красные смещения» и определены расстояния до нескольких миллионов галактик. От самых далёких из них свет идёт около 13 млрд лет.
Рис. 6.13. Классификация галактик по Хабблу
Рис. 6.14. Большое Магелланово Облако
Ближайшими и самыми яркими оказались две галактики неправильного типа, которые получили названия Большое и Малое Магеллановы Облака (рис. 6.14). Они хорошо видны невооружённым глазом в Южном полушарии неподалёку от Млечного Пути. Магеллановы Облака являются спутниками нашей Галактики, расстояние до Большого около 200 тыс. св. лет, до Малого — 170 тыс. св. лет. Среди всех известных галактик доля неправильных сравнительно невелика — всего 5%. Значительную часть массы их видимого вещества (до половины) составляет газ.
Установлено, что на роль тёмной материи не подходят ни газ, ни слабосветящиеся звёзды, ни другие объекты, состоящие из обычного вещества (протонов, нейтронов и электронов). Возможно, тёмная материя состоит из элементарных частиц подобно нейтрино, слабо взаимодействующих с обычным веществом.
Спиральные галактики, подобные нашей, являются наиболее распространёнными — примерно половина наблюдаемых галактик относится к этому типу. Их отличает наличие двух (иногда больше) спиральных рукавов, в которых сосредоточено много молодых ярких звёзд, светящихся газовых туманностей, а также холодных газопылевых облаков. Именно в спиральных рукавах происходит формирование звёзд из межзвёздного вещества.
Рис. 6.15. Структура спиральных ветвей: слева — в радиодиапазоне, справа — в оптическом
По современным представлениям, спиральные ветви — это волна повышенной плотности звёзд и газа, которая вращается вокруг центра галактики как твёрдое тело, — угловая скорость постоянна, а линейная увеличивается с увеличением расстояния от оси вращения. В ветвях нет постоянного состава звёзд и газа, они периодически вступают в область рукава. Проходя через них, волна уплотнения оказывает значительное влияние на газ — увеличение его плотности в несколько раз стимулирует начало процесса звёздообразования. Концентрация нейтрального водорода вдоль спиральных ветвей подтверждается данными радиоастрономии. Причём в одной и той же галактике (M51), по наблюдениям, в радиодиапазоне спиральные ветви прослеживаются значительно дальше от её центра, чем в оптическом диапазоне (рис. 6.15).
Те спиральные галактики, которые мы видим «с ребра», напоминают по внешнему виду чечевицу или диск с утолщением в середине (рис. 6.16). Это утолщение представляет собой центральную, наиболее плотную часть гало, которое принято называть «балдж» (английский синоним русского слова «утолщение»). Очевидно, так выглядит и наша Галактика.
Рис. 6.16. Спиральная галактика М102, видимая «с ребра»
Рис. 6.17. Эллиптическая галактика
Вторым по распространённости типом галактик (примерно 25% от их общего числа) являются эллиптические (рис. 6.17). У них нет ни диска, ни спиральных ветвей, а имеется только сферическая составляющая, которая состоит преимущественно из старых звёзд красного цвета и почти не содержит холодного газа. Вероятно, всё межзвёздное вещество ушло на образование этих звёзд.
Линзовидные галактики (тип S 0) похожи на спиральные тем, что у них есть и диск, и гало, но они, как и эллиптические, не имеют спиральных ветвей. Из общего числа галактик примерно 20% относится к этому типу.
Галактики одного и того же типа значительно отличаются друг от друга по размерам, числу звёзд и другим характеристикам. Самые маленькие среди них называют карликовыми. Несколько таких карликовых галактик входят в число спутников нашей Галактики (рис. 6.18).
Рис. 6.18. Карликовая галактика
Рис. 6.19. Местная группа галактик
Галактики, как и звёзды, редко бывают одиночными; гораздо чаще они наблюдаются в виде пар, небольших групп и даже скоплений, в которых объединяются тысячи галактик.
Наша Галактика вместе с известными галактиками Андромеды и Треугольника и расположенными в их окрестностях слабыми карликовыми галактиками образует Местную систему, в составе которой насчитывается около 40 объектов (рис. 6.19). Все они связаны гравитационными силами и не удаляются друг от друга.
Рис. 6.20. Скопление галактик в созвездии Волосы Вероники
Рис. 6.21. Взаимодействие галактик
Концентрация галактик в скоплениях бывает так велика, что они располагаются очень близко друг к другу. Их гравитационное взаимодействие вызывает значительное изменение формы галактик. Часто наблюдаются соединяющие их перемычки, которые состоят из звёзд или газа, а также уходящие далеко в сторону протяжённые «хвосты» (рис. 6.21). Первым к исследованию таких галактик, получивших название взаимодействующих, приступил Б. А. Воронцов-Вельяминов.
По современным представлениям все крупные галактики возникли не одномоментно, а постепенно увеличивали свою массу за счёт слияния более мелких объектов, которые подразделяют на большие (слияние галактик сопоставимой массы) и малые (массы галактик разнятся в несколько раз и более). Так, например, считается, что галактика NGC 5128 является результатом слияния эллиптической и спиральной галактик. Радионаблюдения обнаружили следы взаимодействия нашей Галактики с её ближайшими соседями — идущий к ней поток газа от Магеллановых Облаков. Вероятно, через несколько миллиардов лет их звёзды вольются в состав Галактики.
Рис. 6.22. Выброс вещества из ядра галактики
Среди взаимодействующих галактик и галактик, имеющих близких спутников, часто наблюдаются галактики с активными ядрами. Ядро любой галактики, её центральная часть, всегда выделяется своей яркостью. Небольшое число галактик (около 1%) имеет особенно яркие ядра, в которых происходит колоссальное выделение энергии. Их активность может проявляться по-разному. Во-первых, это очень большая мощность излучения (светимость) не только в оптической, но и в рентгеновской или инфракрасной части спектра. Светимость ядер таких галактик почти такая же, как светимость всей нашей Галактики. Излучение исходит из области, диаметр которой составляет примерно 1 пк, и заметно меняется порой за несколько месяцев или даже дней. Во-вторых, в ядре происходит движение газа со скоростями тысячи километров в секунду, что приводит к появлению длинных выбросов — джетов (рис. 6.22). В-третьих, мощные потоки электронов и протонов высокой энергии, идущие из ядра в двух противоположных направлениях, порождают синхротронное радиоизлучение.
Галактики с активными ядрами, являющиеся источниками радиоизлучения большой мощности, называют радиогалактиками (см. рис. 3 на цветной вклейке XVI). Их радиоизлучение может быть в десятки тысяч раз больше по мощности, чем радиоизлучение нашей Галактики или других, подобных ей. Характерно, что наиболее интенсивное радиоизлучение приходит от областей, которые располагаются примерно симметрично по обе стороны от галактики и значительно превосходят её по размерам (рис. 6.23).
Рис. 6.23. Радиоизлучение галактики Центавр А
Рис. 6.24. Квазар ЗС273
В квазарах наблюдаются такие явления, как изменение яркости, выброс струй вещества и т. п. (рис. 6.24). Вокруг квазаров, расположенных не слишком далеко, обнаружено свечение, состав и структуру которого можно объяснить присутствием звёзд. Вероятно, квазары представляют собой ядра далёких галактик, проявляющие очень высокую активность.
Изучение наиболее удалённых объектов позволяет «заглянуть» в прошлое. В самом деле, если расстояние до галактики (или квазара) составляет, например, 3 млрд св. лет, то мы наблюдаем этот объект не в том состоянии, в котором он находится в данный момент, а в том, в котором он находился 3 млрд лет тому назад. Возможно, что отсутствие квазаров поблизости от нашей Галактики свидетельствует о более высокой активности ядер галактик в далёком прошлом.
Окончательного ответа на вопрос об источниках высокой активности ядер галактик пока нет. Одной из возможных моделей, описывающих весь наблюдаемый комплекс явлений, считается наличие в ядрах чёрных дыр массой в десятки и сотни миллионов масс Солнца. В результате падения вещества на чёрную дыру должно выделяться огромное количество энергии, преобразуемой в электромагнитное излучение. В пользу такого предположения говорит наличие в ядрах целого ряда галактик больших масс несветящегося вещества, обнаруженного с помощью крупнейших наземных телескопов и космического телескопа «Хаббл».
Рис. 6.25. Ячеисто-сотовая структура Вселенной
Эти телескопы позволяют получить фотографии, на которых можно насчитать многие миллионы галактик. В их пространственном распределении наблюдается определённая закономерность — ячеисто-сотовая структура (рис. 6.25). Скопления и сверхскопления галактик располагаются так, что не заполняют всё пространство, а образуют лишь «стенки», которые отделяют друг от друга гигантские пустоты, в которых галактики практически не встречаются. Размер этих ячеек около 100 Мпк, а стенки имеют толщину всего 3—4 Мпк. Такая структура возникла в результате длительной эволюции всех объектов, наблюдаемых во Вселенной, самые общие свойства которой изучает космология.
В опросы 1. Как определяют расстояния до галактик? 2. На какие основные типы можно разделить галактики по их внешнему виду и форме? 3. Чем различаются по составу и структуре спиральные и эллиптические галактики? 4. Чем объясняется «красное смещение» в спектрах галактик? 5. Какие внегалактические источники радиоизлучения известны в настоящее время? 6. Что является источником радиоизлучения в радиогалактиках?
