Млечный Путь, галактики и Вселенная

Просмотров : 3692

Млечный Путь, галактики и Вселенная


Наше Солнце и все звезды, видимые на небе, являются членами огромной системы звезд, называемой Галактикой (заглавная буква Г пишется, чтобы выделить нашу собственную Галактику среди всех остальных). Наша Галактика имеет спиральную структуру с состоящими из звезд и туманностей рукавами, закручивающимися от центрального уплотнения звезд. Ее диаметр около 100 000 св. лет; расстояние от Солнца до центра Галактики около 30 000 св. лет. По оценкам астрономов, в Галактике содержится около 250 000 млн. звезд.
Большинство звезд Галактики находится в диске толщиной около 2000 св. лет. Если смотреть с Земли, звездный диск выглядит как слабая туманная полоса, пересекающая небо ясной темной ночью. Мы называем эту полосу Млечным Путем, и это название часто используется для обозначения всей Галактики. Звездное поле в Млечном Пути особенно плотное в области Стрельца, в направлении которого лежит галактический центр. Заметим, что плоскость Млечного Пути наклонена по отношению к небесному экватору на 63°. Это связано с наклоном земной оси и с тем, что плоскость орбиты Земли наклонена по отношению к плоскости Галактики.
Более сотни шарообразных звездных группировок, расположенных в сферическом гало Галактики, называются шаровыми скоплениями. Они содержат от сотни тысяч до нескольких миллионов звезд, гравитационно связанных друг с другом. Несколько шаровых скоплений видны невооруженным глазом или в бинокль. Самые яркие из них — ω (омега) Центавра и 47 Тукана, оба находятся в южном полушарии; в северном полушарии лучшим примером является Ml3 в Геркулесе. Невооруженным глазом и в бинокль эти объекты кажутся мягко светящимися пятнами света. В телескопы средних размеров уже разрешаются некоторые из красных гигантов, придавая скоплению пятнистый вид. Шаровые скопления образовались на заре истории Галактики и содержат самые старые из известных звезд, с возрастом 10 000 млн. лет и старше, что в два раза больше возраста Солнца.
У нашей Галактики есть две маленькие галактики-спутника, называемые Магеллановыми Облаками. Невооруженным глазом они видны как изолированные части Млечного Пути, расположенные в южных созвездиях Золотая Рыба и Тукан. В Большом Магеллановом Облаке число звезд равно примерно десятой части звезд нашей Галактики. Оно находится на расстоянии около 170 000 св. лет от нас. Малое Магелланово Облако содержит в пять раз меньше звезд, чем Большое Магелланово Облако, и находится несколько дальше, на расстоянии около 200 000 св. лет. Оба Облака содержат много звездных скоплений и ярких туманностей — это богатые области для наблюдений с инструментами любых размеров. Но если бы какие-нибудь астрономы жили в Магеллановых Облаках, они не могли бы не восхититься впечатляющим видом нашей Галактики.
Вселенная усыпана, как островами, бесчисленным количеством других галактик, большинство из которых находится на пределе видимости самых крупных телескопов. Большинство галактик являются членами скоплений, состоящих из тысяч галактик. Наша собственная Галактика является вторым по величине членом небольшого скопления примерно трех десятков галактик, называемого Местной группой. Крупнейшая галактика Местной группы видна невооруженным глазом как размытое вытянутое пятно в созвездии Андромеды. По оценкам в галактике Андромеды (называемой туманностью Андромеды) содержится в два раза больше звезд, чем в нашей собственной Галактике, а диаметр ее на 25% больше. Она находится на расстоянии 2,5 млн св. лет от нас. На фотографиях с длительной экспозицией видно, что туманность Андромеды — спиральная галактика, но расположена так, что мы видим ее почти с ребра. Если бы мы смотрели на нашу Галактику со стороны, то она была бы похожа на туманность Андромеды. В любительский телескоп можно увидеть, что туманность Андромеды имеет две маленькие галактики-спутника, похожие на Магеллановы Облака.
Только еще один член Местной группы можно увидеть в любительские инструменты — это М33 в Треугольнике, спиральная галактика, расположенная несколько дальше от нас, чем туманность Андромеды, и содержащая значительно меньше звезд. Ее можно разглядеть в бинокль в ясную темную ночь, ближайшее к Местной группе богатое скопление галактик частично лежит в созвездии Девы, а частично простирается в соседнее созвездие Волосы Вероники. Известно около 3000 его членов, десятки которых доступны для наблюдения в любительские телескопы.
Астрономы делят галактики на три основных типа: эллиптические, спиральные и галактики с перемычкой (баром). Эллиптические галактики имеют форму от практически сферической (обозначаются Е0) до плоской линзовидной (обозначаются Е7). Они включают в себя как крупнейшие, так и самые маленькие галактики во Вселенной. Гигантские эллиптические галактики содержат 10 тысяч миллиардов звезд и считаются наиболее яркими галактиками из всех. Примером является М87, принадлежащая скоплению в Деве. На другом конце шкалы находятся карликовые эллиптические галактики, похожие на большие шаровые скопления. Возможно, карликовые эллиптические галактики являются наиболее распространенным типом галактик во Вселенной, но так как они довольно слабые, их трудно увидеть.
