Что такое галактика?
АВТОР: ЗЕЛЁНЫЙ ГОТТ · 2 ОКТЯБРЯ, 2020
https://thealphacentauri.net/63033-chto-takoe-galaktika/
Это гигантское скопление галактик, известное как Abell 2744, или скопление Пандоры, расположенное в созвездии Скульптора.
NASA / ESA / J. Lotz / M. Mountain/ A. Koekemoer / the Hubble Frontier Fields Team.
Галактики — это огромные острова звёзд в океане космоса, которые отделены друг от друга огромными расстояниями, измеряемыми миллионами световых лет. Галактики иногда называют строительными блоками нашей Вселенной и их распределение не случайно, как может показаться: галактики тянутся вдоль невообразимо длинных нитей по всей Вселенной, образуя космическую сеть звёздных «городов». Они обычно содержат от нескольких миллионов до более чем триллиона звёзд и могут иметь размеры от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч световых лет в поперечнике. Млечный Путь, имеет диаметр около 100 000 световых лет, это почти миллион триллионов километров.
Иллюстрация, показывающая результаты компьютерного моделирования структуры Вселенной в возрасте 900 млн лет, 3,2 млрд лет и в наши дни, проведённого группой Фолкера Шпрингеля (Volker Springel) из Института Макса Планка.
Фонд Volker Springel / MPE/ Kavli Foundation.
Галактики группируются в скопления, а наш Млечный Путь вращается внутри Местной Группы галактик, состоящей из 55 известных нам галактик. в относительно тихом уголке космоса.
В свою очередь, сами скопления галактик группируются в сверхскопления. Наша группа входит в состав суперкластера Девы .
«Клей», который связывает звёзды в галактики, галактики в скопления, скопления в сверхскопления и сверхкластеры в волокна, – это, конечно, гравитация, Строитель Вселенной, который и создаёт все видимые нами структуры в космосе.
Расстояния от Местной группы внутри локального суперкластера, который называется Суперкластером Девы.
Существует несколько основных типов галактик, каждый из которых содержит подтипы. Галактики были впервые систематически классифицированы, основываясь на их визуальном облике, известным астрономом Эдвином П. Хабблом в конце 1920-х и 30-х годах, в течение многих лет кропотливых наблюдений. Классификация галактик Хаббла широко используется, хотя со времён Хаббла, как и любая хорошая система классификации, она обновляется в свете новых наблюдений.
Знаменитая подпись «VAR!»(variable, переменная) : Млечный Путь — не вся Вселенная.
Courtesy Carnegie Institution for Science
До исследования галактик Хабблом считалось, что наша галактика — единственная во Вселенной. Астрономы думали, что пятна света, которые они видели в свои телескопы, на самом деле были туманностями внутри нашей собственной галактики, а не, как обнаружил Хаббл, галактиками сами по себе. Именно Хаббл продемонстрировал, измерив их скорости, что они находятся на большом расстоянии от нас, в миллионах световых лет за пределами Млечного Пути, на таком огромном расстоянии, что кажутся крошечными во всех телескопах, кроме самых больших. Более того, он продемонстрировал, что, куда бы он ни посмотрел, галактики удаляются от нас во всех направлениях, и чем дальше они находятся, тем быстрее они удаляются. Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется.
В конце 1920-х и 30-х годов Хаббл провёл наблюдения, необходимые для начала классификации галактик. Его оригинальная схема классификации была опубликована в 1936 году в книге под названием «Царство туманностей«. Его первоначальная схема, как и вся научная работа, постоянно видоизменяется. Но его идея «схемы камертона» продолжала оставаться полезной.
Наиболее распространенным типом галактик является тот, с которым большинство людей знакомы: спиральная галактика. Млечный Путь принадлежит к этой группе. Спиральные галактики имеют широкие рукава длиной в тысячи световых лет, состоящие из миллионов и миллионов звёзд. Наша Солнечная система расположена примерно на расстоянии 10 килопарсек (по новым данным 8,5 кпк) от центра галактики, в одном из спиральных рукавов.
Спиральные галактики характеризуются наличием яркого центра, состоящего из плотной концентрации звёзд, настолько плотно упакованных, что издали центр Галактики выглядит как шар. Этот шар известен как Галактическая выпуклость (балдж).
Потрясающий вид на центр нашей галактики Млечный Путь, увиденный телескопом Murchison Widefield Array (MWA) в Австралии в 2019 году.
ICRAR / Curtin / GLEAM Team/
Ещё один интересный факт — диск Млечного Пути не является плоским, как это изображено на большинстве диаграмм: он искривлён, как виниловая пластинка, оставленная на солнце. Поскольку мы находимся внутри Млечного Пути, мы не в состоянии увидеть полную форму нашей галактики. Считается, что это результат гравитационного столкновения с другой галактикой в начале истории Млечного Пути.
Варшавский университет / Би-би-си .
Эллиптические галактики (E) — многочисленный класс галактик, не обладающих ни ярким звёздным диском, ни спиральными рукавами. Среди эллиптических есть и очень
массивные, до 1012 масс Солнца в виде звезд, и совсем карликовые, чуть массивнее шаровых скоплений, т. е. 107-109масс Солнца. Эллиптические галактики не имеют резких границ, их яркость монотонно уменьшается с удалением от центра. Как они образовались? Учёные считают, что сначала образуются чисто спиральные галактики, потом у них в ходе вековой (т. е. медленной, постепенной) эволюции нарастают балджи, а потом они и вовсе сливаются друг с другом и в результате «мержинга» (англ. merge — объединяться, сливаться) начинают новую жизнь уже как эллиптические галактики. Почему две сталкивающиеся спиральные галактики образуют эллиптическую галактику, а не одну большую спиральную? Когда две спиральные галактики сталкиваются, гравитация является главной силой, которая вступает в игру. Когда галактики сближаются друг с другом, гравитационные силы начинают вытягивать звёзды, газ и пыль спиральных рукавов из их первоначальных орбит.
NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Слияния галактик не редкость: Вселенная наполнена примерами галактик, находящихся на различных стадиях слияния, их структуры разрушены и искажены гравитацией, образуя причудливые и красивые формы.
Галактикам могут потребоваться миллиарды лет, чтобы полностью слиться в единую галактику. Расположенные на расстоянии 300 миллионов световых лет в созвездии Волосы Вероники, эти две сталкивающиеся галактики были прозваны мышами из-за длинных хвостов звёзд и газа, исходящих из каждой галактики. Эта пара со временем сольётся в единую гигантскую галактику.
Викисклад.
Следующий класс и не менее интересный — карликовые галактики, состоящие из нескольких миллиардов звёзд (что очень мало по сравнению, например, с нашей галактикой). Обычно они не имеют чётко определенной структуры. Астрономы считают, что они родились таким же образом, как и более крупные галактики, такие как Млечный Путь, но по какой-то причине перестали расти. Захваченные гравитацией большой галактики, они вращаются вокруг её периферии. Вокруг Млечного Пути вращается около 20 карликовых галактик, хотя некоторые модели предсказывают, что их должно быть гораздо больше.
Две самые известные карликовые галактики для нас, землян, — это, конечно, Малое и Большое Магеллановы Облака, видимые невооруженным глазом в небе южного полушария Земли.
Млечный Путь над озером Тейлора недалеко от Хоршама, Австралия, 22 апреля 2019 года. Два объекта справа — это Магеллановы Облака.
Линтон Браун
В центре большинства галактик скрывается сверхмассивная чёрная дыра, её масса по разным оценкам составляет от нескольких миллионов до миллиардов солнечных масс. Происхождение и эволюция сверхмассивных чёрных дыр изучены недостаточно. Несколько лет назад астрономы обнаружили удивительный факт: в спиральных галактиках масса сверхмассивной чёрной дыры имеет прямую линейную зависимость от массы галактической выпуклости. Чем больше масса чёрной дыры, тем больше звёзд в выпуклости, что по-видимому, указывает на то, что рост звёздного «населения» Галактики и рост её сверхмассивной чёрной дыры неразрывно связаны.
https://astronomy.com/news/2019/10/galaxy-and-black-hole-gro...
Изображение тени сверхмассивной чёрной дыры в ядре галактики M 87.
Event Horizon Telescope
Спустя сто лет после того, как стало ясно, что существуют другие галактики, кроме нашей, мы узнали много нового об этих великих, величественных звёздных «городах». И нам ещё многому предстоит научиться. Если прошлое и учит нас чему-то, так это тому, что мы многого не знаем, и нам нужно продолжать учиться. Когда-нибудь исследования этих объектов приведёт нас к более полному пониманию нашего места в нашей галактике, а также места нашей галактики во Вселенной.
Что почитать и посмотреть
Онлайн лекция Дарьи Козловой
Происхождение и эволюция галактик
http://sn.sai.msu.ru/~sil/preprints/kniga17.pdf
https://earthsky.org/astronomy-essentials/definition-what-is...
