Галактики надя Кискинова наоп “Юрий Гагарин” Стара Загора 1924 година – Eдуин Хъбъл



Дата11.12.2017
Размер218.27 Kb.
#36497
ГАЛАКТИКИ
Надя Кискинова

НАОП “Юрий Гагарин”

Стара Загора
2.

1924 година – Eдуин Хъбъл
3.

Мястото на М 31

На 26 април 1920 г. в Националната академия на науките във Вашингтон бил организиран публичен диспут – т.н. Голям спор за “островните вселени”. Главни опоненти били Къртис – “за” и Шепли – “против” “островните вселени”.

В науката фактите не се установяват чрез спорове, но такива диспути очертават проблема, дефинират го и насочват вниманието на мнозина към разрешаването му.

4 години по-късно – през 1924 г. - не диспутът, а наблюденията на Едуин Хъбъл решили проблема. Той открива Цефеиди в М 31 и използва метода на Цефеидите – доста по-развит и признат по онова време от метода на Новите на Къртис. Хъбъл получава, че разстоянието до М 31 в Андромеда е 900 000 св.г. – все още далеч от сега приетото разстояние от 2,5 млн св.г, но недвусмислено доказващо, че разстоянието до тази най-близка спираловидна мъглявина наистина няколкократно надвишава самите размери на Млечния път /100 000 св.г./.

Хъбъл става основоположник на нов дял в астрономията – ГАЛАКТИЧНАТА АСТРОНОМИЯ, с рождената 1924 година.


4.

Междугалактични разстояния


5.

М 31 в близък план


6.

Още през 1620 г. английският философ Франсис Бейкън казва, че всяка наука започва с класификация. Подредбата по форма, големина, спектър и др. подходящо подбран признак, изявяващ съществени особености, дава повод за размисъл върху природата на обектите.


7.

През 1925 г. Едуин Хъбъл предлага своя морфологична класификация на галактиките, която се използва и досега с допълнения и уточнения. Основавайки се на множество снимки само на извънгалактичните мъглявини, правени с най-големите за времето си телескопи - с 1,5 и 2,5-метрови огледала в обсерваторията Маунт Уилсън, Хъбъл разделил галактиките на елиптични – Е /18% от всички/, спирални – S /78%/ и неправилни Irr /4%/ .


8.

Елиптичните разделил според степента на сплесканост на подкласове по формулата е = 10 (a – b)/а, като а и b са съответно най-големия и най-малкия диаметър на елипсата. “Вилицата” или “камертонът” на Хъбъл започlа с най-близките до кълбовидните елиптични галактики тип Е0 до все по-изтеглени елипси от тип Е7. В основата на разклонението са рядко срещаните лещовидни S0 галактики, а спиралните се подреждат в две разклонения на нормални S и пресечени SB спирали, също подредени,но по развитост на спиралните ръкави в подкласове a, b, c. По-късно е въведен и подклас d.

Освен на подтипове a, b, c според степента на развитост на спиралните ръкави, нормалните и пресечените спирални галактики сега се съотнасят и към още два подтипа – d и m . Подтиповете отразяват съотношението на светимостите на балджа и диска. При последователен преход по подтипове от a към m относителната светимост на балджа намалява, цветът на галактиката става по-син, а количеството газ е повече. Спиралните ръкави стават по-широки, по-къси, по-малко завити и по-накъсани. Всъщност, спиралните структури, принадлежащи на галактики, причислени към един и същ подтип, се различават съществено.
9.

Купът галактики в Дева, където е най-голямата елиптична галактика М 87

Сред елиптичните галактики са и най-масивните гигантски галактики с маси и светимости от порядъка на трилиони слънца, и най-малките галактики-джуджета с маси и светимости само милиони слънца – колкото е при кълбовидните звездни купове.

Диаметрите им са от 1/10 до 100 Кпс.


10.

Най-масивната елиптична галактика, която можем да наблюдаваме в центъра на купа галактики в Дева, е М 87. Размерите й са сравними с една такава локална група галактики като Местната група галактики, с диаметър от 2 Мпс.


11.

Има идея, че в центъра на М 87 се върти масивна черна дупка, която взаимодейства с галактичното вещество. В резултат възниква мощно електромагнитно поле, което изхвърля веществото по направление на оста на въртене на галактичната черна дупка.

Галактиката М 87 е на разстояние 50 милиона св.г. и е от галактичния куп в Дева.
12.

