Архив рубрики: ОБЪЕКТЫ ВО ВСЕЛЕННОЙ

Планеты и спутники

Многих любителей астрономии интересуют прежде всего именно эти объекты во вселенной. Их нельзя назвать самыми интересными, но зато они самые доступные для наблюдения. Ведь если мы наблюдаем за звездами мы могут увидеть только яркую точку. Смотря же на ближайшие к нам планеты можно увидеть их шаровидную форму, a то о рассмотреть некоторые объекты на самих планетах.Темная материя и темная энергия.

Планета это небесное тело, движущееся по орбите вокруг звезды, в котором не происходят термоядерные реакции, обладающие достаточной массой, чтобы иметь форму, близкую к сфере, и вблизи орбит которых имеется пространство, свободное от других тел. До конца 20 века были известны лишь 9 планет – это планеты солнечной системы. В последнее десятилетие открыто около 300 планет вне солнечной системы. Это планеты вращающиеся вокруг ближайших звезд. Обнаружение таких планет крайне затруднено, так как они находятся на расстоянии, значительно превышающем расстояния между планетами в солнечной системе.

Все планеты различаются по массе, диаметру, химическому составу, периоду обращение вокруг солнца (или другой звезды если это не планета солнечной системы) и скорости вращения. По сколько про планеты не входящие в состав солнечной системы почти ничего неизвестно будем в дальнейшем говорить лишь о планетах солнечной системы. Все планеты разделяют на планеты земной группы, планеты гиганты и планеты карлики.

Планеты земной группы по своим параметрам похожи на землю. Вероятность возникновения жизни в таких планетах наиболее вероятна. Планеты земной группы состоят главным образом из кислорода, кремния, железа, магния, алюминия и других тяжёлых элементов. В центре ядро из железа с примесью никеля. мантия, состоит из силикатов. кора образовавшаяся в результате частичного плавления мантии и состоящая также из силикатных пород, но обогащённая несовместимыми элементами. Из планет земной группы коры нет у Меркурия, что объясняют её разрушением в результате метеоритной бомбардировки. Земля отличается от других планет земной группы высокой степенью химической дифференциации вещества и широким распространением гранитов в коре.

Планеты гиганты это планеты, имеющие значительную долю газа в своём составе (в основном водорода и гелия). В Солнечной системе это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Предполагается, что планеты-гиганты образовались позже, чем планеты земной группы, когда температура упала настолько, что стали кристаллизоваться различные газы. К этому времени большая часть тугоплавких веществ (окислы, силикаты, металлы) уже выпали из газовой фазы, и из них образовались внутренние планеты (от Меркурия до Марса). Период вращения газовых планет вокруг своей оси достаточно невелик — 9-17 часов. Как показали измерения спускаемого аппарата «Галилео», давление и температура быстро растут уже в верхних слоях газовых планет. На глубине 130 км в атмосфере Юпитера температура составила плюс 150 градусов Цельсия, давление — 24 атмосферы. Все газовые планеты Солнечной системы излучают больше тепла, чем получают от Солнца. Некоторые учёные считают, что причина этого в том, что в недрах гигантских планет идут реакции термоядерного синтеза.

Газовыми могут являться лишь крупные планеты, так как небольшие небесные тела не способны удержать такой лёгкий газ, как водород.

Карликовая планета это небесное тело, которое: обращается по орбите вокруг Солнца; имеет достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать гидростатическое равновесие и иметь близкую к округлой форму; не доминирует на своей орбите (не может расчистить пространство от других объектов); не является спутником.

Карликовые планеты не вполне являются планетами а больше похожи на астеройды. К числу таких планет относится плутон и еще несколько десяткой из пояса Койпера. Как правило такие планеты очень малы. Радиус таких планет в несколько раз меньше земного. Такие планеты лишены какой либо атмосферы. Период обращения вокруг солнца в сотни раз больше чем у земли.

Похожими по своим характеристикам на карликовые планеты являются спутники. Спутники это объекты, вращающийся по определённой траектории (орбите) вокруг другого объекта. Как плавило спутником принято считать объект, вращающийся вокруг центрального тела (планеты, карликовой планеты или астероида) так, что центр масс системы находится внутри центрального тела.