Другие звёздные системы — галактики
Урок 33. Астрономия 11 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Другие звёздные системы — галактики»
В нашей звёздной системе находится около 200—400 миллиардов звёзд и ярких туманностей. Из числа этих объектов в состав Галактики не входит лишь слабо заметное туманное пятно, видимое в созвездии Андромеды и напоминающее по форме пламя свечи. В 1924 году Эдвин Хаббл с помощью крупнейшего телескопа того времени обнаружил, что туманность Андромеды находится от нас на расстоянии более двух миллионов световых лет и представляет собой систему из огромного числа звёзд.
Последующее изучение других известных на то время туманностей показало, что все они также являются удалёнными гигантскими звёздными системами. Так были открыты новые объекты Вселенной — галактики.
В настоящее время под галактиками понимают гигантские гравитационно-связанные системы звёзд и межзвёздного вещества, расположенные вне нашей Галактики.
Интересно, что к началу 90-х годов ХХ века астрономам было известно всего около 30 галактик. Однако после запуска космического телескопа «Хаббл» и ввода в строй 10-метровых наземных телескопов число известных галактик резко возросло. И хотя их точное количество во Вселенной до сих пор неизвестно, но, по всей видимости, их порядка двух триллионов.
Диаметр большинства известных галактик колеблется от 5 до 250 килопарсек. Но есть среди них и супергиганты, как, например, галактика IC 1101. Она имеет диаметр более 600 килопарсек. И на 2017 год являлась самой большой из известных галактик.
Глядя на фотографии удалённых галактик нетрудно заметить, что они отличаются большим многообразием.
В 1936 году Эдвин Хаббл предложил классифицировать галактики по внешнему виду. Согласно этой классификации, существует четыре основных вида галактик: эллиптические галактики (тип Е), линзовидные галактики (тип S0), спиральные галактики (тип S) и неправильные галактики (Irr).
Эллиптические галактики — это класс галактик с хорошо выраженной сферической или эллипсовидной структурой. Наибольшее число звёзд в таких галактиках располагается вблизи её центра и плавно убывает к краю. Эллиптические галактики содержат только жёлтые и красные звёзды, практически не имеют газа, пыли и молодых звёзд высокой светимости.
По внешнему виду эллиптические галактики отличаются друг от друга в основном одной чертой — большим или меньшим сжатием. В связи с этим Хаббл предложил к буквенному обозначению галактики добавлять цифру от нуля до семи, которая характеризует эксцентриситет эллипса. Так, например, галактики Е0 имеют практически шарообразную форму, а Е7 — заметно вытянутую. Однако следует помнить, что число показывает не реальную форму галактики, а лишь её проекцию на небесную сферу.
Одним из основных типов галактик являются спиральные галактики. На их долю приходится около 55 % от общего числа всех изученных галактик. Они представляют собой сильно сплюснутые системы с центральным уплотнением — балджем, (в котором находится ядро галактики) — и заметной спиральной структурой. Диск спиральной галактики окружён большим сферическим гало. Оно состоит в основном из старых звёзд, сосредоточенных в шаровых скоплениях.
Спиральные же рукава представляют собой области активного звёздообразования и состоят по большей части из молодых горячих звёзд.
В зависимости от того, насколько плотно расположены рукава галактики, к её обозначению добавляются малые латинские буквы от а до d.
Примерно 2/3 спиральных галактик имеют в центральной части почти прямую звёздную перемычку — бар. Поэтому такие галактики стали называть спиральными галактиками с перемычкой.
Бар состоит в основном из ярких звёзд и пересекает галактику посередине. Спиральные ветви в таких галактиках начинаются на концах перемычек. Тогда как в обычных спиральных галактиках они выходят непосредственно из ядра.
В своей классификации Эдвин Хаббл типизи́ровал такие галактики, как SB и подразделил их на три подкатегории — в зависимости от того, насколько плотно скручены спиральные ветви.
Как вы, наверное, догадались, наша Галактика является спиральной с перемычкой.
Промежуточным типом между спиральными и эллиптическими галактиками являются линзовидные (или линзообразные) галактики. Внешне они очень похожи на эллиптические (если видны плашмя), но имеют сплюснутый звёздный диск. По структуре же они подобны спиральным галактикам, однако в них отсутствует плоская составляющая и очень слабо выражены спиральные ветви. Поэтому частота формирования звёзд в них понижена. В результате линзовидные галактики состоят в основном из очень старых звёзд.
И последний тип — это неправильные галактики. К ним относятся маломассивные галактики неправильной структуры. Чаще всего такие галактики имеют хаотичную форму без ярко выраженного ядра и спиральных ветвей. Но в них очень много межзвёздного газа — до 50 % от массы галактики. Поэтому в таких галактиках очень много молодых звёзд высокой светимости и областей ионизированного водорода.
Расстояния до ближайших галактик определяют по оценкам видимых звёздных величин цефеид:
Но для большинства далёких галактик такой метод не подходит. Однако ещё в 1912—1914 годах американский астроном Весто Слайфер заметил, что линии в спектрах далёких галактик смещены относительно их нормального положения в сторону красного конца спектра. В соответствии с эффектом Доплера это означало, что расстояние между наблюдателем с Земли и галактиками увеличивается.
Позже Эдвин Хаббл определил расстояния до некоторых галактик и их скорости. Из наблюдений следовало, что чем дальше от нас находится галактика, тем с большей скоростью она удаляется. При этом между этими величинами существует весьма простая линейная зависимость, которая получила название закона Хаббла.
В записанной формуле Н — это постоянная Хаббла. Она показывает, на сколько километров в секунду возрастает скорость галактик с увеличением расстояния до них на один мегапарсек (1 Мпк).
Постоянная Хаббла не является константой, то есть она изменяется со временем. Но термин «постоянная» оправдан тем, что в каждый данный момент времени во всех точках Вселенной постоянная Хаббла одинакова. По оценкам на 2016 год, она примерно равна 66,93 ± 0,62 (км/с)/Мпк.
Закон Хаббла дал возможность определить расстояние до наиболее далёких объектов во Вселенной.
Интересно, что благодаря этому закону в 1999 году Стивен Филлипс из Бристольского университета открыл новый тип ультракомпактных карликовых галактик. Это класс очень компактных галактик с крайне высокой плотностью звёздного населения. Их раньше упускали в связи с тем, что во время наблюдения из обычного телескопа они напоминают типичные отдельные звёзды находящиеся внутри нашей Галактики.
Большинство галактик группируются в скопления, которые принято делить на правильные и неправильные.
Правильные скопления в большинстве своём похожи на шаровые скопления звёзд. То есть для них характерна сферическая симметрия с сильной концентрацией галактик к центру. Типичное скопление такого типа наблюдается в созвездии Волосы Вероники и насчитывает несколько десятков тысяч галактик.
В 1933 году американский астроном Фриц Цвикки измерил радиальные скорости 8 галактик в этом скоплении и обнаружил, что для устойчивости скопления приходится предположить, что его полная масса в десятки раз больше, чем масса входящих в него звёзд. А изучение галактики Андромеды показало, что вращение звёзд вокруг её центра не уменьшается, как предсказывает небесная механика, а остаётся почти постоянной.
Это могло означать, что галактика на всём своём протяжении содержит значительную массу невидимого вещества, называемого скрытой массой или тёмной материей.
Установлено, что на роль тёмной материи не подходят ни газ, ни слабосветящиеся звёзды, ни другие объекты, состоящие из обычного вещества (протонов, нейтронов и электронов). Возможно, тёмная материя состоит из элементарных частиц, подобных нейтрино, слабо взаимодействующих с обычным веществом.
Иногда концентрация галактик в скоплениях бывает так велика, что они могут взаимодействовать друг с другом силами гравитации. Такие галактики принято называть взаимодействующими. Их гравитационное взаимодействие вызывает значительное изменение формы галактик.
Даже наша Галактика является взаимодействующей. В настоящий момент она поглощает одну карликовую галактику, находящуюся на противоположной от нас стороне галактического диска. Через несколько миллиардов лет она «проглотит» Магеллановы Облака, а через 4 миллиарда лет столкнётся с галактикой Андромеды. В результате столкновения в течение примерно 1—2 миллиардов лет галактики сольются в одну гигантскую звёздную систему.
У большинства галактик можно выделить яркую центральную часть — ядро. Эта область отличается большой звёздной плотностью и яркостью. В ядрах некоторых галактик происходит колоссальное выделение энергии, которое нельзя объяснить излучением или взрывами обычных звёзд. Такие галактики получили название галактик с активными ядрами. Их активность проявляется по-разному. Например, это может быть большая мощность излучения в коротковолновых областях спектра или же мощные выбросы струй газа — джеты.
В 1960 году во время радиообзора неба Аллан Сандэйж и Томас Мэттьюс обнаружили объект, который сильно напоминал активные ядра галактик. Но при этом в небе он выглядел как обычная звёздочка 13 звёздной величины. Изучение спектра объекта показало наличие в нём ярких линий излучения, которые напоминают спектры газовых туманностей, а сами линии были сильно смещены в красную область спектра, как в спектрах далёких галактик. Так были открыты квазары — класс астрономических объектов, являющихся одними из самых ярких в видимой Вселенной. Их мощность излучения в десятки, а иногда и в сотни раз превышает суммарную мощность всех звёзд таких галактик, как наша.
Природа активности радиоизлучения квазаров точно пока не установлена. По одной из теорий, они представляют собой галактики на начальном этапе развития. А источником излучения является аккреционный диск сверхмассивной чёрной дыры, находящейся в центре галактики.