На 5 000 св.г. се е проточил мощният джет от ядрото на гигантската елиптична галактика М 87. Това огромно изхвърляне има прекрасната структура и това се проследява в целия спектър. Излъчването е синхротронно, т.е. дължи се на спираловидно завихряне на бързи електрони по магнитните силови линии.


13.

Джета в М 87 в различни диапазони на електромагнитния спектър.


14.

Тези галактики обикновено се състоят от стари масивни звезди с ниско съдържание на тежки елементи. В тях има малко газ и прах. Въртят се бавно около оста си. А отделните звезди обикалят около центъра им по случайни траектории – подобно на топки в тото-машина.

Елиптичните галактики са компактни образувания – средната звездна плътност в тях е 10 пъти повече от тази в спиралните галактики – такава, каквато е балджа на нашата Галактика.

Много повече е и скритата маса в тях – 10 пъти повече, отколкото в спиралните галактики.

За разлика от спиралните галактики елиптичните нямат дискове.

Огромна елипсовидна галактика NGC 1316 прави изключение.

Как ли се е образувала тази странна галактика? Астрономите се превръщат в детективи, когато се опитват да изяснят причините за възникване на такива хаотични струпвания от звезди, газ и прах. Предварителното разследване показа, че NGC 1316 е огромна елипсовидна галактика, в която има тъмни ивици прах, характерни по-скоро за спиралните галактики.

Това изображение на космическия телескоп “Хъбъл” показва подробности, които ни помагат да възстановим произхода на тази гигантска смес от космически обекти. Оказа се, че в центъра на NGC 1316 има малко кълбовидни звездни купа с несъществена маса. Предполага се, че това е характерно за галактики, които се сблъскват с други галактики или са ги погълнали през последните няколко милиарда години. След такива сблъсъци много звездни купове в плътните галактични ядра се разрушават. Тъмните петна и праховите ивици показват, че една или няколко от погълнатите галактики са били спирални.

Диаметърът на NGC 1316 е 60 хиляди св.г. Тя е на 75 милиона св.г. от нас и е в съзвездието Пещ.
15.

Тези галактики обикновено се състоят от стари масивни звезди с ниско съдържание на тежки елементи. В тях има малко газ и прах. Въртят се бавно около оста си. А отделните звезди обикалят около центъра им по случайни траектории – подобно на топки в тото-машина.

Елиптичните галактики са компактни образувания – средната звездна плътност в тях е 10 пъти повече от тази в спиралните галактики – такава, каквато е балджа на нашата Галактика.

Много повече е и скритата маса в тях – 10 пъти повече, отколкото в спиралните галактики.

За разлика от спиралните галактики елиптичните нямат дискове.

Огромна елипсовидна галактика NGC 1316 прави изключение.

Как ли се е образувала тази странна галактика? Астрономите се превръщат в детективи, когато се опитват да изяснят причините за възникване на такива хаотични струпвания от звезди, газ и прах. Предварителното разследване показа, че NGC 1316 е огромна елипсовидна галактика, в която има тъмни ивици прах, характерни по-скоро за спиралните галактики.

Това изображение на космическия телескоп “Хъбъл” показва подробности, които ни помагат да възстановим произхода на тази гигантска смес от космически обекти. Оказа се, че в центъра на NGC 1316 има малко кълбовидни звездни купа с несъществена маса. Предполага се, че това е характерно за галактики, които се сблъскват с други галактики или са ги погълнали през последните няколко милиарда години. След такива сблъсъци много звездни купове в плътните галактични ядра се разрушават. Тъмните петна и праховите ивици показват, че една или няколко от погълнатите галактики са били спирални.

Диаметърът на NGC 1316 е 60 хиляди св.г. Тя е на 75 милиона св.г. от нас и е в съзвездието Пещ.

16.


Този тип галактики имат най-сложна структура с добре очертан център – струпване на звезди, наречен балдж или централна кондензация, където е ядрото им.

Балджът при някои спирални галактики е изтеглен като мост – нар. бар или пресечка, а спиралните ръкави излизат не от централната част, а именно от тези мостове – това са пресечените спирали. 1/3 от спиралните галактики са от този клон на “камертона” на Хъбъл, където галактиките са с обозначението SB. Счита се, че наличието на бар се дължи на някаква вътрешна активност на ядрото или външни причини – той се появява при взаимодействащите си галактики или тези, които вече са погълнали съседите си.

Балджът и халото от кълбовидни звездни купове съдържат стари масивни звезди като тези, които преоблазават в елиптичните галактики.

