Разнообразие мира галактик кратко

Обновлено: 04.07.2024

Галактикой называется большая система из звезд, межзвездного газа, пыли, темной материи и темной энергии, связанная силами гравитационного взаимодействия. Количество звезд и размеры галактик могут быть различными. Как правило, галактики содержат от нескольких миллионов до нескольких триллионов (1 000 000 000 000) звезд. Кроме обычных звезд и межзвездной среды галактики также содержат различные туманности. Размеры галактик от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч световых лет. А расстояние между галактиками достигает миллионов световых лет.

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

По классификации, предложенной астрономом Эдвином Хабблом, в 1925 году существуют несколько видов галактик:

эллиптические(E),
линзообразные(S0),
обычные спиральные(S),
пересеченные спиральные(SB),
неправильные (Ir).

Эллиптические галактики — класс галактик с четко выраженной сферической структурой и уменьшающейся к краям яркостью. Они сравнительно медленно вращаются, заметное вращение наблюдается только у галактик со значительным сжатием. В таких галактиках нет пылевой материи, которая в тех галактиках, в которых она имеется, видна как тёмные полосы на непрерывном фоне звёзд галактики. Поэтому внешне эллиптические галактики отличаются друг от друга в основном одной чертой — большим или меньшим сжатием.

Доля эллиптических галактик в общем числе галактик в наблюдаемой части вселенной — около 25 %.

Спиральные галактики названы так, потому что имеют внутри диска яркие рукава звёздного происхождения, которые почти логарифмически простираются из балджа (почти сферического утолщения в центре галактики). Спиральные галактики имеют центральное сгущение и несколько спиральных ветвей, или рукавов, которые имеют голубоватый цвет, так как в них присутствует много молодых гигантских звезд. Эти звезды возбуждают свечение диффузных газовых туманностей, разбросанных вместе с пылевыми облаками вдоль спиральных ветвей. Диск спиральной галактики обычно окружён большим сфероидальным гало (светящееся кольцо вокруг объекта; оптический феномен), состоящим из старых звёзд второго поколения. Все спиральные галактики вращаются со значительными скоростями, поэтому звезды, пыль и газы сосредоточены у них в узком диске. Обилие газовых и пылевых облаков и присутствие ярких голубых гигантов говорит об активных процессах звездообразования, происходящих в спиральных рукавах этих галактик.

Многие спиральные галактики имеют в центре перемычку (бар), от концов которой отходят спиральные рукава. Наша Галактика также относится к спиральным галактикам с перемычкой.

Линзообразные галактики — это промежуточный тип между спиральными и эллиптическими. У них есть балдж, гало и диск, но нет спиральных рукавов. Их примерно 20% среди всех звездных систем. В этих галактиках яркое основное тело – линза, окружено слабым ореолом. Иногда линза имеет вокруг себя кольцо.

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

Эволюция галактик

Образование галактик рассматривают как естественный этап эволюции Вселенной, происходящий под действием гравитационных сил. Как предполагают ученые, около 14 млрд. лет назад произошел большой взрыв, после которого Вселенная везде была одинаковой. Затем частицы пыли и газа начали группироваться, объединяться, сталкиваться и таким образом появлялись сгустки, которые позднее превращались в галактики. Многообразие форм галактик связано с разнообразием начальных условий образования галактик. Скопление газообразного водорода в пределах таких сгустков стало первыми звездами.

С момента зарождении галактика начинает сжиматься. Сжатие галактики длится около 3 млрд лет. За это время происходит превращение газового облака в звездную систему. Звезды образуются путем гравитационного сжатия облаков газа. Когда в центре сжатого облака достигаются плотности и температуры, достаточные для эффективного протекания термоядерных реакций, рождается звезда. В недрах массивных звезд происходит термоядерный синтез химических элементов тяжелее гелия. Эти элементы попадают в первичную водородно-гелиевую среду при взрывах звезд или при спокойном истечении вещества со звездами. Элементы тяжелее железа образуются при грандиозных взрывах сверхновых звезд. Таким образом, звезды первого поколения обогащают первичный газ химическими элементами, тяжелее гелия. Эти звезды наиболее старые и состоят из водорода, гелия и очень малой примеси тяжелых элементов. В звездах второго поколения примесь тяжелых элементов более заметная, так как они образуются из уже обогащенного тяжелыми элементами первичного газа.