§ 26. Другие звёздные системы — галактики
Наиболее яркие галактики были включены в каталог, составленный Мессье ещё в XIX в., когда их природа была совершенно неизвестна. Так, туманность Андромеды по этому каталогу обозначена М31. В «Новый общий каталог» (New General Catalog), который содержит сведения об объектах далёкого космоса, в том числе о более чем 13 тыс. галактик, она включена как NGC 224. В состав всех галактик входят звёзды, межзвёздный газ и тёмная материя. Но их относительное содержание в галактиках различного типа существенно отличается.
Для большинства галактик определить расстояние по наблюдениям цефеид оказывается невозможным. В этих случаях пользуются другими методами, среди которых наиболее надёжным считается определение расстояния по закону «красного смещения», открытому в 1929 г. американским астрономом Эдвином Хабблом (1889— 1953). Он обнаружил, что в спектрах всех галактик (за исключением туманности Андромеды и других ближайших галактик) линии смещены к красному концу (рис. 6.12). Это «красное смещение» означало, что они удаляются от нашей Галактики.
Сравнив расстояние до галактик со скоростями их удаления, учёный установил, что между этими величинами существует весьма простая зависимость (закон Хаббла):
где υ — скорость галактики, R — расстояние до неё, а Н — коэффициент пропорциональности, называемый теперь постоянной Хаббла. По современным данным, величина H составляет 69 км/(с • Мпк).
К настоящему времени измерены «красные смещения» и определены расстояния до нескольких миллионов галактик. От самых далёких из них свет идёт около 13 млрд лет.
По внешнему виду и структуре галактики весьма разнообразны, однако большинство из них хорошо укладывается в предложенную Хабблом ещё в 1923 г. простую и стройную классификацию (рис. 6.13). Все галактики были разбиты на три типа: эллиптические — Е, спиральные — S и неправильные (иррегулярные) — I. Форма эллиптических галактик различна: от почти круглой до очень сильно сплюснутой. В спиральных галактиках выделены два подтипа: нормальные спирали, у которых спиральные рукава начинаются непосредственно из центральной области (см. рис. 1 на цветной вклейке XVI), и пересечённые спирали, у которых рукава выходят не из ядра, а связаны с перемычкой, проходящей через центр галактики.
Ближайшими и самыми яркими оказались две галактики неправильного типа, которые получили названия Большое и Малое Магеллановы Облака (рис. 6.14). Они хорошо видны невооружённым глазом в Южном полушарии неподалёку от Млечного Пути. Магеллановы Облака являются спутниками нашей Галактики, расстояние до Большого около 200 тыс. св. лет, до Малого — 170 тыс. св. лет. Среди всех известных галактик доля неправильных сравнительно невелика — всего 5%. Значительную часть массы их видимого вещества (до половины) составляет газ.
Однако оказалось, что определить точную массу галактик практически невозможно. Согласно исследованиям, почти у каждой из галактик (в том числе и у нашей Галактики) обнаружено существование обширных корон из тёмного вещества, так называемой скрытой массы или тёмной материи. По расчётам, её масса в несколько раз превышает общую массу всех наблюдаемых объектов галактики. Выяснилось также, что между галактиками в их скоплениях находится газ, разогретый до температуры более 10 млн К. Его полная масса сравнима с суммарной массой всех галактик скопления. Такую массу очень горячего газа гравитационные силы галактик могут удержать лишь в том случае, если в скоплении также существует тёмная материя.
Установлено, что на роль тёмной материи не подходят ни газ, ни слабосветящиеся звёзды, ни другие объекты, состоящие из обычного вещества (протонов, нейтронов и электронов). Возможно, тёмная материя состоит из элементарных частиц подобно нейтрино, слабо взаимодействующих с обычным веществом.
Спиральные галактики, подобные нашей, являются наиболее распространёнными — примерно половина наблюдаемых галактик относится к этому типу. Их отличает наличие двух (иногда больше) спиральных рукавов, в которых сосредоточено много молодых ярких звёзд, светящихся газовых туманностей, а также холодных газопылевых облаков. Именно в спиральных рукавах происходит формирование звёзд из межзвёздного вещества.
По современным представлениям, спиральные ветви — это волна повышенной плотности звёзд и газа, которая вращается вокруг центра галактики как твёрдое тело, — угловая скорость постоянна, а линейная увеличивается с увеличением расстояния от оси вращения. В ветвях нет постоянного состава звёзд и газа, они периодически вступают в область рукава. Проходя через них, волна уплотнения оказывает значительное влияние на газ — увеличение его плотности в несколько раз стимулирует начало процесса звёздообразования. Концентрация нейтрального водорода вдоль спиральных ветвей подтверждается данными радиоастрономии. Причём в одной и той же галактике (М51), по наблюдениям, в радиодиапазоне спиральные ветви прослеживаются значительно дальше от её центра, чем в оптическом диапазоне (рис. 6.15).
Те спиральные галактики, которые мы видим «с ребра», напоминают по внешнему виду чечевицу или диск с утолщением в середине (рис. 6.16). Это утолщение представляет собой центральную, наиболее плотную часть гало, которое принято называть «балдж» (английский синоним русского слова «утолщение»). Очевидно, так выглядит и наша Галактика.
Вторым по распространённости типом галактик (примерно 25% от их общего числа) являются эллиптические (рис. 6.17). У них нет ни диска, ни спиральных ветвей, а имеется только сферическая составляющая, которая состоит преимущественно из старых звёзд красного цвета и почти не содержит холодного газа. Вероятно, всё межзвёздное вещество ушло на образование этих звёзд.
Линзовидные галактики (тип S0) похожи на спиральные тем, что у них есть и диск, и гало, но они, как и эллиптические, не имеют спиральных ветвей. Из общего числа галактик примерно 20% относится к этому типу.
Галактики одного и того же типа значительно отличаются друг от друга по размерам, числу звёзд и другим характеристикам. Самые маленькие среди них называют карликовыми. Несколько таких карликовых галактик входят в число спутников нашей Галактики (рис. 6.18).
Галактики, как и звёзды, редко бывают одиночными; гораздо чаще они наблюдаются в виде пар, небольших групп и даже скоплений, в которых объединяются тысячи галактик.
Наша Галактика вместе с известными галактиками Андромеды и Треугольника и расположенными в их окрестностях слабыми карликовыми галактиками образует Местную систему, в составе которой насчитывается около 40 объектов (рис. 6.19). Все они связаны гравитационными силами и не удаляются друг от друга.
Как звали ученого который первым установил что все галактики отличаются по внешнему виду и структуре
§ 26. Другие звездные системы — галактики
Наиболее яркие галактики были включены в каталог, составленный Мессье еще в XIX в. Так, туманность Андромеды по этому каталогу обозначена М31. В «Новый общий каталог» ( New General Catalog ), который содержит сведения о более чем 13 000 галактик, она включена как NGC 224. В состав всех галактик входят звезды, межзвездный газ и пыль. Но их относительное содержание в галактиках различного типа существенно отличается.
Для большинства галактик определить расстояние по наблюдениям цефеид оказывается невозможным. В этих случаях пользуются другими методами, среди которых наиболее надежным считается определение расстояния по закону «красного смещения», открытому в 1929 г. американским астрономом Эдвином Хабблом (1889—1953). Он обнаружил, что в спектрах всех галактик (за исключением туманности Андромеды и других ближайших галактик) линии смещены к красному концу (рис. 6.12). Это «красное смещение» означало, что они удаляются от нашей Галактики. Сравнив расстояние до галактик со скоростями их удаления, ученый установил, что между этими величинами существует весьма простая зависимость (закон Хаббла):
где 
— скорость галактики, R — расстояние до нее, а H — коэффициент пропорциональности, называемый теперь постоянной Хаббла. По современным данным, наиболее вероятное значение Н лежит в пределах 60—80 км/(с • Мпк).
Этот закон дал возможность определить расстояние до наиболее далеких объектов во Вселенной, когда непригодны все другие способы, применяемые в астрономии. Определив скорость галактики по смещению линий в ее спектре, можно вычислить расстояние до нее по формуле:
К настоящему времени измерены «красные смещения» и определены расстояния до нескольких тысяч галактик. От самых далеких из них свет идет около 10 млрд лет.
По внешнему виду и структуре галактики весьма разнообразны, однако большинство из них хорошо укладывается в предложенную Хабблом еще в 1923 г. простую и стройную классификацию (рис. 6.13). Все галактики были разбиты на три типа: эллиптические — Е, спиральные — S и неправильные (иррегулярные) — I. Форма эллиптических галактик различна: от почти круглой до очень сильно сплюснутой. В спиральных галактиках выделены два подтипа: нормальные спирали, у которых спиральные рукава начинаются непосредственно из центральной области, и пересеченные спирали, у которых рукава вы ходят не из ядра, а связаны с перемычкой, проходящей через центр галактики.
Ближайшими и самыми яркими оказались две галактики неправильного типа, которые получили названия Большое и Малое Магеллановы Облака. Они хорошо видны невооруженным глазом в южном полушарии неподалеку от Млечного Пути. Магеллановы Облака являются спутниками нашей Галактики, расстояние до Большого около 200 тыс. св. лет, до Малого — 170 тыс. св. лет. Среди всех известных галактик доля неправильных сравнительно невелика— всего 5%. Значительную часть их массы (до половины) составляет газ.
Спиральные галактики, подобные нашей, являются наиболее распространенными — примерно половина наблюдаемых галактик относится к этому типу. Их отличает наличие двух (иногда больше) спиральных рукавов, в которых сосредоточено много молодых ярких звезд, светящихся газовых туманностей, а также холодных газопылевых облаков. Именно в спиральных рукавах происходит формирование звезд из межзвездного вещества.