Обикновено спиралните галактики са масивни, ярки, богати на много и огромни по размери конгломерати от газ и прах, където припламва звездообразувателния процес. Спиралните ръкави са очертани именно от такива активни области на звездообразуване със всички характерни обекти в тях – млади синьо-бели звезди с характерна възраст от около 100 млн години, Свръхнови, бързи потоци от газове, разпространяващи се огромни области от йонизиран и неутрален водород и всякакви още обекти и типове звезди.

Спиралните ръкави заедно с балджа и централната част образуват диска.

Тук са далечните и красиви галактики от левия горен ъгъл към долния десен както следва:

M 61; NGC 4449; NGC 4725; NGC 5068; NGC 5247; NGC 5775/5774.

Най-ефектна и разгърната е спиралата на М 61 от купа галактики в Дева.

Интересна е и двойката галактики NGC 5775/5774. които също са спирални, но обърнати към нас ребром.

Неправилната галактика NGC 4449 е неголяма и сравнително близка до нас. Прилича на Големия Магеланов облак – спътника на Млечния път.

В нея, както и в спиралните галактики се виждат доста розови облаци – места на активно звездообразуване.

Цялата тази галерия “фотогенични” галактики е получена с неголям 40-см телескоп-рефлектор с цифрова камера от посетители в Обществения център на Националната обсерватория на САЩ Кит Пик в рамките на програмата “Съвременни наблюдения”.


17.

Тук са няколко галактики от своеобразната инфрачервена “фото-сесия” на космическия телескоп “Хъбъл”

NGC 4826, M 64 или обозначението й като инфрачервен небесен обект IRAS 12543+2157 се анрича още галактиката Зло око или Черно око

Прониквайки през праховите облаци около центровете на тези галактики, инфрачервеното излъчване показва нови области на звездообразуване.

18.

М 81 в Голяма мечка



НАБЛЮДАВАНА СВРЪХНОВА ОТ ІІ ТИП В ГАЛАКТИКАТА М81

За втори път в съвременната епоха бе наблюдавана Свръхнова от ІІ тип, обозначена като SN 1993J, в спиралната галактиката М 81 на 28 март 1993 г. Това изображение е получено малко преди експлозията и това го прави уникално. Първата Свръхнова от този път бе през 1987 г в Големия Магеланов облак – SN 1987A. Свръхновите от ІІ тип са в двойни системи, едната звезда от които е червен свръхгигант. Оказва се, че 250 години преди експлозията червеният гигант с 10 слънчеви маси вещество става виолетов!.


19.

М 81 и М 82 в Голяма мечка по посока на Малка мечка


20.

М81 и М 82 в Голяма мечка

Забележителната двойка галактики М 81 и М 82 заемат цялото зрително поле на орбиталната обсерватория GALEX – Calaxy Explorer, Изследовател на галактичната еволюция, който разглежда космоса в ултравиолетовия диапазон. Това позволява да се изучи звездообразуването и еволюцията на галактиките. В долната част на изображението е разкошната спирална галактика М 81 с размери като Млечния път, в чиито спирални ръкави се виждат млади звезди. На това изображение с изкуствени цветове те са сини и са на възраст не повече от 100 милиона години. Старите звезди от галактичния център са в жълто.

В горната част се вижда неправилната галактика М 82, която демонстрира екстремалностите при раждането и смъртта на звездите. Взривовете от Свръхновите, с които завършват живота си масивните звезди, изхвърлят вещество от централните области на М 82.

Тази двойка от спирална и неправилна галактики е на разстояние 10 милиона св.г. в съзвездието Голяма мечка.
21.

Спиралната галактика в анфас NGC 3982

Може би така изглежда и нашата Галактика.

Докато близката спирална галактика в Андромеда М 31 се причислява към нормалните спирали тип Sb, то Млечният път спада към пресечените спирали тип SB. Според някои нашата Галактика е доста по-особена – преходен тип между нормални и пресечени спирални. През 1970 г. Джерард де Вокулер я причислява към тип SAB (rs) bc ІІ, като rs означава, че има тънък пръстен от газ и прах около ядрото. Той прави опит да въведе тримерна класификация, представящ галактиките като запълващи определен обем от пространството. Това е един от опитите да се допълни класификацията на Хъбъл.

Сега се приема, че Галактиката принадлежи на Хъбъловия тип пресечени галактики SBc.

22.


