Галактики і квазари (стр. 2 из 5)

Представник - галактика М82 у сузір'ї Великої Ведмедиці, не має чітких окреслень і складається в основному з гарячих блакитних зірок і розігрітих ними газових хмар. М82 перебуває від нас на відстані 6.5 мільйонів світлових років. Можливо, близько мільйона років тому в центральній її частині відбувся потужний вибух, у результаті якого вона набула сьогоднішньої форми.

Рис.3 Рентгенограма М82

Спіральна галактика М51 у сузір'ї Гончих Псів - одна із самих дивних спіральних зоряних систем. Відстань до них становить близько 8 мільйонів світлових років. Потовщення на кінці спіральної гілки - це самостійна неправильна галактика. Окремі яскраві зірки знаходяться у нашій галактиці.

Рис.4 М51 – Галактика водоворіт

-Еліптичні галактики (позначаються Е) -, що мають форму еліпсоїдів.

Представник - кільцева туманність у сузір'ї Ліри перебуває на відстані 2100 світлових років від нас і складається з газу, який світиться і оточує центральну зірку. Ця оболонка утворилася, коли постаріла зірка скинула газові покриви й вони направились в простір. Зірка стислася й перейшла в стан білого карлика, по масі порівняно з нашим сонцем, а по розміру із Землею.

Рис.5 Кольцевая туманность – М57 (NGC 6720)

-Іррегулярні (неправильні) галактики (позначаються I) -, що мають неправильні форми.

Представник - Велика Магелланова Хмара знаходиться на відстані 165000 світлових років і, таким чином, є найближчою до нас галактикою порівняно невеликого розміру. Поруч із нею розташована менша галактика - Мала Магелланова Хмара. Обидві вони - супутники нашої галактики.

Рис.7 Галактика Малое Магелланово Облако

Рис. 6 Галактика Большое Магелланово Облако

По ступеню клочковатості гілок спіральні галактики розділяються на підтипи а, в, с:

-аморфні гілки

-трохи клоччасті

-дуже клоччасті, а ядро завжди неяскраве й мале.

У другій половині 40- х років ХХ століття У. Бааде (США) установив, що клочковатість спіральних гілок і їх блакить ростуть із підвищенням вмісту в них гарячих блакитних зірок, їх скупчень і дифузійних туманностей. Центральні частини спіральних галактик жовтіше, ніж гілки і мають старі зірки (населення другого типу, по Бааде, або населення сферичної складової), тоді як плоскі спіральні гілки складаються з молодих зірок (населення першого типу, або населення плоскої складовій).

Щільність розподілу зірок у просторі росте з наближенням до екваторіальної площини спіральних галактик. Ця площина є площиною симетрії системи, і більшість зірок при своєму обертанні навколо центру галактики залишаються поблизу неї; періоди обігу становлять 107 - 109 років. При цьому внутрішні частини обертаються як тверде тіло, а на периферії кутова й лінійна швидкості обігу убувають із віддаленням від центру. Однак у деяких випадках ще менше ядерце, що перебуває усередині ядра ("керн") обертається швидше всього. Аналогічно обертаються й неправильні галактики, що є також плоскими зоряними системами.

Еліптичні галактики складаються із зірок другого типу населення. Обертання виявлене лише в найбільш стислих з них. Космічного пилу в них, як правило, нема, чим вони відрізняються від неправильних і особливо спіральних галактик, у яких поглинаюча світло пилова речовина й є у великій кількості.

У спіральних галактиках поглинаюча світло пилова речовина є в більшій кількості. Вона становить від декількох тисячних до сотої частини повної їхньої маси. Внаслідок концентрації пилової речовини до екваторіальної площини, вона утворює темну смугу у галактик, повернених до нас ребром та маючих вид веретина.

3. Великомасштабні структури

Лише деякі галактики існують окремо від інших, самі по собі (вони також відомі як галактики поля). Структури із приблизно 50 галактик називаються групами галактик, а більші, утримуючих багато тисяч галактик у просторі поперечником у трохи мегапарсек, називаються скупченнями галактик. Скупчення галактик найчастіше перебувають під впливом однієї гігантської еліптичної галактики, яка за рахунок приливних сил згодом руйнує галактики-супутники й збільшує свою масу, поглинаючи їх. Зверхскупченнями називають гігантські збори, що містять десятки тисяч галактик, що входять у скупчення, групи або розташовані окремо. У масштабах зверхскупчені галактики вибудовуються в смуги й нитки, що оточують великі розріджені порожнечі.

В більших масштабах Всесвіт є ізотропний і однорідний. Наша Галактика є однією із галактик Місцевої групи, керуючи нею разом з Туманністю Андромеди. У Місцевій групі поперечником біля одного мегапарсека, перебувають близько 30 галактик. Сама Місцева група є частиною Зверхскупчення Діви, головну роль у якій грає Скупчення Діви (у яке наша Галактика не входить).

Рис. 8 Галактика Діва A із джетом.

4. Активні ядра галактик

Є гіпотеза, що ядра далеких галактик на стадії незвичайно високої активності, коли їхнє випромінювання настільки велике, що «забиває» випромінювання самої галактики. Дотепер незрозуміло, як формуються активні ядра галактик. Чому в одних галактиках основна енергія ядра виділяється у формі оптичного й інфрачервоного випромінювання, в інші - у формі радіохвиль і потоків релятивістських часток (у цьому випадку галактика називається радіогалактикою), а в третіх, зовні таких же галактиках, активність ядра залишається дуже слабкою (до останнього ставиться й наша Галактика).

Характерною рисою випромінювання активних ядер галактик є їхня висока потужність і змінність, що відбувається на всіляких масштабах часу - від декількох десятків годин до декілька років (у рентгенівському діапазоні спектра - аж до декілька хвилин). Вона свідчить про надзвичайну компактність джерела випромінювання.

Рис.9 Радіогалактика NGC5128 ...............................................................................................(Центавр A).

Основні властивості активних нестаціонарних галактик (сейфертовских галактик) можна сформулювати в такий спосіб:

1.Нестаціонарні явища в галактиках пов'язані з їхніми ядрами, на які доводиться значна частка випромінювання всієї галактики (нерідко в областях діаметром в 1 парсек виділяється потужність випромінювання, порівнянна зі світністю нашої Галактики).

2.Випромінювання ядер за спостереженнями в широкому діапазоні довжин хвиль є нетепловим.

3.Випромінювання ядер, як правило, є змінним.

4.Спектри випромінювання ядер містять широкі емісійні лінії, викликані рухом газу з більшими швидкостями.

Перша й четверта властивості були сформульовані ще Карлом Сейфертом. Активні галактики становлять приблизно 1 % від загального числа спіральних галактик. Їх можна виявити по змінності їхнього блиску. До речі, цілий ряд змінних позагалактичних об'єктів був відкритий астрономами й занесений у відповідні каталоги змінних зірок, і тільки після одержання даних про відстані до них здогадалися про позагалактичну природу цих об'єктів. Така, наприклад, змінна зірка BW у сузір'ї Тельця, опинившаяся потужним радіоджерелом 3С120 з оптичним спектром, характерним для сейфертовських галактик. Як змінні зірки були вже відомі й деякі інші позагалактичні об'єкти: AP Терезів, Х Волосся Вероніки. Змінність із великою амплітудою блиску як у радіо, так й в оптичному діапазонах характерна для лацертид, названих так по імені BL Lacertae (об'єкт у сузір'ї Ящірки), спочатку відомої як змінна зірка. У лацертид оптичні спектри є безперервними. Блиск лацертид змінюється в широких межах. Випромінювання лацертид сильно поляризоване (до 50-60 %), а це вказує на присутність магнітного поля.

Рис.10 Джерело Лебідь A – один з наймогутніших радіоджерел нашого неба.

Рис.11 Сейфертовская галактика Персей А.

Рис.12 Лацертида A0 0235+164 випромінює 1041 Вт

Радіогалактики - це галактики, у яких ядра знаходяться в процесі розпаду. Викинуті щільні частини, продовжують дробитися, можливо, утворюють нові галактики - сестри, або супутники галактик меншої маси. При цьому швидкості розльоту осколків можуть досягати величезних значень. Дослідження показали, що багато груп і навіть скупчення галактик розпадаються : їх члени необмежено віддаляються один від одного, неначебто вони всі були уражені вибухом.

Таким чином, у теперішній час відомо кілька тисяч галактик з нестаціонарними ядрами, які можна розбити на три основні групи:

-галактики, подібні виявленим Сейфертом (сейфертовские галактики);

-радіогалактики й квазари;

-об'єкти типу BL Ящірки (лацертиди).

У цей час загальновизнано, що в центрі деяких активних галактик перебуває зверхмасивна чорна діра. Розходження у випромінюванні активних і спокійних галактик пов'язане з різним характером падіння речовини на зверхмасивні чорні діри в їхніх ядрах. В активних галактиках багато газу, тому в них потужні аккреционные диски.