По современным представлениям, спиральные ветви — это волна повышенной плотности звезд и газа, которая вращается вокруг центра галактики как твердое тело, — угловая скорость постоянна, а линейная увеличивается с увеличением расстояния от оси вращения. В ветвях нет постоянного состава звезд и газа, они периодически вступают в область рукава. Проходя через них, волна уплотнения оказывает значительное влияние на газ — увеличение его плотности в несколько раз стимулирует начало процесса звездообразования. Концентрация нейтрального водорода вдоль спиральных ветвей подтверждается данными радиоастрономии. Причем в той же галактике (М51) по наблюдениям в радиодиапазоне спиральные ветви прослеживаются значительно дальше от ее центра, чем в оптическом диапазоне (рис. 6.15).
Те спиральные галактики, которые мы видим «с ребра», напоминают по внешнему виду чечевицу или диск с утолщением в середине (рис. 6.16). Это утолщение представляет собой центральную, наиболее плотную часть гало, которое принято называть балдж (английский синоним русского слова «утолщение»). Очевидно, так выглядит и наша Галактика.
Вторым по распространенности типом галактик (примерно 25% от их общего числа) являются эллиптические (рис. 6.17). У них 
нет ни диска, ни спиральных ветвей, а имеется только сферическая составляющая, которая состоит преимущественно из старых звезд красного цвета и почти не содержит холодного газа. Вероятно, все межзвездное вещество ушло на образование этих звезд.
Линзовидные галактики похожи на спиральные тем, что у них есть и диск, и гало, но они, как и эллиптические, не имеют спиральных ветвей. Из общего числа галактик примерно 20% относится к этому типу.
Галактики одного и того же типа значительно отличаются друг от друга по размерам, числу звезд и другим характеристикам. Самые маленькие среди них называют карликовыми. Несколько таких карликовых галактик входят в число спутников нашей Галактики (рис. 6.18).
Галактики, как и звезды, редко бывают одиночными; гораздо чаще они наблюдаются в виде пар, небольших групп и даже скоплений, в которых объединяются тысячи галактик.
Наша Галактика вместе с известными галактиками Андромеды и Треугольника и расположенными в их окрестностях слабыми карликовыми галактиками образует Местную систему, в составе которой насчитывается около 40 объектов. Все они связаны гравитационными силами и не удаляются друг от друга.
Большинство галактик группируется в скопления, которые делятся на два типа: правильные и неправильные. Правильные скопления галактик во многом напоминают шаровые звездные скопления, для которых характерна сферическая симметрия с сильной концентрацией галактик к центру. Типичное скопление такого типа размером около 4 Мпк, которое наблюдается в созвездии Волосы Вероники, насчитывает несколько десятков тысяч галактик (рис. 6.20).
Концентрация галактик в скоплениях бывает так велика, что они располагаются очень близко друг к другу. Их гравитационное взаимодействие вызывает значительное изменение формы галактик. Часто наблюдаются соединяющие их перемычки, которые состоят из звезд или газа, а также уходящие далеко в сторону протяженные «хвосты» (рис. 6.21). Первым к исследованию таких галактик, получивших название взаимодействующих, приступил Б. А. Воронцов-Вельяминов.
В настоящее время известно несколько сот случаев, когда галактики слились вместе и образовали единую систему. Так, например, считается, что галактика NGC5128 является ре зультатом слияния эллиптической и спиральной галактик. Радионаблюдения обнаружили следы взаимодействия нашей Галактики с ее ближайшими соседями — идущий к ней поток газа от Магеллановых Облаков. Вероятно, через несколько миллиардов лет их звезды вольются в состав Галактики.
Среди взаимодействующих галактик и галактик, имеющих близких спутников, часто наблюдаются галактики с активными ядрами. Ядро любой галактики, ее центральная часть, всегда выделяется своей яркостью. Небольшое число галактик (около 1%) имеет особенно яркие ядра, в которых происходит колоссальное выделение энергии. Их активность может проявляться по-разному. Во-первых, это очень большая мощность излучения (светимость) не только в оптической, но и в рентгеновской или инфракрасной части спектра. Светимость ядер таких галактик почти такая же, как светимость всей нашей Галактики. Излучение исходит из области, диаметр которой составляет примерно 1 пк, и заметно меняется порой за несколько месяцев или даже дней. Во-вторых, в ядре происходит движение газа со скоростями тысячи километров в секунду, что приводит к появлению длинных выбросов — джетов (рис. 6.22). В-третьих, мощные потоки электронов и протонов высокой энергии, идущие из ядра в двух противоположных направлениях, порождают синхротронное радиоизлучение.
Галактики с активными ядрами, являющиеся источниками радиоизлучения большой мощности, называют радиогалактиками. Их радиоизлучение может быть в десятки тысяч раз больше по мощности, чем радиоизлучение нашей Галактики или других, подобных ей. Характерно, что наиболее интенсивное радиоизлучение приходит от областей, которые располагаются примерно симметрично по обе стороны от галактики и значительно превосходят ее по размерам (рис. 6.23).
Радиоастрономические наблюдения позволили обнаружить также самые мощные из всех известных во Вселенной источники видимого и инфракрасного излучений, которые назвали квазарами. Это слово является сокращением полного их названия — квазизвездные радиоисточники. На фотографиях квазары действительно выглядят как звезды, причем самый яркий из них виден как звезда 13-й звездной величины. Однако их спектры, содержащие яркие линии излучения, напоминают спектры газовых туманностей, а сами линии сильно смещены в красную сторону спектра, как в спектре далеких галактик. Оказалось, что даже наиболее близкие квазары расположены дальше большинства известных галактик, на расстояниях порядка 1 млрд св. лет. Самые далекие квазары наблюдаются на расстояниях до 15 млрд св. лет. На таких огромных расстояниях они могут быть обнаружены только вследствие большой светимости, которая значительно превышает светимость нашей Галактики, иногда в несколько сот раз. В настоящее время известны тысячи квазаров.
В квазарах наблюдаются такие явления, как изменение яркости, выброс струй вещества и т. п. (рис. 6.24). Вокруг квазаров, расположенных не слишком далеко, обнаружено свечение, состав и структуру которого можно объяснить присутствием звезд. Вероятно, квазары представляют собой ядра далеких галактик, проявляющие очень высокую активность. Изучение наиболее удаленных объектов позволяет «заглянуть» в прошлое. В самом деле, если расстояние до галак тики (или квазара) составляет, например, 3 млрд св. лет, то мы наблюдаем этот объект не в том состоянии, в котором он находится в данный момент, а в том, в котором он находился 3 млрд лет тому назад. Возможно, что отсутствие квазаров поблизости от нашей Галактики свидетельствует о более высокой активности ядер галактик в далеком прошлом.
Окончательного ответа на вопрос об источниках высокой активности ядер галактик пока нет. Одной из возможных моделей, описывающих весь наблюдаемый комплекс явлений, считается наличие в ядрах черных дыр массой в десятки и сотни миллионов масс Солнца. В результате падения вещества на черную дыру должно выделяться огромное количество энергии, преобразуемой в электромагнитное излучение. В пользу такого предположения говорит наличие в ядрах целого ряда галактик больших масс несветящегося вещества, обнаруженного с помощью крупнейших наземных телескопов и космического телескопа им. Хаббла.
Эти телескопы позволяют получить фотографии, на которых можно насчитать многие миллионы галактик. В их пространственном распределении наблюдается определен ная закономерность — ячсисто-сотовая структура (рис. 6.25). Скопления и сверхскопления галактик располагаются так, что не заполняют все пространство, а образуют лишь «стенки», которые отделяют друг от друга гигантские пустоты, в которых галактики практически не встречаются. Размер этих ячеек около 100 Мпк, а стенки имеют толщину всего 3 — 4 Мпк. Такая структура возникла в результате длительной эволюции всех объектов, наблюдаемых во Вселенной, самые общие свойства которой изучает космология.
1. Как определяют расстояния до галактик?
2. На какие основные типы можно разделить галактики по их внешнему виду и форме?
3. Чем различаются по составу и структуре спиральные и эллиптические галактики?
4. Чем объясняется красное смещение в спектрах галактик?
5. Какие внегалактические источники радиоизлучения известны в настоящее время?
6. Что является источником радиоизлучения в радиогалактиках?
Тест разработан командой Videourok.net. Предназначен для закрепления изученной темы и проверки усвоенных знаний.
Другие звёздные системы — галактики
Классификация галактик Э. Хаббла.
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
Галактика удаляется от нас со скоростью 6700 км/с и имеет видимый угловой размер 2′. Определите расстояние (в Мпк) до этой галактики и её линейные размеры (в кпк). Значение постоянной Хаббла примите равной 67 (км/с)/Мпк. Ответы округлите до целого числа
R, кпк ___________________________
D, Мпк ___________________________
Как звали учёного, который первым установил, что все галактики отличаются по внешнему виду и структуре?
Составьте слово из букв:
Укажите истинность утверждений.
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Наша Галактика относится к типу SBb.
__ Галактика Андромеды является ближайшей к нам большой галактикой.
__ Галактика типа Е1 имеет меньшее сжатие по сравнению с галактикой типа Е5.
__ Наша Галактика относится к типу Sb.
__ Галактика типа Е1 имеет большее сжатие по сравнению с галактикой типа Е5.
Установите соответствие между названием галактики и её описанием.