Обикновено броят на спиралните ръкави е 2 и те излизат диаметрално противоположно от балджа или бара, но често между тях могат да се открият поне още два ръкава. Счита се, че добре изразените симетрични ръкави, проследяващи се до 1-2 оборота около центъра на галактиката са възникнали в резултат на глобален процес, обхващащ цялата структура. Такива са повечето – около 70% от всички спирални галактики.

Центъра на М 51 Водовъртеж в Голяма мечка

Галактиката Водовъртеж

Тази галактика е един от най-фотогеничните обекти, достъпни за любителите и професионалните астрономи. Дори и пред малки телескопи, тази небесна красота разкрива своите пръстени. Това изображение на космическия телескоп “Хъбъл” показва светенето на галактиката чрез излъчването на водорода, който асоциира с младите ярки звезди от спиралните ръкави.


23.

Галактиката Водовъртеж

Това контрасно изображение на галактиката М51 от януари 2005 г. е получено с Широкоъгълната камера за обзори на борда на космическия телескоп “Хъбъл” и илюстрира красивата галактика в края на единия от спиралните й ръкави, на която е жълтото ядро на малката галактика NGC 5195. Галактиката, наричана още Водовъртеж е една от малкото спирални галактики, наблюдаващи се в “анфас” и разкриваща пред очите ни спиралната си структура детайли от спиралните си ръкави. Това позволява да се наблюдават и тъмните облаци, и розовите места, очертаващи местата на звездообразуване и младите горещи сини звезди.

Някои астрономи предполагаха, че процесът на звездообразуване в спиралните ръкави е бил инцииран от гравитационното въздействие на близко преминалата преди милиард години малка галактика. Именно това потвърждава тази снимка на “Хъбъл”.

Галактиката Водовъртеж е на 31 милиона светлинни години в съзвездието Ловджийски кучета.
24.

Астрономите използват тези изображения от основни цветове, показващи краищата на галактиката NGC 1512 за калибровка на цветовете в средата на галактиката, където е пръстенът от звездни купове, обграждащи ядрото. Тази картина е получена от инструментите на космическия телескоп “Хъбъл”: камерата FOC (за откриване на обекти); Широкоъгълната и Планетарна камера 2 (WEPC2), Инфрачервената камера и Мулти-обектния спектрометър (NICMOS).


25.

Тази диаграма показва пряка връзка между масивните черни дупки и звездите на елиптичните галактики или тези от балджа на спиралните галактики. Но за съжаление, пряка връзка няма. Други наблюдения показват много тясна връзка между масите на черните дупки и освободения гравитационен потенциал, измерен от звездните величини на звездите с произволна скорост в галактичния център. Фактите за тези изводи говорят в полза на направената корекция на масата на галактичната черна дупка е вярна.

26.

Голямата красива спирална галактика с централна ивица NGC 1300 е на разстояние 70 милиона св.г от нас в съзвездието Еридан. Това съставно изображение на космическия телескоп “Хъбъл” е едно от най-добрите и показва цялата галактика. Големината на NGC 1300 е повече от 100 хиляди св.г. Това изображение показва удивителни детайли на централния мост и великолепието на спиралните ръкави. Наистина, при вглеждане може да се открие в ядрото на тази класическа пресечена галактика област с размери около 3 300 св.г със спирална структура. За разлика от другите спирални галактики като нашия Млечен път, в NGC 1300 засега няма признаци за наличието на масивна черна дупка.


27.

NGC 4314
28.

Като песъчинки в космически плаж изглеждат звездите от голямата спирална галактика NGC 300 на това изображение, получено с Усъвършенстваната камера за обзори на космическия телескоп “Хъбъл”. Тук се вижда вътрешната част на галактиката с размери около 7 500 св.г. В центъра се вижда яркото плътно ядро на галактиката с широки тъмни ивици прах, примесени със звезди в галактичната равнина. NGC 300 е на разстояние 65 милиона св.г. в галактичния куп в съзвездието Скулптор.

Уникалната възможност на космическия телескоп “Хъбъл” да разграничи звездите в тази галактика може да послужи за подобряване точността на методите за определяне на междугалактичните разстояния.


29.

Тази чудесна островна вселена е на разстояние 85 млн. св.г. разстояние в южното съзвездие Пещ. Населени е с млади сини звездни купове спиралните ръкави на NGC 1350 се затварят, образувайки пръстен около голямото ярко ядро на галактиката – така галактиката прилича на огромно космическо око. Диаметърът на NGC 1350 е около 130 хиляди св.г или тя е малко по- голяма от нашия Млечен път.

