Світ галактик. Типи галактик

Основоположниками космології як науки про Всесвіт, про закони його будови і розвитку, були давньогрецькі філософи. Але, запровадивши по­няття нескінченного простору і нескінченного часу, вони не з:логли піти у своїх роздумах далі, ніж замінити уявлення про нескінченний простір сфе­рою зір цілком визначеного радіуса.

Успіхи сучасної астрономії у з'ясуванні особливостей будови і розвит­ку досяжного для спостережень Всесвіту вражаючі. І все ж, як і для давніх греків та римлян, Всесвіт ще не розкрився перед нами всіма своїми гранями і всім розмаїттям буття. Римський філософ І ст. н. е. Сенека пи­сав: «Успіхи наші великі. Але нашим нащадкам залишиться більшість істин, іще не відкритих».

Класифікація галактик. Дослідження інших велетенських зоряних систем - інших галактик - розпочав В. Гершель наприкінці XVIII ст. Відкривши і склавши каталоги загалом понад 2 500 туманностей, він дослідив їхні форми і значну частину з них виділив в окрему групу «молочних шляхів», які мали б бути подібними до нашої Галактики. Відстані до цих об'єктів Гершель оцінював мільйонами світлових років. Насправді ж ні він сам, ні інші астрономи впродовж усього XIX ст. не знали, як далеко знаходяться ці об'єкти. Тому справжнє відкриття світу галактик настало у XX ст. завдяки працям Е. Габбла.

Рисунок – Схема класифікації галактик по Хаблу

Світ галактик надзвичайно різноманітний. Але вже 1925 р. Габбл здійснив першу і дуже вдалу спробу класифікувати галактики за їхнім зовнішнім виглядом, запропонувавши відносити їх до одного з таких трьох типів: еліптичні Е, спіральні S та неправильні Іг.

Спіральні галактики складаються з ядра і кількох спіральних рукавів або гілок. У звичайних спіральних галактиках (тип S) гілки виходять безпосередньо з ядра.

Рисунок – Спіральна галактика

У спіральних галактиках з перемичкою (тип SB) ядро перетинається вздовж діаметра поперечною смугою із зір - перемичкою або баром, від кінців якого й починаються спіральні рукави.

Залежно від ступеня розвитку рукавів галактики S і SB діляться на підкласи Sa, Sb та Sc (відповідно SBa, SBb і SBc). У галактик підкласу Sa спіралей майже не видно, тоді як у галактик підкласу Sc майже вся речовина скупчена в спіральних рукавах.

Проміжними між галактиками Е і S є лінзоподібні галактики (підтип SO), яскравість яких від центра до краю змінюється стрибками.

Рисунок – Лінзоподібна галактика

До неправильних галактик (тип Іг) належать ті, що не мають чітко вираженого ядра і симетричної структури.

Рисунок – Неправильна галактика

Найближча до нас у північній півкулі неба галактика Туманність Андромеди (галактика М31) - це спіральна галактика. У південній півкулі спостерігаються дві неправильні галактики - Велика Магелланова Хмара (ВМХ) і Мала Магелланова Хмара (ММХ).

Рисунок – Туманність Андромеди

Приблизно 25 % вивчених галактик - еліптичні, 50 % - спіральні (з них половина SB), 20 % типу SO і лише 5 % - галактики типу Іг.

Параметри галактик.

Як уже неодноразово наголошувалось, однією з найважливіших проблем в астрономії є визначення відстаней до космічних об'єктів. Починаючи з 20-х років XX ст., цю проблему щодо галактик майже розв'язано: дотепер розроблено більше 10 методів визначення відстаней до них.

Першим із цих методів - за спостереженнями цефеїди - скористався Е.Габбл у 1924 р. На околицях галактики М31 (а невдовзі ще декількох) він виявив цефеїди, зумів визначити періоди зміни їхнього блиску, а потім встановити відстані до них.

У далеких галактиках намагаються зареєструвати спалахи нових і особливо наднових зір у момент максимуму їхнього блиску. Покладаючи, що потужності цих об'єктів (явищ) однакові у всіх галактиках, за їхніми видимими величинами встановлюють відстані. Після цього за кутовими розмірами визначають і лінійні діаметри галактик.

Порівнюючи зміщення спектральних ліній у різних частинах галактики (або за розширенням ліній у- спектрі), встановлюють факт її обертання навколо своєї осі, а для зір, що перебувають на околицях галактик - швидкості обертання навколо центра мас системи. Ці дані використовують для визначення мас галактик.

Як виявилося, і наша Галактика, і Туманність Андромеди входять до числа найбільших за масою, світністю і кількістю зір.

Можна з упевненістю твердити, що в спіральних і неправильних галактиках міститься багато білих і блакитних зір, тоді як в еліптичних галактиках - більше червоних. Це означає, що різні типи галактик мають різний вік.

Спостереження показують, що лінії у спектрах усіх відомих галактик (за винятком декількох, найближчих до нас) зміщені у червоний бік порівняно з тими ж лініями у спектрі нерухомого об'єкта.

Це явище, яке отримало назву червоного зміщення галактик, пов'язано з їхнім рухом у просторі в напрямку від спостерігача (ефект Допплера-Фізо).

Визначивши відстані та швидкості 30 галактик, Габбл виявив, що чим далі від нас знаходиться галактика, тим з більшою швидкістю вона від нас віддаляється. На підставі цього він зробив висновок, що Всесвіт не може бути статичним, як думали раніше, що насправді він неперервно розширюється, і відстані між галактиками весь час зростають.

Впродовж 50 років вивчення галактик проводиться в радіодіапазоні. Як і слід було очікувати, від звичайних галактик до Землі надходить радіовипромінювання, але у мільйон разів слабкіше, ніж в оптичному діапазоні. Проте серед них було виявлено так звані радіогалактики, які в радіодіапазоні яскравіші, ніж в оптичному.

Таких галактик відомо кілька сотень. Найближче до нас знаходиться радіоджерело Лебідь А. Його ототожнили з галактикою, яка складається з двох ядер, оточених протяжною оболонкою. Найцікавішою особливістю джерела Лебідь α є те, що зона радіовипромінювання не збігається з видимою галактикою, а розташовується двома окремими приблизно еліптичними областями обабіч зони оптичного випромінювання. Центри областей радіовипромінювання знаходяться від видимого подвійного ядра на віддалі близько 80 кпк (260 тис. св. p.). Отже, це ще одна загадка, яку треба розгадати.