Укажите соответствие для всех 5 вариантов ответа:
1) Эллиптические галактики
2) Спиральные галактики
3) Спиральные галактики с перемычкой
4) Неправильные галактики
5) Линзообразные галактики
__ класс сильно сплюснутых систем с центральным уплотнением и заметной спиральной структурой.
__ маломассивные галактики неправильной структуры.
__ класс галактик с хорошо выраженной сферической или эллипсовидной структурой.
__ галактики, которые потратили или потеряли свой межзвёздный газ, и поэтому частота формирования звёзд в них понижена.
__ галактики, в центральной части которых находится звёздная перемычка («бар»).
В спиральных галактиках области активного звёздообразования, которые состоят из молодых горячих звёзд.
На представленном рисунке укажите бар спиральной галактики.
Укажите место на изображении:
Укажите утверждения, которые верны для эллиптических галактик.
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) практически не имеют газа, пыли и молодых звёзд
2) содержат жёлтые и красные звёзды
3) состоят в основном из очень старых звёзд
4) имеют области активного звёздообразования
5) очень много межзвёздного газа (до 50 % массы)
Гигантские гравитационно-связанные системы звёзд и межзвёздного вещества, расположенные вне нашей Галактики.
Выберите один из 4 вариантов ответа:
Как звали ученого который первым установил что все галактики отличаются по внешнему виду и структуре
Рис. 6.12. «Красное смещение» в спектрах галактик
Для большинства галактик определить расстояние по наблюдениям цефеид оказывается невозможным. В этих случаях пользуются другими методами, среди которых наиболее надёжным считается определение расстояния по закону «красного смещения», открытому в 1929 г. американским астрономом Эдвином Хабблом (1889—1953). Он обнаружил, что в спектрах всех галактик (за исключением туманности Андромеды и других ближайших галактик) линии смещены к красному концу (рис. 6.12). Это «красное смещение» означало, что они удаляются от нашей Галактики.
Сравнив расстояние до галактик со скоростями их удаления, учёный установил, что между этими величинами существует весьма простая зависимость (закон Хаббла):
Этот закон дал возможность определить расстояние до наиболее далёких объектов во Вселенной, когда непригодны все другие способы, применяемые в астрономии. Определив скорость галактики по смещению линий в её спектре, можно вычислить расстояние до неё по формуле:
R = 
.
К настоящему времени измерены «красные смещения» и определены расстояния до нескольких миллионов галактик. От самых далёких из них свет идёт около 13 млрд лет.
Рис. 6.13. Классификация галактик по Хабблу
Рис. 6.14. Большое Магелланово Облако
Ближайшими и самыми яркими оказались две галактики неправильного типа, которые получили названия Большое и Малое Магеллановы Облака (рис. 6.14). Они хорошо видны невооружённым глазом в Южном полушарии неподалёку от Млечного Пути. Магеллановы Облака являются спутниками нашей Галактики, расстояние до Большого около 200 тыс. св. лет, до Малого — 170 тыс. св. лет. Среди всех известных галактик доля неправильных сравнительно невелика — всего 5%. Значительную часть массы их видимого вещества (до половины) составляет газ.
Установлено, что на роль тёмной материи не подходят ни газ, ни слабосветящиеся звёзды, ни другие объекты, состоящие из обычного вещества (протонов, нейтронов и электронов). Возможно, тёмная материя состоит из элементарных частиц подобно нейтрино, слабо взаимодействующих с обычным веществом.
Спиральные галактики, подобные нашей, являются наиболее распространёнными — примерно половина наблюдаемых галактик относится к этому типу. Их отличает наличие двух (иногда больше) спиральных рукавов, в которых сосредоточено много молодых ярких звёзд, светящихся газовых туманностей, а также холодных газопылевых облаков. Именно в спиральных рукавах происходит формирование звёзд из межзвёздного вещества.
Рис. 6.15. Структура спиральных ветвей: слева — в радиодиапазоне, справа — в оптическом
По современным представлениям, спиральные ветви — это волна повышенной плотности звёзд и газа, которая вращается вокруг центра галактики как твёрдое тело, — угловая скорость постоянна, а линейная увеличивается с увеличением расстояния от оси вращения. В ветвях нет постоянного состава звёзд и газа, они периодически вступают в область рукава. Проходя через них, волна уплотнения оказывает значительное влияние на газ — увеличение его плотности в несколько раз стимулирует начало процесса звёздообразования. Концентрация нейтрального водорода вдоль спиральных ветвей подтверждается данными радиоастрономии. Причём в одной и той же галактике (M51), по наблюдениям, в радиодиапазоне спиральные ветви прослеживаются значительно дальше от её центра, чем в оптическом диапазоне (рис. 6.15).
Те спиральные галактики, которые мы видим «с ребра», напоминают по внешнему виду чечевицу или диск с утолщением в середине (рис. 6.16). Это утолщение представляет собой центральную, наиболее плотную часть гало, которое принято называть «балдж» (английский синоним русского слова «утолщение»). Очевидно, так выглядит и наша Галактика.
Рис. 6.16. Спиральная галактика М102, видимая «с ребра»
Рис. 6.17. Эллиптическая галактика
Вторым по распространённости типом галактик (примерно 25% от их общего числа) являются эллиптические (рис. 6.17). У них нет ни диска, ни спиральных ветвей, а имеется только сферическая составляющая, которая состоит преимущественно из старых звёзд красного цвета и почти не содержит холодного газа. Вероятно, всё межзвёздное вещество ушло на образование этих звёзд.
Линзовидные галактики (тип S 0) похожи на спиральные тем, что у них есть и диск, и гало, но они, как и эллиптические, не имеют спиральных ветвей. Из общего числа галактик примерно 20% относится к этому типу.
Галактики одного и того же типа значительно отличаются друг от друга по размерам, числу звёзд и другим характеристикам. Самые маленькие среди них называют карликовыми. Несколько таких карликовых галактик входят в число спутников нашей Галактики (рис. 6.18).
Рис. 6.18. Карликовая галактика
Рис. 6.19. Местная группа галактик
Галактики, как и звёзды, редко бывают одиночными; гораздо чаще они наблюдаются в виде пар, небольших групп и даже скоплений, в которых объединяются тысячи галактик.
Наша Галактика вместе с известными галактиками Андромеды и Треугольника и расположенными в их окрестностях слабыми карликовыми галактиками образует Местную систему, в составе которой насчитывается около 40 объектов (рис. 6.19). Все они связаны гравитационными силами и не удаляются друг от друга.
Рис. 6.20. Скопление галактик в созвездии Волосы Вероники
Рис. 6.21. Взаимодействие галактик
Концентрация галактик в скоплениях бывает так велика, что они располагаются очень близко друг к другу. Их гравитационное взаимодействие вызывает значительное изменение формы галактик. Часто наблюдаются соединяющие их перемычки, которые состоят из звёзд или газа, а также уходящие далеко в сторону протяжённые «хвосты» (рис. 6.21). Первым к исследованию таких галактик, получивших название взаимодействующих, приступил Б. А. Воронцов-Вельяминов.
По современным представлениям все крупные галактики возникли не одномоментно, а постепенно увеличивали свою массу за счёт слияния более мелких объектов, которые подразделяют на большие (слияние галактик сопоставимой массы) и малые (массы галактик разнятся в несколько раз и более). Так, например, считается, что галактика NGC 5128 является результатом слияния эллиптической и спиральной галактик. Радионаблюдения обнаружили следы взаимодействия нашей Галактики с её ближайшими соседями — идущий к ней поток газа от Магеллановых Облаков. Вероятно, через несколько миллиардов лет их звёзды вольются в состав Галактики.
Рис. 6.22. Выброс вещества из ядра галактики
Среди взаимодействующих галактик и галактик, имеющих близких спутников, часто наблюдаются галактики с активными ядрами. Ядро любой галактики, её центральная часть, всегда выделяется своей яркостью. Небольшое число галактик (около 1%) имеет особенно яркие ядра, в которых происходит колоссальное выделение энергии. Их активность может проявляться по-разному. Во-первых, это очень большая мощность излучения (светимость) не только в оптической, но и в рентгеновской или инфракрасной части спектра. Светимость ядер таких галактик почти такая же, как светимость всей нашей Галактики. Излучение исходит из области, диаметр которой составляет примерно 1 пк, и заметно меняется порой за несколько месяцев или даже дней. Во-вторых, в ядре происходит движение газа со скоростями тысячи километров в секунду, что приводит к появлению длинных выбросов — джетов (рис. 6.22). В-третьих, мощные потоки электронов и протонов высокой энергии, идущие из ядра в двух противоположных направлениях, порождают синхротронное радиоизлучение.
Галактики с активными ядрами, являющиеся источниками радиоизлучения большой мощности, называют радиогалактиками (см. рис. 3 на цветной вклейке XVI). Их радиоизлучение может быть в десятки тысяч раз больше по мощности, чем радиоизлучение нашей Галактики или других, подобных ей. Характерно, что наиболее интенсивное радиоизлучение приходит от областей, которые располагаются примерно симметрично по обе стороны от галактики и значительно превосходят её по размерам (рис. 6.23).
Рис. 6.23. Радиоизлучение галактики Центавр А
Рис. 6.24. Квазар ЗС273
В квазарах наблюдаются такие явления, как изменение яркости, выброс струй вещества и т. п. (рис. 6.24). Вокруг квазаров, расположенных не слишком далеко, обнаружено свечение, состав и структуру которого можно объяснить присутствием звёзд. Вероятно, квазары представляют собой ядра далёких галактик, проявляющие очень высокую активность.
Изучение наиболее удалённых объектов позволяет «заглянуть» в прошлое. В самом деле, если расстояние до галактики (или квазара) составляет, например, 3 млрд св. лет, то мы наблюдаем этот объект не в том состоянии, в котором он находится в данный момент, а в том, в котором он находился 3 млрд лет тому назад. Возможно, что отсутствие квазаров поблизости от нашей Галактики свидетельствует о более высокой активности ядер галактик в далёком прошлом.