От Земята галактиката се проектира на края на купа галактики в Пещ, но оценката за разстояние показва, че тази галактика не спада към купа. На това изображение може да се видят много галактики от фона дори и през NGC 1350.

Автори Х Бофин, Х Хейер, Е Янсен; Фокален редуктор и спектрограф FORS2; Европейска Южна обсерватория


30.

Този плуващ в космическото пространство пръстен с размерите на галактика наистина е част от галактиката Сомбреро – една от най-големите, влизаща в състава на купа галактики в Дева. Тъмната ивица прах закрива част от тази галактика във видими лъчи, но е доста ярка в инфрачервени лъчи. Полученото от космическия телескоп “Спитцер” изображение на галактиката е наложено върху това във видими лъчи, получено от космическия телескоп “Хъбъл” и така е получен този изглед.

Галактиката Сомбреро има обозначение М 104 в каталога на Месие. Тя е с диаметър 50 000 св.г. и е на разстояние 28 милиона св.г. Вижда се и с неголям телескоп в съзвездието Дева.

31.


Как тази галактика е станала подобна на пръстен? Диаметърът на синия пръстен е с диаметър 150 000 св.г. и се състои от зараждащи се и много ярки масивни звезди. Тази пръстеновидна галактика АМ 0644-741 е претърпяла сблъсък с по-малка галактика, която е преминала през нея и сега е някъде извън рамките на кадъра, получен с космическия телескоп “Хъбъл”.

Тъй като междузвездните разстояния са големи, едва ли сблъсъци между самите звезди са ставали. Но в резултат на галактичната колизия, газът и праха от междузвездното пространство е получил мошен тласък за свиване, а това е зародило вълната от звездообразуване, наблюдаваща се сега като синкав пръстен.

Галактиката АМ 0644-741 е на разстояние 300 милиона св. г. от нас.
32.

Когато в околностите на обсерваторията Паранал в Чили небето започнало да става много осветено, Марк Низер и Питър Бертел преустановили своята работа по издирване на отдалечени слаби квазари и решили за кратко време да използват Много големия телескоп в Южно-Европейската обсерватория за съзерцание красотите на близката Вселена. Те открили изключително красивата галактики NGC 613 в съзвездието Скулптор, отдалечена само на 65 милиона св.г. Диаметърът й е 100 000 св.г. Освен спирални ръкави, излизащи от гигантска централна ивица, изпъстрени с космически прах и ярки области на звездообразуване, радионаблюденията на галактиката показаха, че в центъра й има масивна черна дупка.


33.

Спиралната галактика NGC 6946 е наречена още Фойеверк, поради загадъчния бурен процес на звездобразуване. Като правило, повишена светимост поради звездообразуване имат взаимодействащите спирални галактики, но блидо до NGC 6946 няма други галактики. Предполага се, че наблюдаваният взрив на раждане на звезди се дължи на неотдавнашна /според вселенските мащаби/ акреция на първични облаци неутрален водород от околното междугалактично пространство.

Това изображение е получено с 8-метровия Северен телескоп по програмата Джемини на Хаваите. Отделните звезди са от фона на Млечния път.

Галактиката NGC 6946 е с диаметър 20 св.г. и е на разстояние 10 милиона св.г. Проектира се в съзвездието Цефей.


34.

ГАЛАКТИКАТА ФОЕЙРВЕРКили М 101

Тя е само на 25 млн. св.г и е разгърната в анфас, така че може да бъде разгледана подробно.

Последните данни свидетелстват, че в резултат от тясното гравитационно взаимодействие със съседката й са се образували вълни на плътност и около центъра се върти свит газ. Свиването на газа под действие на плътностните вълни е довело до започване на звездообразуване, които много добре се виждат на тази снимка, направена от космическия телескоп “Хъбъл”. Това е най-детайлното изображение с разделителна способност 16 000 х 12 000 пиксела или 192 мегапиксела. То е съставено от 51 снимки, предимно от космическия телескоп, но и от наземни телескопи.

М 101 е в съзвездието Голяма мечка. Диаметърът й е около 170 000 св. г. или тя е почти 2 пъти по-голяма от Млечния път.

35.


Районът около М 101
36.

Детайли около и в М 101


37.

Величествените завиващи се спирали на това изображение на галактиката NGC 7424 виждаме в анфас. Намиращата се на 40 милиона св.г. в съзвездието Жераф, тази островна вселена е с диаметър около 100 хиляди св.г и много наподобява нашия Млечен път. Спиралните ръкави са очертани от млади масивни сини купове с диаметър до няколко стотин св.г.