Процесс рождения звезд идет при продолжающемся сжатии галактики, поэтому формирование звезд происходит все ближе к центру системы, и чем ближе к центру, тем больше должно быть в звездах тяжелых элементов. Этот вывод хорошо согласуется с данными о содержании химических элементов в звездах гало нашей Галактики и эллиптических галактик. Во вращающейся галактике звезды будущего гало образуются на более ранней стадии сжатия, когда вращение еще не повлияло на общую форму галактики. Свидетельствами этой эпохи в нашей Галактике являются шаровые звездные скопления.

Когда прекращается сжатие протогалактики, кинетическая энергия образовавшихся звезд диска равна энергии коллективного гравитационного взаимодействия. В это время, создаются условия для образования спиральной структуры, а рождение звезд происходит уже в спиральных ветвях, в которых газ достаточно плотный. Это звезды третьего поколения. К ним относится наше Солнце.

Запасы межзвездного газа постепенно истощаются, рождение звезд становится менее интенсивным. Через несколько миллиардов лет, когда будут исчерпаны все запасы газа, спиральная галактика превратится в линзообразную, состоящую из слабых красных звезд. Эллиптические галактики уже находятся на этой стадии: весь газ в них израсходован 10-15 млрд. лет назад.

В 1963 году были обнаружены объекты нового типа, находящиеся за приделами нашей галактики. Эти объекты имеют звездообразный вид. Со временем выяснили, что их светимость во много десятков раз превосходит светимость галактик! Самое удивительное то, что их яркость меняется. Мощность их излучения в тысячи раз превосходит мощность излучения активных ядер. Эти объекты назвали квазарами. Сейчас считается, что ядра некоторых галактик представляют собой квазары.

Автор статьи: Михаил Карневский, 15.01.2013
Обновлено: Татьяна Сидорова, 14.02.2018
Перепечатка без активной ссылки запрещена!

В прошлый раз мы говорили о том, что галактики Вселенной еще в начале прошлого столетия были неизвестны людям. Но сейчас мы знаем богатство их форм и устройства, длинную историю и причудливый нрав — острова звезд мигрируют по космосу, танцуют друг с другом и сливаются вместе. О разнообразии галактик и пойдет сегодня речь.

Что такое галактика

Галактика Андромеды — ближайшая к нам крупная галактика

Итак, что нужно, чтобы назвать объект галактикой?

Большое Магелланово облако — галактика-спутник Млечного пути

Как видите, нет четких рамок или определения для понятия что такое галактика. Поэтому они такие разнообразные, часто совсем невообразимые. Это и сверхяркие мощные квазары, и Великий Аттрактор, и громадные звездные поля протяженностью в миллионы световых лет. Но даже у самых обычных галактик есть чем удивить. Об этом дальше.

Разнообразие галактик

Э.П. Хаббл со снимком галактики Андромеда в руках

Первое, что бросается в глаза при изучении галактик — их форма и узор. Одни выглядят как спирали циклонов в земной атмосфере, другие напоминают садовые оросители, с которых вырываются струи воды, а третьи представляют собой равномерные, плоские звездные диски. На этих характерных деталях строится современная классификация галактик, которая еще называется морфологической (морфология — наука о строении и форме чего-либо).

Структурные компоненты галактики

Черная дыра в ядре галактики

Диск — тонкий и плоский слой галактики, в котором вращается большинство ее содержимого. Принцип его расположения аналогичен плоскости эклиптики Солнечной системы, где лежат орбиты самых массивных планет. Также это самая заметная часть галактики, поскольку занимает больше всего площади. Единый галактический диск делится на две составляющие — газопылевой и звездный.
В диске могут проступать спиральные ветви, известные также как галактические рукава. Рукава не столь плотны, как другие элементы галактики, и в них много молодых звезд.

Центр, балдж и гало

Классы галактик

Теперь, когда вы знаете основные составляющие любой галактики, определить ее класс очень легко. Надо только оценить выраженность главных элементов — звездного и газопылевого дисков, ядра и сфероидальной составляющей.

Эллиптические галактики (E)

Гигантская эллиптическая галактика ESO 325-G004

Звездный состав эллиптических галактик примечателен своей умеренностью. Большинство их звезд — либо старые красные гиганты, либо умеренные красные и желтые карлики. Есть и яркие, но они редко поднимаются высоко по диаграмме Герцшпрунга–Рассела — светимость белых звезд в эллиптических галактиках не очень сильная. А голубые гиганты, звезды Вольфа–Райе и прочие массивные и активные светила попросту отсутствуют или же крайне редки.

Хотя образование и развитие галактик пока что покрыто пеленой тайны для астрономов, есть некоторые предположения относительно эллиптических галактик. У них мало газа и пыли, новые звезды формируются редко, а существующие светила немолоды — следовательно, до их нынешнего состояния прошло немало лет. А эллиптическую форму не так просто получить. Самый вероятный вариант — это столкновение и взаимопоглощение двух спиральных или линзовидных галактик воедино.