Окончательного ответа на вопрос об источниках высокой активности ядер галактик пока нет. Одной из возможных моделей, описывающих весь наблюдаемый комплекс явлений, считается наличие в ядрах чёрных дыр массой в десятки и сотни миллионов масс Солнца. В результате падения вещества на чёрную дыру должно выделяться огромное количество энергии, преобразуемой в электромагнитное излучение. В пользу такого предположения говорит наличие в ядрах целого ряда галактик больших масс несветящегося вещества, обнаруженного с помощью крупнейших наземных телескопов и космического телескопа «Хаббл».
Рис. 6.25. Ячеисто-сотовая структура Вселенной
Эти телескопы позволяют получить фотографии, на которых можно насчитать многие миллионы галактик. В их пространственном распределении наблюдается определённая закономерность — ячеисто-сотовая структура (рис. 6.25). Скопления и сверхскопления галактик располагаются так, что не заполняют всё пространство, а образуют лишь «стенки», которые отделяют друг от друга гигантские пустоты, в которых галактики практически не встречаются. Размер этих ячеек около 100 Мпк, а стенки имеют толщину всего 3—4 Мпк. Такая структура возникла в результате длительной эволюции всех объектов, наблюдаемых во Вселенной, самые общие свойства которой изучает космология.
В опросы 1. Как определяют расстояния до галактик? 2. На какие основные типы можно разделить галактики по их внешнему виду и форме? 3. Чем различаются по составу и структуре спиральные и эллиптические галактики? 4. Чем объясняется «красное смещение» в спектрах галактик? 5. Какие внегалактические источники радиоизлучения известны в настоящее время? 6. Что является источником радиоизлучения в радиогалактиках?
Галактика
Звёздное ночное небо притягивает взгляды и будоражит умы людей вот уже несколько сотен лет, заставляя астрономов и простых любителей прекрасного с замиранием сердца рассматривать его, восхищаться его красотой и великолепием. Особое притяжение вызывает сложная космическая система под названием галактика. Этих объектов во Вселенной великое множество и каждый обладает своей уникальностью и неповторимостью.
Происхождение термина
Слово «галактика» переводится как «молочное кольцо». Таким видели древние учёные явление в виде свечения на ночном небе. Рассматривая невооружённым глазом небо, они предположили, что на нём светятся туманности. Когда же было выдвинуто предположение, что это огромные скопления звёзд, их стали называть звёздными островами или островными вселенными. После выяснения факта, что спиралевидные небесные объекты похожи на нашу галактическую систему, они все стали именоваться галактиками, а другие термины используются крайне редко.
Немного из истории изучения звёздных систем
Изучением космических объектов занимались ещё древние греки. Началось всё с Млечного Пути, который так отчётливо выделяется на фоне ночного неба, что его можно было увидеть невооружённым глазом. Сначала люди не могли объяснить это красивое явление с точки зрения науки, они ещё не знали, как выглядит галактика. Тогда древние греки, как мастера создания красивых мифов, придумали сказку про Млечный Путь. И, конечно, связали её с именем Геракла. Якобы Зевс, чтобы наградить своего сына от земной женщины божественной силой, поднёс его к своей спящей супруге Геры, чтобы напоить его грудным молоком богини. Но та проснулась и оттолкнула ребёнка. Часть молока разлилась по небу в виде белой полосы, которая превратилась в звёздную дорогу.
У многих народов Млечный Путь имеет свои не менее прекрасные названия. Японцы называют его Серебряной рекой, индейцы Великим змеем, славяне Дорогой богов.
Постепенно звёздным объектом заинтересовались учёные. Ещё древнегреческий философ Демокрит размышлял, из чего состоит Млечный путь, и предположил, что это скопление тусклых звёзд. Но доказать этого он не смог из-за отсутствия в то время технических оптических приборов, и его верное предположение так и осталось гипотезой, пока в 1610 году Галилей не подтвердил её, рассмотрев Млечный Путь в телескоп. Ещё позже И. Кант предположил, что это огромная дисковидная система. В 18 веке У. Гершель при помощи мощного телескопа рассмотрел большое количество разных космических объектов. Он же предположил, что человечество живёт в одном из них. Гершель ввёл понятие светового года и предложил его в качестве единицы измерения расстояний в космическом пространстве.
В 19 веке астроном В. Струве установил, что Солнце значительно удалено от ядра Млечного Пути. Также ему принадлежит открытие звёздной пыли в межзвёздном пространстве и предположение, что она поглощает свет звёзд.
Позже в 20 веке учёные доказали, что все космические объекты вращаются вокруг ядра Млечного Пути.
Теория возникновения космических систем
Формирование галактических систем является естественным этапом развития Вселенной. Происходит этот процесс под воздействием гравитации. Примерно 14 млрд лет назад в первичном веществе началось образование протоскоплений. Постепенно под действием различных динамических процессов произошло выделение галактических групп. Разнообразные формы космических систем обусловлены различием первостепенных условий их формирования.
Галактика состоит из двух поколений звёзд. К первому относятся гелиево-водородные космические объекты, в составе которых в небольшом количестве присутствуют тяжёлые металлы. Это старые звёзды. Второе звёздное поколение формируется из первичного газа, обогащённого тяжёлыми металлами.
Звёзды образуются при сжатии галактики, которое происходит примерно за 3 млрд лет. В этот период облако газа превращается в звёздную систему. Гравитационная сила сжимает газовые облака и когда в их центре достигается определённая плотность и температура необходимая для термоядерного взрыва, образуется новая звезда.
Галактические скопления
Галактика – невероятно интересный, яркий и красивый объект Вселенной, таящий в себе невероятное количество загадок.
Сколько существует галактик? Сосчитать их количество просто невозможно. Астрономы предполагают, что их примерно 100 миллиардов или больше. Расположение их в пространстве неравномерное. В одной области их скапливается огромное количество, в другой могут быть единичные экземпляры.
Список галактик – одиночек очень мал. Почти 95% сливаются в группы. В них преобладает одна мощная спиралевидная или эллиптическая галактика. Она притягивает к себе своих спутников, разрушая их гравитационное поле. В результате образуется скопление с несколькими десятками или даже тысячи галактик (сверхскопление). Форма их может быть разнообразной. Это цепочки, стены. В сверхскоплениях звёздные островки вытягиваются в своеобразные нити. Они окружают войды (пустоты) и формируют плоские скопления.
Звёздные островки по-разному откликаются на взаимодействие друг с другом. При среднем значении расстояний между космическими системами, превышающем их диаметр, наблюдаются приливные воздействия. Если расстояние большое, но и скорость пролёта галактик велика, то более массивное звёздное образование, пролетая мимо, перетягивает на себя межгалактический горячий газ, лишая источника питания и энергии более мелкое. В результате последняя теряет запасы межзвёздного газа необходимого для создания звёзд. Если расстояние станет меньше, то большой объект вообще перетянет к себе тёмное тело меньшего, оставив его без материи. При небольшом расстоянии и краткосрочном взаимодействии галактик внутри них формируются волны плотности газа, которые становятся причиной вспышки огромного количества звёзд и образованию спиральных ветвей.
Предельным случаем галактического взаимодействия является соединение звёздных островов. Астрономы установили, что процесс начинается со слияния тёмных галактических тел. Затем галактики, приближаются по спиралевидному пути друг к другу. Последними сливаются компоненты звёзд, вызывая вспышки звездообразования.
Строение галактики
Галактика – это система звёздных скоплений, планет, пыли, межзвёздных газов, тёмной материи, звёзд, связанных между собой силами гравитации. Всё в ней движется относительно общего центра масс – ядра.
Учёные до сих пор внимательно изучают строение звёздных систем. И выделяют несколько компонентов:
К размышлению! Существуют галактические системы сразу с 2 дисками. Дополнительный элемент астрономы называют полярным кольцом. Он образуется при слиянии галактик. Замечено, что это происходит внезапно, когда просто появляется полярное кольцо. Последний механизм ещё практически не изучен.
Виды и классификация
Галактика не имеет чётких границ, поэтому точно понять, где они заканчиваются, и начинается межгалактическое пространство невозможно. В самой космической системе имеются планеты, туманности, звёзды, звёздные скопления. Но они есть и вокруг систем. Учёные различают следующие формы космических систем:
Планета Земля входит в Млечный Путь, это спиральная галактика с перемычкой. Включает более 150 млрд звёзд, световой луч с одной стороны Млечного Пути до другого проходит за сотню тысяч лет. Солнечная система располагается на краю нашей галактики. Расстояние от Солнца до ядра Млечного Пути составляет 30 000 световых лет.
Характерные особенности звёздных островов
Галактика в воображении людей часто представляется огромной дымной спиралью голубоватого цвета с ярко светящимся ядром посредине и гроздьями красивых звёзд. Но это лишь одна из правильных структур. А ведь Вселенная преподносит немало сюрпризов. Существуют неправильные галактики без рукавов и ядер. Они похожи на сырое яйцо, желток и белок которого бултыхаются в условиях невесомости. От хаотичных туманностей они отличаются размерами и концентрацией звёзд.
Большинство космических объектов относится к кластеру (определённая группа). Например, наша галактика Млечный Путь является частью кластера, состоящего из 40 известных астрономам галактик. Большинство этих кластеров входят в ещё большую группировку под названием сверхскопления. Кластер Млечного Пути относится к части сверхскопления Девы. Он состоит из более 2000 галактических систем.