В тази галактика неотдавна избухна Свръхнова SN 2001 ig, която угасна преди получаването на това чудесно изображение на галактиката от един от 4-те телескопа на VLT – VIMOS, на Европейската Южна обсерватория.
38.

Тази спирална галактика NGC 4565 имаме възможността да виждаме острани, “в профил”. Наричат я още галактиката Игла. За много телескопи тя е на предела на възможностите им, защото не е ярка. Може би затова тя не е включена в каталога на Месие. Намира се в съзвездието Косите на Вероника.

На това контрастно изображение добре се вижда централната част с балджа с по-стари жълти звезди. Той, както и целия диск изглеждат разполовени от ивицата тъмен прах, закриващ светлината на звездите от диска на галактиката.

Всъщност точно така би изглеждал и Млечния път, ако можехме да го видим отдалеч. Както по големина, така и по форма галактиката Игла твърде много го наподобява. Диаметъръ й е от порядъка на 100 000 св.г., но тя е на цели 30 милиона св.г. от нас.


39.

Структури с по-голям брой спирални ръкави или нечетен такъв се наблюдават много рядко.Има и различни други асиметрии и особености, които причисляват галактиките към пекулярен тип. Рядко срещани са галактиките само с 1 спирален ръкав и все още е недоказано съществуването на такива, които се въртят срещу краищата на спиралните ръкави. Като правило спиралните галактики се въртят по посока на завиване на ръкавите си. Общото , което ги отличава от другите видове галактики е по-бързото им околоосно въртене.


Повечето спирални галактики имат 2 и повече ръкава, докато пекулярната галактика NGC 4725 има само един. Това е показано на това инфрачервено изображение на космическия телескоп “Спитцер” с червеното излъчване на праховите облаци, нагрявани от младите звезди. В синьо светят старите звезди на галактиката. Тази галактика, в която също така се наблюдават добре изразен пръстен и централен мост, има диаметър 100 000 св.г. и е на разстояние 41 млн. св.г. в съзвездието Косите на Вероника. Засега не е установена посоката на въртене на галактиката – по или срещу спиралния ръкав.

40.


Причислявайки галактиките към тип E, S, и S0, Хъбъл препратил всички останали към неправилните галактики Irr. Сега разграничаваме два типа неправилни галактики – Irr 1 и Irr 2. За разлика от спиралните галактики при тях не се наблюдава хало.

Типът Irr 1 е продължение на типовете Sc и SBc зад “камертона” на Хъбъл. Тези галактики са богати на газ и прах. В тях преобладават младите звезди.

Типична галактика тук е Големият Магеланов облак.

Към тип Irr 2 спадат галактики със своеобразна форма, които наистина не могат да бъдат причислени към някой от изброените типове и подтипове. Обикновено в такива галактики протичат толкова активни процеси на звездообразуване, които са изкривили до неузнаваемост вида на галактиките.

Неправилните галактики като цяло са неголеми. Характерните размери са от 1 до 10 Кпс.

Масите им са от 100 милиона до 10 милиарда слънчеви маси, а светимостите – от 10 милиона до 10 милиарда слънчеви единици.


41.

Някога са приемали, че “камертона” на Хъбъл е в тясна връзка с еволюцията на галактиките – че видът се променя при различни етапи на еволюцията им. Някои съдейки по типа звездно население считали, че галактиките възникват като неправилни по вид образувания, които в средна възраст на спираловидни, а в крайните стадии – елипсовидни.


42.

Днес е известно, че характеристиките на елиптичните и спиралните галактики са твърде различни, за да имат време да преминат от един в друг тип за времето на своето съществуване


43.

Формиране на спирални и елипсовидни галактики

Предполага се, че видът на галактиката зависи от масата и момента на импулса на протогалактичния облак. Бавни и компактни протогалактични облаци са дали началото на масивните и бавно въртящи се около оста си елипсовидни галактики; тези с по-бързо въртене – големите спираловидни галактики.
44.

Формиране на галактиките

Но има и други фактори – взаимодействието между галактиките, сливането на галактики и поглъщане на малките от големи галактики -–процес продължаващ досега и водещ до промени във външния вид на структурите.
45.

Формиране на галактиките

Процесът на формиране и развитие на галактиките далеч не е обстойно проучен. Все пак счита се, че галактиките съществуват поне от 10-тина млрд години като образувания от определен тип и преминаването на елипсовидна в спирална галактика, както и обратното едва ли има място в действителността.

