Содержание:
Что такое галактика
Галактика — это система небесных тел, в которой черные дыры, звезды и их скопления, облака газа и пыли, темная материя, планеты связаны между собой гравитацией. [1]
Сегодня зарегистрированы миллиарды галактик, большая часть объединена в скопления. Невооруженным глазом с Земли видны четыре из них: туманность Андромеды, Большое и Малое Магеллановы облака, М33 или галактика Треугольника. Наша галактика Млечный Путь видна частично, так как мы находимся внутри нее.
Из чего состоит галактика
Галактика состоит из звезд разных типов и звездных скоплений, газовых и пылевых туманностей, темной материи (это часть Вселенной, которая не испускает свет, оказывает гравитационное воздействие и влияет на движение небесных тел).
Соотношение этих частей разное, в зависимости от формы и типа галактики. В некоторых темная материя может составлять основную часть общей массы — до 95%, например, в Млечном Пути. А может и вовсе отсутствовать, как в некоторых карликовых галактиках. [2]
Основные наблюдаемые составляющие галактик:
- звезды разных возрастов и масс и их скопления;
- остатки эволюционировавших звезд;
- холодный газ и пыль;
- разреженный горячий газ.
Как образуется галактика
Как установили ученые, галактики начали появляться около 14 млрд лет назад из газопылевых туманностей. Это был естественный эволюционный этап развития Вселенной, когда зажглись первые звезды, примерно в течение миллиарда лет после Большого взрыва. [3]
Из темной материи рождались первые сверхмассивные звезды. Они взрывались и оставляли после себя черные дыры. Из высвободившихся тяжелых элементов появлялись звезды второго поколения, которые могли формировать связанные системы — галактики.
Чтобы облако газа и пыли под воздействием гравитации превратилось в упорядоченную систему звезд, требуется около 3 млрд лет.
Большинство галактик, которые мы можем наблюдать сегодня, сформировались 7–10 млрд лет назад. Тогда темп образования новых звезд в десятки раз превышал современный. [4]
Виды галактик
Галактики классифицировал астроном Эдвин Хаббл в 1962 году. Он разделил их по форме. Есть три основных типа, на долю которых приходится 80% всех галактик: эллиптические, спиральные и неправильные. [5]
Эллиптические
Это галактики в форме эллипса, яркость которых постепенно убывает от центра к периферии. Эллиптические галактики варьируются по степени сжатия и форме — от округлой до овальной, и делятся на подгруппы. Обозначаются буквой Е и цифрой — от Е0 до Е7.
Их примерно 20% от общего числа галактик. Со стороны эллиптическая галактика похожа на огромную звезду с ярким центром и тусклыми краями. Оттенок, как правило, желтый или красный, поскольку они состоят из старых звезд. Новые звезды внутри таких галактик не образуются.
Спиральные
Самый распространенный тип — их больше половины. К спиральной относится и та, в которой мы живем.
Спиральная галактика похожа на диск с желтым ядром, вокруг которого закручены по спирали вокруг центра рукава голубого оттенка. Рукавов, как правило, два, но может быть больше. Например, у нашей галактики Млечный Путь их пять.
В центре находится основная масса вещества в виде черной дыры и скопления старых звезд (балдж). А в рукавах образуются новые звезды. В спиральных галактиках много межзвездного газа и пыли. Часто у таких галактик есть перемычка в центре («бар») — выпуклость, из которой расходятся рукава.
Спиральные галактики обозначают буквой S. Они делятся на типы по плотности расположения рукавов, от большей к меньшей: Sa-Sd, галактики с перемычкой — SBa-SBd.
Есть еще один тип S0 — это линзообразные галактики, промежуточный тип между эллиптической и спиральной. У них есть ярко выраженный балдж в центре, но нет рукавов.
Неправильные
Неправильных галактик 5% во Вселенной. У них нет четкой структуры, формы и центра, обычно это хаотические скопления звезд. Возможная причина их неправильной формы — соседство или столкновение с другой галактикой.