Материалы по теме

В пользу теории свидетельствует также то, что самая крупная галактика в наблюдаемой Вселенной, IC 110, тоже принадлежит к эллиптическим. Если это так, то после столкновения с галактикой Андромеда наш Млечный путь тоже превратится в гигантскую эллиптическую галактику.

Линзовидные галактики(S0)

Линзовидные галактики — это промежуточное звено по форме между эллиптическими и спиральными галактиками. У них сохраняется массивный центр, но при этом существуют вполне сформированные диски: звездный и газовый. Из-за контраста выпуклого балджа и распластанного диска эти галактики похожи на двояковыпуклые линзы, из-за чего и получили свое название.

Линзовидные и эллиптические галактике составляют 40% от всей галактической популяции Вселенной — каждая по половине общего числа. И хотя даже вместе они не такие распространенные, как спиральные, линзовидные и эллиптические часто встречаются на снимках телескопов.

Линзовидная галактика Веретено или NGC 5866

Спиральные галактики (S)

NGC 1097 — спиральная галактика с перемычкой в созвездии Печь

Это, однако, лишь теория. Какое-либо длительное наблюдения развития галактик невозможно, да и их структура слишком сложна, дабы утверждать что-то точно. Однако факт остается фактом: массивных и ярких звезд в рукавах очень много, из-за чего они отсвечивают голубым.

Неправильные галактики(Irr)

Неправильная галактика NGC 5477

Галактики – растянутые космические системы, состоящие из пыли, газа и множества звезд. Точное количество подсчитать невозможно, потому что лишь в наблюдаемой вселенной их 100 миллиардов.

Некоторые из галактик очень сильно напоминают Млечный Путь, но бывают и совершенно непохожие экземпляры.

Ученые до конца не разобрались в процессах формирования и эволюции галактик, так как начальные этапы происходили очень рано. Возраст древнейших практически достигает вселенского – 10-13 миллиардов лет. Смотрите видео про галактики, чтобы узнать больше интересной и полезной информации о классификации и возрасте.

Галактика Млечный Путь

Мы проживаем в галактике спирального типа с перемычкой, простирающейся на 100000 лет в диаметре. Ядро в форме диска выпирает на 30000 световых лет и вмещает огромное количество старых звезд и черную дыру. Из четырех спиральных рукавов, наша система расположена в рукаве Ориона. Отдалена от центра на 30000 световых лет.

Солнечная система совершает обороты вокруг галактического центра Млечного Пути на скорости в 250 км/с и тратит на один проход 220 миллионов лет.

Всего существует три главных типа галактик: спиральная, эллиптическая и неправильная. К первым относятся, например, Млечный Путь и Андромеда. В центре расположены объекты и черная дыра, вокруг которых вращается ореол звезд и темная материя. Из ядра ответвляются рукава. Спиральная форма образуется из-за того, что галактика не прекращает вращения. Многие представители обладают лишь одним рукавом, но у некоторых их можно насчитать три и больше.

Таблица характеристик основных видов галактик

Эллиптическая галактика	Спиральная галактика	Неправильная галактика
Сфероидальный компонент	Галактика целиком	Есть	Очень слаб
Звёздный диск	Нет или слабо выражен	Основной компонент	Основной компонент
Газопылевой диск	Нет	Есть	Есть
Спиральные ветви	Нет или только вблизи ядра	Есть	Нет
Активные ядра	Встречаются	Встречаются	Нет
Процент от общего числа галактик	20%	55%	5%

Спиральные бывают с перемычкой и без. В первом типе центр пересекается плотным баром звезд. А у вторых подобного формирования не наблюдается.

В эллиптических галактиках проживают самые древние звезды и нет достаточного количества пыли и газа, чтобы создать молодые. Могут напоминать по форме круг, овал или же спиральный тип, но без рукавов.

Примерно четверть галактик представляют группу неправильных. Они меньше, чем спиральные и отображают порой причудливые формы. Их можно объяснить появлением новых звезд или же гравитационным контактом с соседней галактикой. Среди неправильных числятся Магеллановы Облака.

Есть также много галактических подтипов: сейфертовские (спирали с быстрым движением), яркие эллиптические супергиганты (поглощают других), кольцевые (без ядра) и прочие.

Типы галактик

Спиральные галактики

Спиральная (как Млечный Путь) – галактика с плоским диском, выпуклым центром и спиральными рукавами. В диске сосредоточены звезды, планеты, пыль и газ, которые вращаются вокруг центра. Скорость может достигать 100 км/с, из-за чего вещество на диске формируется в виде спирали. Некоторые из них могут создавать особенные формы, благодаря чему получают оригинальные названия (как Галактика Сомбреро).