46.


Протогалактики

Както малките тела в Слънчевата ни система, галактиките-джуджета биха могли да хвърлят светлина върху разбиране процесите в галактиките при формирането им в ранната Вселена. Считайки, че големите галактики днес някога са възникнали от сливане на множество по-малко масивни фрагменти, наблюдаваните галактики-джуджета сега са оцелелите и самостоятелно еволюирали сгъстявания на първичната материя


47.

Възникване на галактиките


48.

Големият Магеланов облак, както и Малкия спадат към неправилните джуджета според класификацията на Ева Гребел.

Сред спиралните и неправилните галактики-джуджета има и такива, в които може да се различи наличието на бар. Такава е неправилната галактика-джудже Голям Магеланов облак.

Характерни особености:

Формата им е неправилна, разпокъсана. Те са богати на газ, разпространен неравномерно в обема им, понякога пръстеновидно. Звездите им са средно с по-високо съдържание на тежки елементи, което означава, че в тези галактики с неголеми огнища на звездообразуване, процесът е протичал не особено мощно, но постоянно от 10 млрд години насам.

Яркостта на тези галактики е по-ниска, отколкото на сините компактни джуджета, но по-висока от тази на спиралните. По-масивните се въртят като твърдо тяло, а немасивните – хаотично.

Срещат се навсякъде – между куповете галактики и вътре в тях, като се концентрират към центровете на куповете.
49.

ХЪБЪЛ” ОТКРИВА БЕБЕТА-ЗВЕЗДИ В СЪСЕДНАта ГАЛАКТИКА Малък Магеланов облак

Януари, 2005 г. – изящната точност на космическия телескоп “Хъбъл” позволи да се наблюдават за първи път бебета-звезди в мъглявината NGC 346, намираща се в близката галактика Малкия Магеланов облак. Той се вижда с невъоръжено око в южното съзвездие Тукан и е на 210 хиляди светлинни години разстояние от Млечния път. Малката съседна галактика е по-древна от нашата, съдейки по състава на звездите й като цяло, които имат малко тежки елементи. Затова откриването на образуващи се звезди на такова място ще ни покаже как са възникнали звездите в ранната Вселена.

Снимките на “Хъбъл”, направени с широкоъгълната обзорна камера разкриха три различни по възраст групи формиращи се звезди в региона на мъглявината NGC 346 – общо около 70 хиляди на брой, заедно с тези от самата мъглявина, които са към 2 500. Най-старите звезди са на възрастта на Слънцето – 4,5 милиарда години, а по-младите са на около 5 милиона години – откакто човекът се е изправил на двата си крака. Интересното е, че бебетата-звезди са в две Т-образно пресичащи се уплътнения в мъглявината.

50.

Млечният път е обикновена спирална галактика на възраст 12 млрд. години. Дори Слънцето – звезда на средна възраст – е възникнало преди 4,5 млрд. години. Но всички звезди в галактиката І Zwicky 18 са много по-млади. Въз основа на изображенията, получени с космическия телескоп “Хъбъл”, установено е, че първите звезди в тази галактика са възникнали само преди 500 милиона години, което я прави най-младата галактика.



Тук ярките петна са двете области на звездообразуване в галактиката

І Zwicky 18, около които са разширяващите се влакна светещ междузвезден газ. Доста по-старите галактики от фона се виждат като червени петна, а галактиката-спътник е в горния десен ъгъл.

Астрономите считат, че малката галактика І Zwicky 18 с размери само 3 000 св.г. е като първите галактики във Вселената. Те биха искали да разберат как такава сравнително близка галактика на разстояние само 45 млн. св.г. е още толкова млада сред обкръжението си от галактики на преклонна възраст в немладата Вселена.
51.

Това е илюстрация на неотдавна полученото широкомащабно изображение, което установи, че нашата Галактика поглъща съседната си близка галактика-спътник в съзвездието Стрелец. Тя е галактика-джудже, принадлежащо на големия приливен поток в Стрелец, състоящ се от газ, звезди и мистичната тъмна материя. Съществува хипотеза, че някога тази галактика-спътник е минала през диска на Млечния път – много близо до сегашното положение на Слънцето. Двете галактики – нашата и спътницата й – се състоят от отделни структури и влакна на видимата и невидима материя.


52.

СВЕТИМОСТ НА ГАЛАКТИКИТЕ

M = m + 5 – 5 lg r
Най-ярките галактики имат М = -24

Нашата Галактика има М = -21


53.