Галактики Вселенной имеют отличительные характеристики. В них обязательно имеются звёздные скопления и звёзды, составляющие большую часть видимой материи. В качестве невидимой материи присутствуют молекулярные облака, газово-пыльные прослойки и тёмная материя. Все эти галактические объекты связаны и взаимодействуют благодаря гравитации. Помимо всеобщего взаимодействия галактические системы сообщаются между собой. Маленькие вращаются вокруг больших, которые в свою очередь выстраивают связи с прочими гигантскими галактиками. Так образуется структура Вселенной. В далёкой перспективе Млечный Путь притянет к себе Большое и Малое Магеллановы Облака, а затем его самого ждёт такая же участь, его поглотит Андромеда.
Важной характеристикой является размер галактики и количество звёзд, входящих в галактическую систему. Однако тут не всё однозначно. Во Вселенной существуют небольшие галактики, вмещающие миллионы звёзд, а есть галактики огромных размеров с несколькими тысячами звёзд. Поэтому основным критерием определения считается наличие у космических систем собственного центра массы и гравитационная отдалённость от соседей. Именно благодаря нечёткости определения сущности галактик они такие загадочные, разнообразные и потрясающие. Есть огромные звёздные поля с протяжённостью в миллиарды световых лет и супер яркие мощные квазары.
При изучении галактик взгляд останавливается первоначально на их узорах и форме. Они просто невероятны. Часть звёздных островков выглядят как спирали, другие похожи на плоские диски, третьи на распускающиеся цветы. По этим отличительным морфологическим особенностям учёные классифицируют объекты.
ИНТЕРЕСНО! Астрономы с начала изучения галактик выдвинули теорию об изменении их внешнего вида с возрастом. Предположительно сначала эти космические объекты представляют собой небольшое скопление звёзд и газа. Постепенно разрастаясь, они либо расширяются, а затем сжимаются, либо раскручиваются по спирали. По тому, как выглядит галактика можно узнать приблизительно её возраст.
Самые необычные и завораживающие галактики
Потрясающий мир Вселенной до сих пор окончательно не изучен. Он хранит в себе множество тайн. Загадкой остаётся и вопрос о количестве галактик во Вселенной. Их может быть миллион, миллиард или триллион. При этом в каждой системе имеется невероятное множество планетарных систем. Космос полон тайн, изучать которые человеку придётся не одно столетие.
Во Вселенной за пределами Млечного Пути существуют медузоподобные галактические системы, галактики поглощающие другие галактики, системы без тёмной материи. Учёные изучили лишь мизерную часть этих космических объектов. Среди них интерес представляют следующие.
Галактика медузы ESO 137-001
Получила своё название за удивительную схожесть с морской обитательницей, только плавает она по звёздному морю. Это спиральная галактика, однако, часть её звёзд дрейфует отдельно и по форме они напоминают щупальца медузы. Именно «щупальца» представляют загадку для астрономов. Предположительно они формируются в хвосте галактики, который она оставляет позади себя. Он состоит из пыли и газа. Но газы там слишком горячие для образования звёзд.
Необычная космическая система Мессье-83 (Южная Вертушка)
Огромная спиралевидная галактика, напоминающая Млечный Путь. Была обнаружена в далёком 1752 году астрономом из Франции Н. Лакайлем. Немного позже Шарль Мессье включил её в свой каталог, присвоив номер 83. Мессье-83 отличается следующей странностью. В её центре расположено двойное ядро, что обозначает либо наличие пары сверхмассивных чёрных дыр, притягивающих все галактические объекты вместе, появившихся в результате слияния с другой галактикой, либо наличие орбитального звёздного диска, вращающегося вокруг одной чёрной дыры и создающий обманный эффект двойственности.
Галактика NGC 1052-DF2
Эту интересная, с точки зрения, науки звёздная система удивительна тем, что в ней практически отсутствует тёмная материя, взаимодействующая с гравитационной силой (всего 1/400 часть от той, которую предполагали увидеть астрономы при исследовании). Тёмная материя находится практически во всех объектах Вселенной, и найти галактику без неё ранее представлялось невозможным. NGC 1052-DF2 такая же большая, как и Млечный путь, но при этом в ней содержится в 200 раз меньше звёзд. Космический объект отнесли к сверхрассеянным галактикам. Но даже среди них она считается странной, так как до её обнаружения в сверхрассеянных звёздных системах (которые во Вселенной достаточно распространены), не было обнаружено недостатка тёмной материи.
Мёртвая звёздная система MACS 2129-1
Названия галактик могут быть устрашающими. Космический объект MACS 2129-1 получил его за то, что в нём больше не образуются звёзды. Этот процесс «законсервирован» уже более 10 млрд лет. NGC 1052-DF2 – это массивная галактика, вращается она в 2 раза быстрей Млечного пути, однако до сих пор остаётся неактивной.
NGC 1277
Это космическая красавица была обнаружена учёными только в 1875 году британским учёным Л. Парсонсом. Расположилась она довольно близко к нашей планете, в 220 миллионах световых лет. Относится к мёртвым галактическим системам, так как в её недрах новые звёзды не образовывались 10 миллиардов лет. Астрономы предположили, что она замедлилась в своём развитии, потому что путешествует по просторам космоса очень быстро (3,2 миллиона км/ч). С такой скоростью просто невозможно притянуть к себе другие пролетающие мимо звёздные островки силой гравитации. А без звёздной пыли и газа, получаемых за счёт других галактических объектов, невозможно звездообразование.
NGC 3314B и NGC 3314A
Космические объекты спиралевидного типа из созвездия Гидры. Интерес представляет их визуальное наложение друг на друга, хотя они не связаны между собой и расположены на разном расстоянии от нашей планеты.
Каннибалы
Во Вселенной существуют галактические системы, готовые «съесть» другие галактики. Так Андромеда, являющаяся самым большим по размеру соседом нашей планеты, в течение последних 10 млрд лет поглощает своих спутников. Предположительно через 4,5 миллиарда лет Млечный Путь и Андромеда столкнуться и одна из них поглотит другую, причём неизвестно какая.
Галактическое образование Мессье 90
Этот космический объект относится к скоплению Девы. В то время как большинство звёздных островков, за которыми астрономы наблюдают с Земли, двигаются прочь от нашей планеты, Мессье 90 приближается к Млечному Пути. Учёные предполагают, что спиральная галактика находится от нас в 60 млн. световых лет и обнаруживают её движение по излучаемому синеватому цвету. Объекты, устраняющиеся от Земли, излучают красноватый цвет.
Космический головастик
Очень интересная галактика необычной формы, летящая во Вселенной в 300 млн световых лет от планеты Земля. Хвост космического Головастика в 10 раз длинней Млечного Пути. Странный космический объект создался при лобовом столкновении с другим аналогичным объектом небольшого размера. В результате аварии и выброса звёздной пыли, газа и звёзд образовался красивый, яркий хвост. Астрономы предполагают, что постепенно Головастик будет расти, а из его хвостовой части сформируются карликовые звёздные островки, которые будут сопровождать большой космический объект.
Спиральная галактика NGC 7674
Чёрная дыра в центре галактического образования удерживает все его объекты за счёт силы гравитации. И у большинства планетарных систем она одна. Исключением из правил является NGC 7674, которой имеется сразу пара близко расположенных дыр. Предположительно дополнительную дыру она приобрела в результате слияния или столкновения с соседней звёздной космической системой. Это случай довольно редкий. Учёным известна ещё только одна подобная галактика – сверхмассивная 0402+379.
Светящийся вор W2246-0526
Яркая система W2246-0526 является представителем так называемых воров, которые при взаимодействии с другими галактиками, сжимают или растягивают своих соседей, подворовывая у них звёзды. Светящийся вор к 2018 году поглотил уже 50% массы трёх своих соседей. Он единственный, способный опустошить более одного соседа одновременно. Потоки массы от Светящегося вора, которые соединяли галактики, продолжались более 12 млрд лет.
Маленький детёныш – компаньон NGC 3359
Карликовая галактика, расположенная в созвездии Большая Медведица. С момента Большого Взрыва (13,7 млрд лет назад) Маленький детёныш является спящей галактикой. Находящаяся рядом соседка NGC 3359 постепенно забирает у «детёныша» звездообразующие газы и в скором времени полностью поглотит его.
Всевидящее чарующее око NGC 2207
Многие люди иногда ощущают на себе пристальный, настойчивый посторонний взгляд, даже находясь в одиночестве. Вполне возможно, что так магически действует гравитационное поле космического глаза. Это особенная структура образовалась, когда IC 2163 зацепили приливные силы NGC 2207, исказив её форму, выбросив газ и звёздные потоки в её сторону. Потоки протянулись на 100 000 световых лет. В результате образовался космический объект, похожий на глаз.
Цветущая галактика ESO 381-12
Располагается эта линзовидная гибридная галактика в 270 млн световых лет от нашей планеты. У цветущей системы есть неровные края, напоминающие цветочные лепестки. Они выходят из галактического тела, и создаётся видимость, как будто ESO 381-12 распускается. За это она и получила своё название.
Все галактики Вселенной чрезвычайно далеко располагаются от Земли. Исключение составляет Млечный Путь, к которому и относится наша планета. Невооружённым глазом можно увидеть лишь Магеллановы Облака (Большое и Малое), галактику Андромеды, М33 в созвездии Треугольника.
Изучение космических систем всегда будет вызывать интерес у людей. И дело не только в любопытстве. Изучив закономерности возникновения и развития космических объектов, появляется возможность спрогнозировать будущее Млечного Пути – галактики, в которую входит планета Земля.