Спутники занимают очень важное место в астрономических наблюдениях. Именно по параметрам спутников (их размеру, размеру орбиты спутника и периоду обращения) удается с большой точность определить параметры планеты. Существует мнение, что большинство спутников образовались в результате бомбардировки планеты астреройдами в какой-то момент ее развития.

Автор статьи:
Михаил Карневский

Реликтовое излучение

w_3yr_moll2048

Реликтовое излучение это космическое электромагнитное излучение с температурой 2,725 К. Это излучение почти изотропно, то есть оно одинаково во всех направлениях в космосе. Максимум частотного диапазона приходится на 160,4ГГц, что соответствует микроволновому излучению.

Реликтовое излучение было предсказано Гамовым, Альфером и Робертом Германом в 1948 году на основе созданной ими первой теории горячего Большого взрыва. Они смогли установить, что температура реликтового излучения должна составлять около 3К. Первые удачные эксперименты по обнаружению реликтового излучения были проведены в 1965 году. Тогда экспериментально был подтвержден факт существования микроволнового излучения, изотропного во всем пространства и имеющего температуру 3,5К.

Существование реликтового излучения играет большую роль в подтверждении гипотезы рождения Вселенной в результате большого взрыва. Согласно теории Большого Взрыва, ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, состоящую из фотонов, электронов и барионов. Фотоны постоянно взаимодействовали с остальными частицами плазмы, обмениваясь энергией с ними. Излучение находилось в состоянии теплового равновесия с веществом, а его спектр соответствовал спектру абсолютно чёрного тела.

По мере расширения Вселенной, космологическое красное смещение вызывало остывание плазмы и, на определённом этапе, для электронов стало энергетически предпочтительней, соединившись с протонами — ядрами водорода и альфа-частицами — ядрами гелия, сформировать атомы. Этот процесс называетсярекомбинацией. С этого момента фотоны перестали рассеиваться, теперь уже нейтральными атомами, и смогли свободно перемещаться в пространстве, практически не взаимодействуя с веществом. В результате дальнейшего остывания излучения за счёт красного смещения, его температура снизилась(согласно последним экспериментам температура излучения составляет 2,725К). Такое реликтовое излучение можно назвать теплом, оставшимся после большого взрыва.

Самые последние измерения обнаружили крохотные неоднородности реликтового излучения, порядка 0,001%. Эти неоднородности восновном объясняются движением Земли вокруг Солнца, Солнца вокруг центра Галактики и движением самой Галактики относительно остальных. Эти измерения позволяют понять как строение современной Вселенной, так и ранние моменты ее истории.

Автор статьи:
Михаил Карневский

Темная материя и темная энергия

Понятия скрытой массы (темная материя) и темной энергии существенно различны, хотя иногда и употребляются совместно. Рассмотрим оба этих понятия подробно.

Темная материя — общее название астрономических объектов, недоступных прямым наблюдениям, то есть не испускающие электромагнитного излучения достаточной для наблюдений интенсивности, но наблюдаемым косвенно по гравитационным эффектам.

Впервые к существовании скрытой массы пришел астроном Фриц Швикки в 1937 году. Он проводил наблюдения за вращением скопления Галактик. Как известно, из законов гравитации, скорость вращения галактических объектов и скоплений Галактик зависит от расстояния до центра масс и распределения массы внутри. Сопоставив известные формулы и астрономические наблюдения был получен парадоксальный результат. Массы Галактик намного больше чем мы видим.

Со временем часть скрытой массы удалось обнаружить. Так, согласно последним наблюдениям, в число объектов составляющих скрытую массу входят остывшие белые карликинейтронные звезды, межгалактический газ, возможно черные дыры. Однако, по оценкам теоретиков, и этих объектов существенно недостаточно.Темная материя и темная энергия.

Все перечисленные объекты относятся в барионной форме материи. Таких по оценкам ученых чуть более 4%. Еще 23% приходится на небарионную темную материю, не участвующую в сильном и электромагнитном взаимодействии. К таким видам материи на сегодняшний день относят элементарные частицы, которые называются – нейтрино. Эти частицы участвуют лишь в слабом и гравитационном взаимодействиях и обнаружить из чрезвычайно тяжело.

Оставшиеся 73% состава Вселенной приходятся на так называемую темную энергию. Дело в том, что согласно измерениям 1998 года наша Вселенная расширяется ускоренно. Такое ускоренное расширение Вселенной объясняется лямбда членом – специальным параметром уравнений гравитации. Физически интерпретировать этот параметр можно как некую форму энергии, имеющую отрицательное давление и равномерно заполняющую всё пространство Вселенной. Иногда понятие темной энергии включают в понятие скрытой массы, трудно сказать правильно это или нет. Важно лишь понимать как обстоят дела на самом деле.

Существует два варианта объяснения сущности темной энергии:

  • Темная энергия есть космологическая константа — неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство.
  • Темная энергия есть некая квинтэссенция — динамическое поле, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени.

Некоторые из сторонников первого случая приписывают темную энергию к самому пространству, или вакууму, что уже является вопросом определения. Альтернативный подход исходит из предположения, что темная энергия — это своего рода частицеподобные возбуждения некоего динамического скалярного поля, называемого квинтэссенцией. Отличие от космологической константы в том, что плотность квинтэссенции может варьироваться в пространстве и времени. Никаких свидетельств существования квинтэссенции пока не обнаружено, но исключить такое существование нельзя. Подтверждением существования квинтэссенции могло бы служить наблюдение вариации фундаментальных констант в пространстве или времени.

Трудно сказать, из чего на самом деле состоит наша Вселенная. Наиболее удивительным остается тот факт, что в обычный телескоп мы может наблюдать лишь около 1% того, что мы называем Вселенной. Об остальном нам приходится лишь догадываться, опираясь на косвенные наблюдения и богатый теоретический опыт.

 

Черные дыры

Черные дыры являются пожалуй столь же малоизученными сколь и популярными объектами во Вселенной. Многие писатели фантасты используют образ черный дыры как огромного «пылесоса» в глубинах Вселенной, стремящегося поглотить все что находится поблизости. Давайте же попробуем взглянуть на черную дыру с научной точки зрения.

Впервые идея подобном объекте пришла в голову английскому священнику Джону Мичеллу в далеком 1784 году. Идея состояла в том, что для тела с радиусом в 280,3 солнечных радиусов и с плотностью Солнца вторая космическая скорость на его поверхности будет равна скорости света. Таким образом, свет не сможет покинуть это тело, и оно будет невидимым. Однако, всерьез черные дыры стали обсуждаться только с появлением теории относительно Эйнштейна в начале 20 века.

В этой статье мы не будем приводить сложных математических формул, ограничившись только формулой для радиуса Шварцшильда:
Объекты во вселенной
где G — гравитационная постоянная, а c — скорость света. Чёрная дыра с массой, равной массе Земли, обладала бы радиусом Шварцшильда в 9 миллиметров (то есть Земля могла бы стать чёрной дырой, если бы кто-либо смог сжать её до такого размера). Для Солнца радиус Шварцшильда составляет примерно 3 километра.Черные дыры

Две важнейшие черты, присущие чёрным дырам — это наличие горизонта событий и сингулярности, которая отделена этим горизонтом от остальной вселенной.

Горизонт событий находится на радиусе Шварцшильда, он ограничивает пространство внутри черной дыры. Информация о любом событии произошедший за горизонтом событий внутри черной дыры не может пересечь горизонт событий.Черные дыры

Сингулярность, это область внутри черной дыры, там, где решения уравнений гравитации не имеют четких физических интерпретаций. Другими словами, ученые, опираясь на весь свой накопленный опыт, еще не в состоянии дать внятный ответ на вопрос: что происходит в черной дыре?.

Несмотря на это, решения уравнений специальной теории относительности дают ответ на не менее интересный вопрос: как происходит падение в черную дыру. Для наблюдателя внутри космического корабля взявшего курс на черную дыру его скорость относительно черной дыры будет увеличиваться вплоть до скорости света.Черные дыры

Для наблюдателя, находящегося далеко от черной дыры на своем наблюдательном пункте картина будет совершенно иной. По мере приближения космического корабля к черной дыре информация от него на наблюдательный пункт будет приходить все с большим запаздыванием. С точки зрения наблюдательного пункта, скорость корабля будет постепенно уменьшаться по мере приближения к горизонту событий. Для того, чтобы преодолеть горизонт событий и скрыться с радаров, по часам наблюдательного пункта потребуется бесконечное время.