Неправильные галактики делят на несколько типов:
- Irr I — с признаками спиральной (Sm) или иной (Im) структуры;
- Irr II — несхожие с другими видами по классификации Хаббла;
- dI — карликовые, с большим количеством межзвездного газа.
Наиболее распространен класс Im, к нему относятся Малые и Большие Магеллановы Облака.
Как называется наша галактика
Наша галактика — Млечный Путь, и Солнечная система — это лишь маленькая ее часть, которая находится на окраине одной из пяти ветвей, в рукаве Ориона. Расстояние от Солнца до ядра галактики — около 30 тыс. световых лет.
Млечный Путь относится к типу SBb — спиральная галактика с перемычкой. Наша галактика начала формироваться примерно 13,6 млрд лет назад, почти сразу после Большого Взрыва. Ранее считалось, что она моложе и появилась 10–12 млрд лет назад. Новые звезды в ней образуются и сейчас. [6]
В нашей галактике находится 100–400 млрд звезд и экзопланет и около 20 тыс. туманностей. С Земли Млечный Путь выглядят как состоящая из звезд светлая полоса на ночном небе.
Известные галактики
Точное количество галактик во Вселенной назвать нельзя. Ученые считают, что их может быть от 100 млрд до 200 млрд, а по некоторым оценкам — 2 трлн. [7]
Млечный Путь входит в скопление галактик, которое называется Местная группа, в ней еще более ста галактик, которые держит общая гравитация. А Местная группа входит в сверхскопление Девы, в нем около двух тысяч галактик. Невооруженным глазом с Земли можно увидеть только четыре из них.
- Туманность Андромеды (М31) находится на расстоянии более двух миллионов световых лет. Ее можно увидеть с Земли в северном полушарии в бинокль, а в ясную погоду и невооруженным глазом. Как и Млечный Путь, относится к спиральным галактикам. [8]
- Магеллановы Облака (Большое и Малое) — спутники нашей галактики, находятся на расстоянии 160 и 190 тыс. световых лет соответственно. Видны в южном полушарии и выглядят, как два туманных пятна. [9]
- М33 (еще ее называют галактикой в созвездии Треугольника из-за расположения) — спиральная галактика типа Sc, она видна в северном полушарии Земли. Занимает третье место по размеру в Местной группе после Tуманности Андромеды и Млечного Пути. [10]
- IC 1101 — сейчас самая большая из известных галактик. Это сверхгигантская эллиптическая галактика, которая примерно в 40 раз больше Млечного Пути. [11]
- Одной из самых красивых считается галактика Сомбреро, или М104. В ее центре — яркое ядро с выпуклостью и пылевая полоса, а форма напоминает шляпу. Галактику можно наблюдать в телескоп. [12]
Галактики изучают с помощью телескопов. Две самых мощных орбитальных обсерватории — «Хаббл», запущенная на орбиту Земли в 1990 году, и «Джеймс Уэбб», она была запущена в декабре 2021 года.
Взаимодействие галактик
Галактики, как и все космические тела, постоянно находятся в движении. За миллиарды лет галактики сталкивались и сливались с другими. Некоторые расположены довольно близко, и взаимная гравитация влияет на их форму, а также на процессы образования звезд.
У нашей галактики есть несколько десятков карликовых спутников. Самый близкий из них — Карликовая эллиптическая галактика в Стрельце. Млечный Путь начал поглощать ее 4–5 млрд лет назад. [13]
Млечный Путь и Туманность Андромеды движутся навстречу друг другу. По предположениям ученых, они могут столкнуться примерно через 4 млрд лет. Если это произойдет, две спиральные системы превратятся в одну эллиптическую. Рукава исчезнут, а черная дыра другой галактики поглотит нашу черную дыру.
Небесные тела внутри нашей галактики не столкнутся, поскольку между ними большое расстояние. Но есть вероятность, что нашу систему выбросит за пределы новой галактики и она станет межгалактическим объектом. [14]