Астрономам ещё длительное время придётся разгадывать космические загадки, пополняя список галактик, ведь отделить изображения отдельных звёзд от космических систем удалось относительно недавно, лишь в 1990 году, когда был совершён прорыв в космической науке и наземную орбиту запустили телескоп Хаббла. Только с помощью этой техники удалось приоткрыть таинственный занавес великой Вселенной.
Современные мощные телескопы, запускаемые в космос, позволяют получать все новые знания о галактиках и возможно, в скором времени будет открыто ещё немало интересных фактов об этих звёздных объектах Вселенной.
CheckTests
Создай свой урок с применением ПК
§ 29. Звёздные системы — галактики
Рисунок 155 — Классификация галактик Э. Хаббла
Рисунок 156 — Эллиптическая галактика М87 в созвездии Девы
Фотоснимки показали, что галактики различаются по внешнему виду и структуре. Хаббл предложил классифицировать галактики по их форме. Согласно современной классификации различают галактики следующих основных типов: эллиптические (Е), спиральные (S), неправильные (Ir) и линзовидные (S0) — рисунок 155.
Эллиптические галактики в проекции на небесную сферу выглядят как круги или эллипсы (рис. 156). Число звёзд в них плавно убывает от центра к краю. Звёзды вращаются в такой системе в разных плоскостях. Сами эллиптические галактики вращаются очень медленно. Они содержат только жёлтые и красные звёзды, практически не имеют газа, пыли и молодых звёзд высокой светимости. Физическим характеристикам этих галактик свойствен довольно широкий диапазон: диаметры — от 5 до 50 кпк, массы — от 10 6 до 1 013 масс Солнца, светимости — от 10 6 до 10 12 светимостей Солнца. Около 25 % изученных галактик принадлежит к галактикам эллиптического типа.
| Около половины изученных галактик относится к спиральному типу | ||
| Рисунок 162 — Ядра галактик содержат массивные чёрные дыры |
Рисунок 163 — Ядро галактики выбрасывает газовые струи — джеты
Радиоисследования нашей Галактики показали, что в её центре также имеется ядрышко размером примерно в 6 пк.
В ядрах некоторых галактик происходит колоссальное выделение энергии, которое нельзя объяснить излучением или взрывами обычных звёзд. Такие галактики получили название галактик с активными ядрами.
Формы проявления активности ядер галактик различны. Это может быть большая мощность излучения в инфракрасной, оптической или рентгеновской области спектра, причём меняющаяся за сравнительно небольшое время (за несколько лет, месяцев или даже дней). В некоторых случаях наблюдается быстрое движение газа в ядре (со скоростями « 1000 км/с). Иногда газ образует длинные прямолинейные газовые струи — джеты (рис. 163).
Наиболее вероятная гипотеза, объясняющая активность ядер, предполагает наличие массивной чёрной дыры в центре галактики.
Сталкивающиеся спиральные галактики NGC 3808A и NGC 3808B. Фото телескопа Hubble
Рисунок 164 — Столкновение Галактики и галактики Андромеды
5. Взаимодействующие галактики. Близко расположенные галактики иногда бывают связаны между собой полосой светящейся материи. Часто эти голубоватые полосы являются продолжением спиральных ветвей. Полосы состоят из газа и горячих молодых звёзд. Нередко галактики погружены в общий «звёздный туман», тогда их называют взаимодействующими.
В большинстве случаев особенности форм взаимодействующих галактик объясняются возмущающими приливными силами, действующими на звёзды одной галактики со стороны другой. Многие исследователи считают, что взаимодействующие галактики сближаются, а наблюдения в современные крупные телескопы показывают, что среди таких галактик очень много сталкивающихся. Даже наша Галактика является взаимодействующей. В настоящий момент она поглощает одну карликовую галактику, находящуюся на противоположной от нас стороне галактического диска. Через несколько миллиардов лет наша Галактика «проглотит» Магеллановы Облака, а через 5 млрд лет столкнётся с туманностью Андромеды (М 31) — рисунок 164. Но при этом очень мала вероятность того, что будут сталкиваться отдельные звёзды, так как они удалены одна от другой на расстояния, в сотни миллионов раз превышающие их диаметр.
Рисунок 165 — Сталкивающиеся галактики NGC 4038 и NGC 4039. Красным цветом светятся газопылевые облака, падающие на чёрные дыры в ядрах галактик, голубым — молодые горячие
Ближе всего к нам находится пара сталкивающихся крупных галактик NGC 4038 и NGC 4039 в созвездии Ворона (рис. 165). Эта взаимодействующая система удалена на 63 млн световых лет. Под влиянием сил тяготения у галактик появились длинные «антенны», состоящие из газа и звёзд, поэтому их часто называют «антенными» галактиками. Эти образования возникли в результате соударения звёздных систем. Астрономы открыли в «антенных» галактиках более тысячи недавно образовавшихся звёздных скоплений. В каждом из них содержится до миллиона звёзд.
Возраст скоплений не превышает 100 млн лет. Они образовались под действием приливных сил, возбуждённых сближением двух систем.
Что такое квазары?
Слово «квазар» образовано от словосочетания «квазизвёздные радиоисточники», т. е. подобные на радиоизлучающие звёзды. Спектры квазаров содержат яркие эмиссионные линии, сильно смещённые в красную сторону, как у далёких галактик. Расстояния, определённые по красному смещению, оказались более 5 млрд световых лет. На фотографиях квазары выглядят очень яркими по сравнению с удалёнными галактиками и в радиодиапазоне излучают так же сильно, как близкие радиоисточники.
Природа активности радиоизлучения квазаров точно пока не установлена, однако с определённой уверенностью можно сказать следующее:
1) квазары — самые далёкие объекты, наблюдаемые во Вселенной;
2) значительная часть квазаров — это ядра далёких галактик, которые находятся в состоянии очень высокой активности;
3) квазары — самые мощные из известных в природе источников видимого и инфракрасного излучений, т. е. это космические объекты с колоссальной поверхностной яркостью излучения.
Изучение большого количества квазаров с помощью космического телескопа Хаббла в 1995 г. привело учёных к выводу, что недалёкие квазары (с красным смещением z = 0,5) связаны с взаимодействующими эллиптическими галактиками. Многие квазары располагаются в центрах подобных звёздных систем. Это подтверждает предположение, что квазары являются массивными чёрными дырами в центрах галактик, на которые происходит падение вещества.
Контрольные вопросы и задания
Тест разработан командой Videourok.net. Предназначен для закрепления изученной темы и проверки усвоенных знаний.
Другие звёздные системы — галактики
Классификация галактик Э. Хаббла.
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
Галактика удаляется от нас со скоростью 6700 км/с и имеет видимый угловой размер 2′. Определите расстояние (в Мпк) до этой галактики и её линейные размеры (в кпк). Значение постоянной Хаббла примите равной 67 (км/с)/Мпк. Ответы округлите до целого числа
R, кпк ___________________________
D, Мпк ___________________________
Как звали учёного, который первым установил, что все галактики отличаются по внешнему виду и структуре?
Составьте слово из букв:
Укажите истинность утверждений.
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Наша Галактика относится к типу SBb.
__ Галактика Андромеды является ближайшей к нам большой галактикой.
__ Галактика типа Е1 имеет меньшее сжатие по сравнению с галактикой типа Е5.
__ Наша Галактика относится к типу Sb.
__ Галактика типа Е1 имеет большее сжатие по сравнению с галактикой типа Е5.
Установите соответствие между названием галактики и её описанием.
Укажите соответствие для всех 5 вариантов ответа:
1) Эллиптические галактики
2) Спиральные галактики
3) Спиральные галактики с перемычкой
4) Неправильные галактики
5) Линзообразные галактики
__ класс сильно сплюснутых систем с центральным уплотнением и заметной спиральной структурой.
__ маломассивные галактики неправильной структуры.
__ класс галактик с хорошо выраженной сферической или эллипсовидной структурой.
__ галактики, которые потратили или потеряли свой межзвёздный газ, и поэтому частота формирования звёзд в них понижена.
__ галактики, в центральной части которых находится звёздная перемычка («бар»).
В спиральных галактиках области активного звёздообразования, которые состоят из молодых горячих звёзд.
На представленном рисунке укажите бар спиральной галактики.
Укажите место на изображении:
Укажите утверждения, которые верны для эллиптических галактик.
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) практически не имеют газа, пыли и молодых звёзд
2) содержат жёлтые и красные звёзды
3) состоят в основном из очень старых звёзд
4) имеют области активного звёздообразования
5) очень много межзвёздного газа (до 50 % массы)
Гигантские гравитационно-связанные системы звёзд и межзвёздного вещества, расположенные вне нашей Галактики.
Выберите один из 4 вариантов ответа:
Источники информации:
- http://reader.lecta.rosuchebnik.ru/demo/7934-65/data/chapters/Chapter26/index.xhtml
- http://videouroki.net/video/33-drugie-zvyozdnye-sistemy-galaktiki.html
- http://xn--24-6kct3an.xn--p1ai/%D0%90%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D1%8F_11_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81_%D0%92%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%BE%D0%B2-%D0%92%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%8F%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B2/59.html
- http://astro.murclass.ru/Voroncov/page/26.htm
- http://demo.multiurok.ru/files/klassifikatsiia-galaktik.html
- http://astro.zapschool.ru/data/chapters/Chapter26/index.xhtml
- http://cosmosplanet.ru/galaktiki/galaktika.html
- http://checktests.h1n.ru/p29/
- http://multiurok.ru/index.php/files/klassifikatsiia-galaktik.html