Вернемся к пилоту космического корабля. По его собственный часам ему потребуется довольно небольшое время до преодоления горизонта событий. Однако, ему как целому не суждено будет застать этого события. Дело в том, что по мере приближения к черной дыре, будет увеличиваться ускорение свободного падения. Также будет расти его неоднородность. Вблизи горизонта событий она может достигнуть такой величины, что будет способна только разломать корабль на части, но и разорвать молекулы на атомы.

Поясним термин неоднородность в данном случае. Представьте, что мы падаем ногами вниз на черную дыру. Тогда на ноги, например, будет действовать ускорение 100 метров на квадратную секунду, а на голову только 50 — ощущения будут не очень приятными. На Земле такая неоднородность тоже есть, но она настолько мала, что ее никто не ощущает. Разница ускорений свободного падения для ног и для головы, аналогично приведенному примеру, на Земле составляет менее 1 миллионной метра в секунду.

Существует теоретическое рассмотрение различных видов черных дыр, зараженный и не зараженных, вращающихся и не вращающихся. Однако, на данный момент экспериментально данный объект остается почти неизученным. В ходе астрономических наблюдений второй половины ХХ века астрономы обнаружили довольно много объектов, в той или иной мере проявляющие себя как черные дыры. Такими объектами, например, являются некоторые квазары и ядра некоторых Галактик

По современным представлениям, существует четыре способа образования черной дыры:

  • Гравитационный коллапс достаточно массивной звезды на конечном этапе её эволюции.
  • Коллапс центральной части Галактики. Например, в центре нашей Галактики находится чёрная дыра Стрелец A* массой 3,7 солнечных масс. Этот способ схож с предыдущим, с той лишь разницей, что звезда не образуется, как это обычно бывает при гравитационном сжатии межзвездного газа. Масса газа настолько велика, что сжатие идет сразу до образования черной дыры.
  • Формирование чёрных дыр в момент Большого взрыва, в результате флуктуаций гравитационного поля или материи.
  • Возникновение чёрных дыр в ядерных реакциях при высоких энергий — квантовые чёрные дыры.

Черные дыры настолько сложный и таинственный объект, что ученые еще не мало лет будут ломать голову в попытках понять его природу.

 

Автор статьи:
Михаил Карневский

 

Квазары и пульсары

articles_1_6443

Во Вселенной существует не малое количество объектов, заслуживающих к себе внимания своим необычным поведением. Дело в том, что в середине XX века с развитием лабораторной техники в космосе стали обнаруживаться объекты посылающие в пространство периодические импульсы в оптическом, радиоволновом и рентгеновском спектрах. Это были пульсары.

Пульсары были открыты в июне 1967 г. Джоселин Белл, аспирантом Э.Хьюиша. За этот выдающийся результат Хьюиш получил в 1974 году нобелевскую премию. Результаты наблюдений были засекречены на полгода. Это было связано с предположением искусственности строго периодических импульсов радиоизлучения. Пульсар, представляет собойнейтронную звезду. Она испускает узконаправленные потоки злучения. В результате вращения нейтронной звезды поток попадает в поле зрения внешнего наблюдателя через равные промежутки времени — так образуются импульсы пульсара.

Каким же образом пульсары излучают электромагнитные волны? При сжатии звезды увеличивается не только её плотность. При коллапсе огромной массивной звезды до размеров порядка нескольких десятков километров период вращения уменьшается до сотых и даже тысячных долей секунды, т. е. до характерных периодов переменности пульсаров. Помимо этого сильно уплотняется и магнитное поле звезды.

На поверхности нейтронной звезды, где давление не столь велико как в центре, нейтроны могут опять распадаться на протоны и электроны. Сильное магнитное поле разгоняет электроны до скоростей, близких к скорости света, и выбрасывает их в околозвёздное пространство. Заряженные частицы движутся только вдоль магнитных силовых линий, поэтому электроны покидают звезду именно от её магнитных полюсов, где силовые линии выходят наружу. Перемещаясь вдоль силовых линий, электроны испускают излучение в направлении своего движения. Это излучение представляет собой два узких пучка электромагнитных волн.

Во внешнем слое нейтронной звезды происходят и другие необычные явления. Там, где плотность вещества ещё недостаточно велика для разрушения ядер, они могут образовывать кристаллическую структуру. И звезда покрывается жёсткой коркой, подобной земной коре, но только в невообразимое число раз плотнее. При замедлении вращения пульсара в этой твердой корке создаются напряжения. После того, как они достигнут определенной величины, корка начинает раскалываться. Это явление называется звездотрясением по аналогии с земными тектоническими процессами. Возможно, такими звездотрясениями объясняются скачкообразные изменения периодов некоторых пульсаров.

Несколько похоже проявляют себя «новые» звезды — звёзды, светимость которых внезапно увеличивается в несколько тысяч раз. Все новые звёзды являются тесными двойными системами, состоящими из белого карлика и звезды-компаньона. В таких системах происходит перетекание вещества внешних слоев звезды-компаньона на белый карлик, перетекающее вещество образует вокруг белого карлика аккреционный диск, скорость аккреции на белый карлик постоянна и определяется параметрами звезды-компаньона и отношением масс звёзд — компонентов двойной системы. Газ, попадающий на белый карлик на 90% состоит из водорода. По мере накопления газа он начинает нагреваться и в какой-то момент в этом газе начинают идти термоядерные реакции. Из-за особенностей взаимодействия двух звезд скорость термоядерной реакции быстро увеличивается, а с ней растет и температура. В результате этого формируется ударная волны выбрасывающая остатки водорода в космос.

Вскоре после вспышки начинается новый цикл аккреции на белый карлик и накопления водородного слоя и, через некоторое время, определяемое темпами аккреции и свойствами белого карлика, вспышка повторяется. Интервал между вспышками составляет от десятков до тысяч лет.

Несмотря на все паразительность пульсаров и новых звезд, пожалуй, самими загадочными из подобных являются квазары. Квазары это класс внегалактических объектов, отличающихся очень высокой светимостью и настолько малым угловым размером, что в течение нескольких лет после открытия их не удавалось отличить от — звёзд.

Впервые квазары обнаружили в 1960 году как мощные радиоисточники. Очень сложно определить точное число обнаруженных на сегодняшний день квазаров. Это объясняется, с одной стороны, постоянным открытием новых квазаров, а с другой — некоторой размытостью границы между квазарами и некоторыми типами активных Галактик. В 2005 году группа астрономов использовала в своём исследовании данные о 195 000 квазаров.

Ближайший и наиболее яркий квазар находится на расстоянии около 2 млрд световых лет, а самые далёкие квазары, благодаря своей гигантской светимости, превосходящей в сотни раз светимость нормальных Галактик, видны на расстоянии более 10 млрд световых лет. Нерегулярная переменность блеска квазаров на временных масштабах менее суток указывает на то, что область генерации их излучения имеет малый размер, сравнимый с размером Солнечной системы.

Внятного ответа на вопрос, что же такое квазары пока нет. Разумеется, существует множество теорий, но на сегодняшний день нет ни одной состоятельной из них.

Автор статьи:
Михаил Карневский

Звезды

В нашей Галактике более 100 млрд. звёзд. На фотографиях неба, полученных крупными телескопами, видно огромное количество звёзд. Их так много, что им не только не дают имён, но и не пытаются сосчитать. Самые яркие звёзды имеют свои имена.

Звезда — небесное тело, по своей природе похожи на Солнце, является массивным, самосветящимся плазменным шаром. Звезды образуются из газово-пылевой среды (главным образом из водорода и гелия) в результате гравитационного сжатия. В звездах заключена основная масса светящегося вещества в природе.

Звезды, как любое живое существо, рождаются, живут и умирают. Продолжительность жизни звезд настолько велика (до десятков миллиардов лет), что астрономы не могут проследить жизнь хотя бы одной из них от начала до конца. Зато они могут наблюдать за звездами, находящимися на разных стадиях развития.