Ближе к центру выпуклости сосредотачиваются старшие звезды, а новые формируются в спиральных системах. Их диски окружены ореолами с загадочной темной материей.

Узнать больше о спиральных галактиках вы можете благодаря нашей статье .

Спиральные галактики каталога Мессье

Галактики с перемычкой

Кроме того, у нас есть отдельная статья, посвященная спиральным галактикам с перемычкой.

Спиральные галактики с перемычкой каталога Мессье

Эллиптические галактики

Эллиптическая – галактика в форме эллипса. Как правило, они круглые, но немного вытянутые вдоль одной оси. Могут быть удлиненными и напоминать форму сигары. Такой тип вмещает множество старых звезд (1 триллион), но испытывает недостаток в пыли и прочих межзвездных веществах. Звезды сосредоточены вокруг центра, но двигаются в случайном направлении. Формируют мало новых объектов.

Наиболее известные – гигантские эллиптические галактики, способные простираться на 2 миллиона световых лет. Но этот тип может быть и маленьким – карликовые эллиптические галактики.

Узнать больше об эллиптических галактиках вы можете в нашей статье .

Эллиптические галактики каталога Мессье

Неправильные галактики

Неправильная – галактика, которая не попадает в первые два вида. Кажутся деформированными или не имеют конкретной формы, потому что контактируют с другими объектами.

Читайте больше о неправильных галактиках в нашей статье .

Наиболее известные неправильные галактики

Неправильные галактики каталога Мессье

Список менее известных галактик:

Скопления галактик

Галактики могут существовать в одиночестве или же в паре. Но в большинстве случаев они входят в состав крупных ассоциаций, которые называют группами, скоплениями и сверхскоплениями. Такие объекты взаимодействуют и сливаются в единые галактики. Из-за этого газы оттекают к галактическому центру, что приводит к активации рождения звезд.

Полагают, что Млечный Путь однажды сольется с галактикой Андромеды, расположенной в 2 миллионах световых лет и наблюдаемой из северной части земного полушария. Все это – этапы эволюции, когда неправильные переходят в одну из форм, а спиральные становятся эллиптическими.

Происхождение галактик

Ученые считают, что галактики появились сразу после Большого Взрыва, который создал Вселенную 10-20 миллиардов лет назад. Уже в первые миллисекунды газовые облака начали объединяться, разрушаться и сжиматься из-за силы тяжести, формируя строительные блоки.

Но если в этом моменте мнения сходятся, то разногласия появляются в том, как это произошло и с чего началось. Некоторые думают, что начальным этапом стало слияние скоплений с миллионами звезд. Другие же полагают, что с самого начала были галактики, а уже потом звезды внутри объединялись в скопления. Нижнее видео про галактики расскажет, как происходит процесс слияния и поглощения галактических структур.

Активные галактики

Это тип галактики, излучающий больше энергии, чем обычная. Млечный Путь считается стабильным. По сравнению с ним, активные выделяют в 100 раз больше энергии. Это происходит из-за взрывов в ядре. Энергия высвобождается в виде радиоволн. Есть несколько разновидностей таких галактик.

Типичный вид Сейфертовской галактики - спиральная галактика NGC 1566

Сейфертовские галактики напоминают спиральные с чрезвычайно активным ядром. Больше всего интереса вызывают квазары, потому что за 1 секунду способны выплеснуть столько энергии, сколько Солнце производит за все свое существование. Они напоминают звезды и считаются наиболее энергичными объектами. Многие полагают, что квазары выступают активными ядрами далеких галактик на ранних эволюционных стадиях. Свет движется к нам миллиарды лет и может поступать даже с самого начала Вселенной.

Как же узнали о нашей галактике? Древние люди наблюдали в небе светлую полосу и назвали ее Млечным Путем. В конце 1500-х гг. Галилео Галилей впервые посмотрел на звезды в телескоп и понял, что эта полоса представлена множеством отдельных объектов. В 1755 году Иммануил Кант предположил, что наша галактика – линзовидная звездная группа и во Вселенной еще много таких.

Проходили годы и ученые знакомились с галактикой ближе, но все еще ставили Солнце в ее центре. В 1918 году все изменилось, когда Харлоу Шепли понял, что мы находимся на периферии галактики.