Спиральные галактики (тип S), такие как туманность Андромеды, имеют рукава, закрученные вокруг центрального уплотнения (балдж). Обычно бывает от двух рукавов и больше. В галактиках с перемычкой (баром) (тип SB) рукава начинаются на концах звездного бара, который пересекает центр галактики. Спиральные галактики и галактики с баром подразделяются по степени закрученности их спиральных рукавов: у типов Sa и SBa рукава очень туго закручены, в то время как типы Sc и SBc имеют слабо закрученные рукава. М31 в Андромеде относится к типу Sb. Совсем недавно наша собственная Галактика считалась промежуточной между Sb и Sc, но все больше фактов свидетельствует в пользу того, что она является галактикой с баром.
Большинство наблюдаемых галактик во Вселенной это крупные спиральные галактики, но как уже было сказано выше, в действительности по численности больше карликовых галактик, которые слишком слабые, чтобы их можно было обнаружить на больших расстояниях. В дополнение к этим трем основным классам существуют галактики, называемые неправильными; обычно к этому классу относят Магеллановы Облака, хотя у Большого Магелланова Облака есть некое подобие спиральных рукавов.
Будучи слабыми размытыми объектами, галактики лучше всего видны на ясном темном небе вдали от городов и мешающего света уличных фонарей. Чтобы увеличить контрастность изображения галактики на фоне неба, лучше всего использовать малое увеличение. В телескоп вы увидите ядро галактики в виде звездообразной точки, окруженное туманным гало. Не надейтесь увидеть ярко выраженные спиральные рукава, как они выглядят на фотографиях с длительной экспозицией, полученных на телескопах большого диаметра при хороших условиях. Галактики видны нам под разными углами, и поэтому даже спиральные галактики могут казаться эллиптическими, если они видны с ребра.
Некоторые галактики имеют необычные свойства. Например, есть галактики, которые излучают огромное количество энергии в радиодиапазоне; это радиогалактики, включающие гигантские эллиптические галактики М87 в Деве и NGC 5128 (рисунок вверху) в Центавре. Некоторые галактики имеют необычно яркое ядро. Они называются сейфертовскими галактиками в честь американского астронома Карла Сейферта, который первым обратил на них внимание в 1943 г. М77 в Ките (рис. слева) является самой яркой сей- фертовской галактикой.
Самые необычные из всех — это объекты, называемые квазарами. Они излучают с области, диаметром меньше 1 св. года, столько же энергии, сколько излучали бы сотни нормальных галактик. Несмотря на их необычную природу, квазары визуально не впечатляют, поэтому на них обратили внимание только после 1963 г. Самый яркий квазар, 3С 273, выглядит как непримечательная звезда 13-й величины в Деве. Наблюдения с Космического телескопа им. Хаббла показали, что в действительности квазары являются сильно излучающими ядрами галактик, находящихся далеко во Вселенной. Радиогалактики, сейфертовские галактики и квазары, вероятно, связаны друг с другом; возможно, все они являются молодыми галактиками, видимыми на разных стадиях их эволюции. Считается, что их центральным источником энергии является массивная черная дыра, которая пожирает окружающие звезды и газ, и ее активность может быть повышена падающим в нее газом при столкновении двух галактик.
В 1929 г. американский астроном Эдвин Хаббл сделал самое значительное открытие в космологии: галактики разбегаются друг от друга, т. е. Вселенная расширяется подобно надувающемуся воздушному шарику. (Но скопления галактик, такие как Местная группа, сами по себе не расширяются — они движутся как единое целое из-за гравитационного притяжения их членов.) Свое открытие о расширении Вселенной Хаббл сделал с помощью изучения спектра галактик. Он обнаружил, что свет от галактик смещается по длине волны в результате того, что галактики удаляются от нас с большой скоростью (это явление называется эффектом Доплера). Такое смещение длины волны называется красным смещением, поскольку свет от галактики смещается в красную (более длинноволновую) область спектра. Кстати, красное смещение не делает саму галактику более красной, поскольку голубая область спектра тоже заполняется светом, смещающимся из ультрафиолетовой области.
Хаббл обнаружил, что величина красного смещения в спектре галактики прямо зависит от расстояния до нее. Наиболее удаленные галактики имеют самые большие красные смещения. Следовательно, измеряя красное смещение галактики, астрономы могут сказать, как далеко от нас она находится. Например, квазары обладают таким огромным красным смещением, что они должны быть самыми далекими объектами, наблюдаемыми во Вселенной, расстояние до них порядка 10 000 млн св. лет.
Так как Вселенная расширяется, то логично заключить, что раньше она была меньше и плотнее, чем сейчас. Согласно наиболее распространенной теории, изначально вся Вселенная была сжата в сверхплотную точку, которая по неизвестным причинам начала расширяться в результате катаклизма, названного Большим Взрывом. Галактики являются «осколками» этого взрыва, которые до сих пор разлетаются. Сейчас считается, что Вселенная будет расширяться вечно. Согласно максимальным оценкам, Большой Взрыв произошел 13 000 млн. лет назад; как мы знаем, это возраст Вселенной. Невозможно сказать, что было, если что-то и было, до Большого Взрыва.


Теги: Млечный Путь, галактики, вселенная

Комментариев: 0 | Категория: Космические объекты
Вернуться
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Форма входа

Реклама

Популярные статьи

Наша планета Земля

Полезные статьи

Календарь

«    Июнь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930