Звезда начинает свою жизнь как разреженное облако межзвёздного газа, сжимающееся под действием собственного тяготения. При сжатии температура газа возрастает. Когда она достигает в ядре нескольких миллионов градусов, начинаются термоядерные реакции и сжатие за счет них прекращается. В этот момент силы гравитационного сжатия уравновешиваются силами возникающими благодаря термоядерным реакциям. В таком состоянии звезда пребывает большую часть своей жизни, пока не закончатся запасы топлива в её ядре. Когда в центре звезды весь водород превратится в гелий, термоядерное горение водорода продолжается на периферии гелиевого ядра.Звезды

В этот период структура звезды начинает заметно меняться. Её светимость растёт, внешние слои расширяются, а температура поверхности снижается — звезда становится красным гигантом. Звезда красный гигант имеют радиус в сотни раз больше радиусов Солнца. Когда масса её изотермического гелиевого ядра становится значительной, оно не выдерживает собственного веса и начинает сжиматься; возрастающая при этом температура стимулирует термоядерное превращение гелия в более тяжёлые элементы.

Когда все термоядерное топливо выгорает, с образованием ядер железа и никеля, гравитационное сжатие продолжается. Жизнь звезды заканчивается огромным взрывом. В результате этого взрыва часть массы звезды стремится к центру под действием гравитационного сжатия (в этот момент гравитационные силы уже не сдерживаются термоядерными реакциями), а другая часть разлетается в пространстве. Само явление называется взрыв сверхновой. Этот взрыв сопровождается столь мощным излучением, что некогда тусклую звезду становится иногда видно даже днем на небе. Судьба же центральной части звезды полностью зависит от её исходной массы.Звезды

Подавляющее большинство звёзд (масса которых менее 12 солнечных масс), заканчивают эволюцию, сжимаясь до тех пор, пока давление вырожденных электронов не уравновесит гравитацию. Такой объект называется белым карликом. Его размер в сотни раз меньше размеров Солнца, а плотность в миллионы раз больше плотности воды. Белый карлик уже почти не излучает видимого света и потому становится невидимым. Температура белого карлика колеблется от тысячи до нескольких десяткой тысяч градусов. Первый белый карлик был обнаружен в 1862 году. Это был спутник Сириуса — Сириус В. Всего в нашей галактикеоколо 6% таких звезд.

У более массивных звёзд (от 12 до 30 солнечных масс), давление вырожденных электронов не может сдержать сжатие. Оно продолжается пока большинство электронов не будут «вдавлены» в протоны и не превратятся в нейтроны. Получившееся нейтронное море называется нейтронной звездой. Размеры такой звезды (нейтронная звезда) всего несколько километров, а плотность в 280 трлн. превышает плотность воды. Нейтронные звезды обладают огромным магнитным полем в миллиарды раз превышающем магнитное поле земли. Первое наблюдение нейтронной звезды состоялось в 1968, с открытием пульсаров.

У еще более массивных звёзд, ядра испытывают полный гравитационный коллапс, так как науке неизвестны силы, способные противостоять столь сильному гравитационному сжатию. По мере сжатия такого объекта сила тяжести на его поверхности возрастает настолько, что никакие частицы и даже свет не могут её покинуть. Такие объекты называют чёрными дырами.

В мире звезд, кроме обычного процесса развития звезды происходят еще множество процессов, такие как слияние звезд. Особый интерес для науки представляютдвойные звезды — две звезды, находящиеся на сравнительно небольшом расстояние друг от друга, и вращающиеся вокруг общего центра масс.

Ниже приведена таблица зависимости цвета звезды от ее температуры.

Класс Температура Истинный цвет Видимый цвет
O 30,000–60,000 K голубой голубой
B 10,000–30,000 K бело-голубой бело-голубой и белый
A 7,500–10,000 K белый белый
F 6,000–7,500 K жёлто-белый белый
G 5,000–6,000 K жёлтый жёлтый
K 3,500–5,000 K оранжевый желтовато-оранжевый
M 2,000–3,500 K красный оранжево-красный

 

Галактики

Галактикой называется большая система из звезд, межзвездного газа, пыли, темной материи и, возможно, 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 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

ГалактикиОбразование галактик рассматривают как естественный этап эволюции Вселенной, происходящий под действием гравитационных сил. По-видимому, около 14 млрд лет назад в первичном веществе началось обособление протоскоплений (прото от греческого — первый). В протоскоплениях в ходе разнообразных динамических процессов происходило выделение групп галактик. Многообразие форм галактик связано с разнообразием начальных условий образования галактик.

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.