Хаббл, галактики и расширяющаяся Вселенная

Стоит выразить огромную благодарность Эдвину Хабблу, который в 1924 году доказал, что наша галактика – одна из многих. При помощи своего 100-дюймового телескопа он заметил, что группа звезд, которые ранее считались частью Млечного Пути, на самом деле, являются галактикой Андромеды, расположенной в 2.2 миллионах световых лет. В 1927 году Ян Оорт доказал, что галактики совершают вращение вокруг своего центра.

Хаббл также выявил, что отдаленные галактики уходят от нас на больших скоростях. Это наблюдение стало законом Хаббла – Вселенная расширяется.

В 1996 году телескоп Хаббла добыл снимки 1500 далеких галактик, пребывающих в процессе формирования, что увеличило предположительное количество галактик. В 1990-х гг. полагали, что их может быть только 50 миллиардов. Конечно, современные цифры намного больше. На нашем сайте у вас есть возможность изучить все разновидности галактик и рассмотреть качественные фото, схемы и рисунки космических структур Вселенной.

Галактика — это совокупность всех звёзд, звёздной пыли, газов, космических лучей, тёмной материи.

Галактики находятся во Вселенной.

Наша галактика — Млечный путь. Мы называем её нашей, потому что планета Земля находится именно там.

Галактики, в свою очередь, состоят из систем. В галактике Млечный путь размещена Солнечная система.

Солнечная система состоит из 8 планет (Земля — одна из них), которые вращаются вокруг Солнца. Помимо планет и Солнца, она включает в себя ещё и спутники и различные малые тела (кометы, космическую пыль, метеорные тела).

Во Вселенной много миллиардов галактик. Посмотрев на небо, мы можем увидеть только четыре из них: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.

Одна из галактик, которую можно увидеть с Земли собственными глазами, — Туманность Андромеды.

Млечный путь называют также просто Галактикой. Для отличия от других галактик во Вселенной, когда речь идёт о Млечном пути, мы употребляем слово с заглавной буквы — Галактика.

Виды галактик

Американский астроном Эдвин Хаббл изучал Вселенную. Именно он предложил разделить галактики по видам в зависимости от их формы.

эллиптические,
спиральные (обычные и пересечённые),
неправильные,
линзообразные.

Астроном и космолог Эдвин Хаббл (1889–1953). Помимо классификации галактик, он открыл также, что Вселенная расширяется.

Галактика Млечный путь

Галактика Млечный путь, в которой находятся Солнце и Земля.

Млечный путь — спиральная галактика.

В этой галактике находится Солнце, наша планета Земля и другие планеты. Они вращаются вокруг Солнца и образуют Солнечную систему.

Помимо Солнечной системы, в галактике есть более 200 миллионов звёзд, межзвёздных пыли и газа.

Размеры и строение галактики

Строение Млечного пути сравнивают с диском.

Галактика состоит из гало сферической формы (а это тёмная материя, звёзды и газ вместе). В центре находится чёрная дыра. Она растянулась на 100 000 световых лет (диаметр).

Как увидеть?

Млечный путь можно увидеть невооружённым глазом. Лучше всего его видно ночью, когда на небе нет облаков.

Особенно повезло жителям Южной части Земного шара. Галактику можно рассмотреть, находясь в Бразилии, Парагвае, на севере Аргентины, в ЮАР, Намибии, на юге Мадагаскара, а также в Центральной и Южной Австралии.

Узнайте про каждое Созвездие нашей Галактики.

Кто открыл Млечный путь?

Млечный путь наблюдали и использовали для навигации ещё древние греки и римляне.

Первым учёным, который представил доказательства строения нашей галактики, был итальянский астроном Галилео Галилей. В 1610 году с помощью телескопа он доказал, что Млечный путь состоит из множества звёзд.

А Эдвин Хаббл намного позже (в начале 20 века) открыл, что Млечный путь — это целая галактика.

Почему так называется?

По легенде смертная женщина Алкмена родила сына от Зевса, которого назвали Гераклом.

Богиню и жену Зевса Геру обуяла ревность, и она невзлюбила ребёнка.

С помощью хитрости богиня Афина (а по другой версии Гермес) заставили Геру накормить Геркулеса своим молоком.

Но Гера, узнав, что это за ребёнок, оттолкнула его. Пролитое молоко богини и образовало Млечный путь.

Узнайте больше про нашу Солнечную систему.

Чем галактика отличается от Вселенной?

Вселенная состоит из галактик.

Тех, которые мы можем увидеть своими глазами, — четыре: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.

Но учёные насчитывают около 100 миллионов галактик. Но так как нам видна не вся Вселенная, то их может быть гораздо больше.

К тому же галактики не считали вручную. Эта цифра примерная.

Учёные определили количество галактик в одной части Вселенной. А потом вывели их среднее число во всей Вселенной.

Читайте также: