Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

ПОЗАГАЛАКТИЧНА АСТРОНОМІЯ - ЮРІЙ КУДРЯ 2016

РОЗДІЛ 6

ОБЕРТАННЯ І РОЗМІРИ ГАЛАКТИК

6.6.Напрямок обертання спіральних галактик

Після того, як було з’ясовано, що галактики обертаються, постало питання про напрямок їхнього обертання відносно спіральних рукавів. Його вирішення є важливим з точки зору утворення та еволюції самих спіральних рукавів. Так, існувала гіпотеза про витікання речовини з центральної частини галактики; така гіпотеза передбачає закручування спіралі, або, іншими словами, рукава, що «тягнуться» за обертанням ядерної області. Габбл вважав, що спіралі закручуються, «тягнуться». Ліндблад дотримувався іншої думки. За його гіпотезою про походження рукавів, вони є накладанням високоексцентричних орбіт зір. Внаслідок цього рукава повинні розкручуватися, «лідирувати» в обертанні відносно ядерної області.

Найбільш надійно напрямок швидкості обертання визначається для галактик, що спостерігаються з ребра, але вони не виявляють спіральної структури. Для галактик з досить великим кутом розкриття спіралі є видимі, але важко визначити, який з країв ближчий до спостерігача. Нехай, якщо прийняти один край ближчим, то галактика обертається відносно рукавів певним чином, наприклад, спіралі закручуються. Якщо ближчим є інший край, то спіралі розкручуються. Коли галактика має пилову смугу, то пил краще помітний на ближньому краї.

Де Вокулер (1958) детально проаналізував проблему та дійшов висновку, що при єдиному механізмі утворення рукавів у всіх галактиках, рукава повинні або закручуватися, або розкручуватися, не може бути так, що в однієї галактики вони закручуються, а в іншої розкручуються. Також він вважав, що найімовірніше рукава закручуються.

Воронцов-Вельямінов (1959) виявив галактики, у яких є дві системи рукавів (зокрема це γ-форми за його класифікацією пекулярних форм галактик). Тому за будь-якого напрямку обертання одна система закручується, інша — розкручується. Це нібито вирішує проблему. Пізніше і де Вокулер погодився з ідеєю існування двох систем рукавів, але тільки у перетнутих галактиках.

Нині для багатьох галактик проблему напрямку обертання вирішено. Побудовані точні карти поля швидкостей зір у галактиках. Загальний висновок такий: галактики з правильними формами спіральних рукавів все-таки закручуються, рукава «тягнуться». Розкручуються рукава у неправильних галактик; неправильність пояснюється взаємодією з іншими галактиками-супут- никами, процесом злиття галактик. Так, у 1985 році I. Паша дослідив 109 галактик з добре визначеним напрямком обертання та виявив, що тільки чотири з них мають рукава, що «лідирують» в обертанні. Потім виявилося (Шарп Н. та Кілл У., 1985), що одна з чотирьох галактик все-таки обертається «правильно», ще одна не є спіраллю, а дві дійсно мають рукава, що «лідирують». Такими є галактики NGC 3786 та NGC 5426. Перша з них утворює фізичну пару з NGC 3788 (рис. 6.4), друга — з NGC5427. (Перша пара є в каталозі Караченцева (1987) подвійних галактик під номером 295.) Водночас встановлено (Бьорд Дж. та ін., 1989), що лише декілька процентів пар з доведеною сильною припливною взаємодією так розташовані, що викликають «неправильні» обертання.

Існують випадки, однак, коли на перший погляд правильна спіраль без видимої взаємодії обертається «неправильно». Розглянемо як приклад обертання галактики NGC 4622. Тривалий час її вважали еталоном спіралей (рис. 6.5). Диск NGC 4622 ми бачимо пласом, визначення напрямку обертання в такому разі є більш трудоємним, ніж для нахилених галактик. До певного часу дослідники не вбачали в цьому проблеми і були переконані, що така ідеальна структура має обертатися «правильно» — проти годинникової стрілки, демонструючи рукава, що «відстають».

Однак у 1989 році Дж. Бьорд зі співавторами (Алабамський університет, США) виявили крім двох зовнішніх спіральних рукавів менш помітний одиночний внутрішній рукав, що закручується у протилежному напрямку. Зовнішні рукава мають яскраві газові туманності, тому їх добре видно, а внутрішній рукав складається лише із зір і є не дуже контрастним. Завдяки відкриттю Бьорда та його колег галактика NGC 4622 із розряду «еталонних» перейшла в розряд «унікальних», оскільки дві системи рукавів, що закручуються в протилежних напрямках — явище рідкісне.

Приймаючи, що галактика обертається проти годинникової стрілки і зовнішні рукави закручуються, Бьорд із колегами (1993) розробили комп’ютерну модель еволюції спіральної галактики, крізь яку пролітає інша невелика галактика. Параметри моделі вдалося підібрати так, що у головної галактики після зустрічі виникли зовнішні рукава, що «відстають», та один внутрішній «лідируючий» рукав. На зображенні поруч з NGC 4622 було виявлено навіть «порушника спокою» — маленьку галактику, яка недавно могла пролетіти крізь свою велику сусідку. Здавалося, що проблему вирішено. Проте нові спостереження це спростовували. У кінці 1990-х років з’явилася можливість за допомогою Космічного телескопа Габбла перевірити спектральні дані щодо обертання галактики. Детальне вивчення дало несподіваний результат — галактика обертається за годинниковою стрілкою, її зовнішні рукава є «випереджальними». Отже, в моделі не все бралося до уваги. Дійсно, перегляд моделі з урахуванням досить таки незвичного розподілу швидкостей по диску засвідчив, що така структура може виникнути при пролітанні сусідки крізь диск галактики.

Рис. 6.4. SDSS-зображення фізичної пари галактик NGC 3786 + 3788. Центральна галактика NGC 3786 має «лідируюче» обертання

Рис. 6.5. «Еталон» спіральної структури — галактика NGC 4622 (атлас DSS)

Незвичність полягала в тому, що крива обертання не виходила на «полицю» в області зовнішніх рукавів, а досить швидко зростала, так, що на певній відстані навіть збільшувалася кутова швидкість. Враховуючи цей факт, дійшли узгодження теорії зі спостереженнями. Однак така крива обертання потребувала наявності потужного гало з темної матерії навколо галактики. Лише так вдалося пояснити незвичне обертання NGC 4622.









загрузка...

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами. Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посилання на сайт, будьте вдячними ми затратили багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2008-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.