Спирални галактики. Космоса, Вселената. Галактиките на Вселената

През 1845 г. английският астроном, лорд Рос, открил цял клас мъглявини от спираловиден тип. Тяхната природа е установена едва в началото на ХХ век. Учените са доказали, че тези мъглявини са огромни звездни системи, подобни на нашата Галактика, но те са далеч от нея за много милиони светлинни години.

Обща информация

Спиралните галактики (снимките, показани в тази статия, показват характеристиките на тяхната структура) приличат на чифт натрупани плочи или двойно изпъкнали обективи. Те могат да открият както масивен звезда диск, така и ореол. Централната част, която визуално прилича на подуване, обикновено се нарича издутина. Тъмна лента (непрозрачен междинен слой междузвездна среда), която минава покрай диска, се нарича междузвезден прах.

Спиралните галактики обикновено се означават с буква S. В допълнение, те обикновено се разделят на степента на структура. За да направите това, буквите a, b или c се добавят към главния знак. Така Са съответства на галактика с малко спирална структура, но с голямо ядро. Третият клас, Sc, се отнася за противоположни обекти, със слабо ядро ​​и мощни спирални оръжия. някои звездни системи в централната част може да има скок, който обикновено се нарича бар. В този случай символът Б се добавя към обозначението. Нашата галактика принадлежи към междинния тип без скок.

Как се образуват спиралните дискови структури?

Плоските дискови профили се обясняват чрез въртене звездни клъстери. Има хипотеза, че в процеса на образуване на галактики центробежна сила предотвратява компресията на т. нар. протогалактичен облак в перпендикулярна посока към оста на въртене. Също така трябва да знаете, че естеството на движението на газове и звезди вътре в мъглявините не е една и съща: дифузните клъстери се въртят по-бързо от старите звезди. Например, ако характерната скорост на въртене на газа е 150-500 км / сек, тогава звездата на хало ще се движи по-бавно. Издутината, състояща се от такива предмети, ще има скорост, която е три пъти по-ниска от дисковете.

Стар газ

Милиарди звездни системи, движещи се в техните орбити в галактиките, могат да се разглеждат като колекция от частици, които образуват един вид звезден газ. И това, което е най-интересно, неговите свойства са много близки до обикновения газ. Такива понятия като "концентрация на частиците", "плътност", "налягане", "температура" могат да бъдат приложени към него. Аналогът на последния параметър тук е средната енергия на "хаотичното" движение на звездите. При въртящите се дискове, образувани от звезден газ, вълните от спираловиден тип на насищане с плътност на натиск, които са близо до звукови вълни, могат да се разпространяват. Те могат да се движат около галактика с постоянна константа ъглова скорост за няколко стотици милиона години. Те са отговорни за образуването на спирални оръжия. В момента, когато газът се компресира, започва процесът на образуване на студени облаци, което води до образуване на активна звезда.

Интересно е

В ореола и в елиптичните системи газът е динамичен, тоест горещ. Съответно, движението на звездите в галактика от този тип има хаотичен характер. В резултат на това средната разлика между техните скорости за пространствено близки обекти е няколкостотин километра в секунда (дисперсия на скоростта). За звездните газове скоростта на дисперсията е обикновено 10-50 км / с, съответно тяхната "степен" е забележимо студена. Смята се, че причината за тази разлика е в тези отдалечени времена (преди повече от десет милиарда години), когато галактиките на вселената едва сега започнаха да се образуват. Първият от тях формира сферични компоненти.

Спиралните вълни са вълни с плътност, които вървят по въртящ се диск. В резултат на това всички звезди от този вид галактика са вкарани в клоните си, а след това излизат оттам. Единственото място, където скоростта на спиралните рамена и звезди съвпада, е т.нар. Кръг на коротация. Между другото, това е на това място е Слънцето. За нашата планета това обстоятелство е много благоприятно: Земята съществува в относително тихо място на галактиката, в резултат на което в продължение на много милиарди години тя не изпитва специален ефект от катаклизмите от галактически мащаб.

Характеристики на спиралните галактики

За разлика от елиптичните формации всяка спирална галактика (примерите могат да се видят на снимката, представена в статията) има свой уникален цвят. Ако първият тип е свързан със спокойствието, стационарността, стабилността, тогава вторият тип е динамика, вихри и ротации. Може би затова астрономите казват, че пространството (Вселената) е "насилствено". Структурата на спираловидна галактика включва централното ядро, от което излизат красиви ръкави (клони). Постепенно губят очертанията си отвъд звездния си клъстер. Този външен вид не може да бъде свързан с мощно, буйствено движение. Спиралните галактики се характеризират с различни форми, както и с чертежи на техните клони.

Как класифицират галактиките

Въпреки това разнообразие, учените са успели да класифицират всички известни спирални галактики. Като основен параметър те решиха да използват степента на развитие на ръкавите и размера на сърцевината им, а нивото на притискане като ненужно се оттегли във фонов режим.

Sa

Едуин П. Хъбъл донесе в клас Sa тези спирални галактики, които имат недоразвити клони. Такива клъстери винаги имат големи ядра. Често центъра на галактиката от този клас е половината от размера на целия клъстер. Тези обекти се характеризират с най-малко изразителност. Те дори могат да бъдат сравнени с елиптични звездни клъстери. Най-често спиралните галактики на вселената имат две ръце. Те се намират на противоположните краища на ядрото. Клоните се развиват симетрично по подобен начин. Тъй като разстоянието от центъра намалява, яркостта на клоните намалява и на определено разстояние те престават да бъдат видими изобщо, се губят в периферните райони на клъстера. Има обаче предмети, които нямат два, но повече ръкави. Вярно е, че такава структура на галактиката е доста рядко. Още по-редки са асиметричните мъглявини, когато един клон е по-развит от другия.

Sb и Sc

Подкласът на Сб, според класификацията на Едуин П. Хъбъл, има много по-развити ръкави, но те нямат богати клонове. Ядрото е забележимо по-малко от това на първия вид. Третият подклас (Sc) на спираловидни звездни клъстери включва обекти със силно развити клонове, но центърът им е сравнително малък.

Възможно ли е прераждането?

Учените са установили, че структурата на спиралата е резултат от нестабилното движение на звездите, което се дължи на силната компресия. Освен това трябва да се отбележи, че в ръкавите обикновено се концентрират горещи гиганти и се натрупват и основните маси на дифузна материя, междузвезден прах и междузвезден газ. Това явление също може да се разглежда от друга страна. Няма съмнение, че един много компресиран звезден клъстер в хода на неговото развитие вече не може да загуби степента на свиване. Следователно, противоположният преход също е невъзможен. В резултат на това заключаваме, че елиптичните галактики не могат да се превърнат в спирална галактика и обратно, защото космоса (Вселената) е подреден по този начин. С други думи, звездните клъстери на тези два вида не са два различни етапа на едно еволюционно развитие, а съвсем различни системи. Всеки такъв тип е пример за противопоставяне на еволюционните пътища, причинени от различно съотношение на компресия. И тази характеристика от своя страна зависи от разликата в ротацията на галактиките. Например, ако в хода на формирането си звездата получи достатъчно количество ротация, тя ще може да вземе компресирана форма и ще развие спирални рамена. Ако степента на въртене е недостатъчна, галактиката ще бъде по-малко компресирана и клоните няма да се образуват - тя ще бъде класическа елиптична форма.

Какви са разликите

Има и други разлики между елиптичните и спиралните звездни системи. По този начин, първият тип галактика с ниско ниво на компресия се характеризира с малко количество (или пълно отсъствие) на дифузно вещество. В същото време спиралните клъстери, имащи високо ниво на компресия, съдържат газови и прахови частици. Тази разлика разкрива учените по следния начин. Праховете и газовите частици периодично се сблъскват с тяхното движение. Този процес е нееластичен. След сблъсъка частиците губят част от своята енергия и вследствие на това постепенно се установяват в местата на звездната система, където има най-малката потенциална енергия.

Силно компресирани системи

Ако описаният по-горе се осъществява в силно компресиран звездна система, в който се разпръсква материала трябва да се установят на главната равнина на галактиката, защото тя е тук, че нивото на потенциалната енергия е най-ниската. Тук се събират частици от газ и прах. Други дифузни вещества започват да се движат в главната равнина на звездния клъстер. Частиците се движат почти успоредно в кръгови орбити. В резултат на сблъсъка тук са доста редки. Ако се случат, енергийните загуби са незначителни. Следва, че материята не се движи в центъра на галактиката, където потенциалната енергия има още по-ниско ниво.

Слабо компресирани системи

Сега помислете как се държи елипсоидната галактика. Звездна система от този тип се отличава с напълно различно развитие на този процес. Тук основната равнина изобщо не е силно изразен регион с ниско ниво на потенциална енергия. Силно намаляване на този параметър се извършва само в централната посока на звездния клъстер. И това означава, че междузвездният прах и газ ще бъдат привлечени от центъра на галактиката. В резултат на това плътността на дифузните вещества тук ще бъде много висока, много повече, отколкото при разпръскване на равнина в спирална система. Частиците от прах и газ, събрани в центъра на клъстера под действието на силата на привличане, ще започнат да се свиват, като по този начин образуват малка зона с плътна материя. Учените предполагат, че от този въпрос започват да се формират нови звезди. Важно тук е различен - малък размер облак от газ и прах, разположен в ядрото на галактиката притиска леко, не позволява сами да открият по време на наблюдение.

Междинни етапи

Разгледахме два основни вида звездни клъстери - със слаб и със силно ниво на компресия. Има обаче междинни етапи, когато компресията на системата е между тези параметри. В такива галактики тази характеристика не е достатъчно силна, за да може дифузната материя да се събере по цялата основна равнина на клъстера. В същото време, тя не е твърде слаба, така че частиците газ и прах се концентрират в ядрото. В такива галактики дифузната материя се събира в малка равнина, която се събира около ядрото на звездния клъстер.

Галактики с прегради

Друг подтип от спираловидни галактики е известен - този звезда с клъстер с мост. Неговата особеност е както следва. Ако ръцете на обикновена спираловидна система се излъчват директно от дискова сърцевина, то в този тип центърът се намира в средата на правия скок. А клоните на такъв клъстер започват от края на даден сегмент. Те се наричат ​​и галактики с кръстосани спирали. Между другото, физическата природа на този скок все още не е известна.

В допълнение, учените успяха да намерят друг тип звездни клъстери. Те се характеризират с ядро, както в спиралните галактики, но нямат ръкави. Наличието на ядрото показва силно компресиране, но всички други параметри наподобяват елипсовидни системи. Такива клъстери се наричат ​​лещовидни. Учените предполагат, че тези мъглявини се образуват в резултат на загубата на спиралната галактика от нейната дифузна материя.