РАЗМЕРИ НА ГАЛАКТИКИТЕ

D ~ r . d

D – пространствен диаметър

d – видим диаметър

r – разстояние

ИЗОФОТЕН ДИАМЕТЪР – по изофотата, съединяваща точки от 25 зв.в.

54.


Видимите размери се измерват в дъгови единици – обикновено дъгови минути и секунди и дават представа за това каква част от небето заема галактиката.

Истинските размери на галактиките се измерват обикновено в килопарсеци – Кпс. Определят се трудно и силно зависят от уреда, с който се наблюдава.

Така например, най-близката спирална галактика в Андромеда М 31 има видим диаметър по-малък от 1° с неголям телескоп, но с по-мощен телескоп, видимият й диаметър е вече 3°, тъй като се виждат по-слабо светещите краища на галактиката. Наблюдавана с електрофотометър същата галактика има видим диаметър вече 7,5°.Благодарение на това, че в тази близка галактика може да се разграничат звезди като Цефеидите, наблюдавани са Нови и Свръхнови, може с определеност да се даде разстоянието до нея – 2,5 млн. св.г. и размерите, възлизащи на 300 000 св.г.
55.

Преобладаващ тип звезди



  • В неправилните галактики –

от спектрален клас A-G

  • В спиралните галактики –

От спектрален клас F-G

  • В елиптичните галактики –

От спектрален клас G-K
56.

ВЪРТЕНЕ НА ГАЛАКТИКИТЕ

Слайфер ориентирал процепа на спектрографа по големия диаметър на мъглявината и получил наклонени към червения край на спектъра линии от тази част, която се отдалечава от нас и към синия край – от тази част, която се приближава до нас. Така по Доплеровия ефект може да се установи лъчевата компонента и количествено да се определи скоростта на въртенето. Колкото е по-голям наклонът на линиите, толкова е по-голяма скоростта на въртене.

Тъй като галактиките не се въртят като твърдо тяло, може да се построи КРИВА НА ВЪРТЕНЕ. Центърът на галактиката е началото на координатната система, по абсцисата са разстоянията на отделните части до центъра на галактиката, а по ординатната ос – скоростта.


57.

Двойката елипсовидни галактики, обозначени в каталога на Месие като М 89 в галактичния куп Дева. По-ялката NGC 4550 спада към лещовидните галактики, която се оказа доста интересна по данните на спектрографа “Сорон”, монтиран от 1999 г. на 4-метровия телескоп в обсерваторията Ла Палма, Испания.



Галактики като елипсовидните и лещовидните, смятани за инертни, се оказаха доста интересни. Открити бяха и ядра в някои от тези галактики, които се въртят или в обратна посока или перпендикулярно на въртенето на самата галактика. Най-интересна е лещовидната галактика NGC 4550. В нея съвсем плосък централен диск от звезди, който се върти в една посока, е вложен в по-дебел звезден диск, въртящ се в точно обратната посока. Според учените странната галактика е резултат от сблъсъка и сливането на две лещовидни галактики с противоположни една на друга посоки на въртене.
58.

МАСИ НА ГАЛАКТИКИТЕ

Най-точно се определят масите на взаимодействащите галактики.

В астрономията се прилагат няколко метода за определяне масите на отделните галактики, но нито един не е достатъчно точен:

ако се приеме, че масата на галактиката е съсредоточена в центъра – “точкова маса”, а околоосното й въртене може да се опише с кеплеровите закони, тогава масата й е пропорционална на размерите на галактиката d и квадрата от скоростта на околоосното й въртене v

M = d . v²/G , където G е гравитационната константа;

Метод на Тули-Фишер - по радиоизлъчването на неутралния водород на дължина на вълната 21 см, чиито линии се размиват поради Доплеровия ефект при въртенето на галактиката.

Съществува статистическа връзка от една страна между скоростите на въртене и абсолютната звездна величина на галактиките и от друга страна – между абсолютната звездна величина и масата им.
59.

ЗАКОН НА ХЪБЪЛ

Законът на Хъбъл не е просто една интересна закономерност, позволяваща по червеното отместване в спектъра на една галактика да се определели точно разстоянието до нея – единствен метод за установяване на вселенските мащаби.



Смисълът на закона на Хъбъл е много по-дълбок – галактичното “разбягване” означава, че Вселената се разширява. И това е едно от следствията на Общата теория на относителността, в което дори Айнщайн не искал да вярва.







Сподели с приятели:




©obuch.info 2022
отнасят до администрацията

    Начална страница