ПОЗАГАЛАКТИЧНА АСТРОНОМІЯ - ЮРІЙ КУДРЯ 2016

РОЗДІЛ 2

КЛАСИФІКАЦІЇ ТА ОПИС ГАЛАКТИК

2.2. Чинники, що впливають на класифікацію галактик, та вивчення їхньої морфології

Орієнтація. Головна проблема полягає у тому, що галактику не можна перенести у лабораторію та роздивитися з усіх боків. Ми бачимо її лише з одного боку, а маємо описати її тривимірну об’ємну форму. Більшість галактик має привілейовану площину симетрії, яка випадково орієнтована до променя зору. Якщо спіральну галактику спостерігають з ребра або майже з ребра, то структуру спіральних рукавів не видно, інформація про ступінь розвиненості рукавів втрачається. Класифікувати її можна лише за співвідношенням розмірів балджу та плоскої складової. Крім того, в цьому випадку ми не бачимо таку структуру спіральних галактик, як перемичка (бар). Можна сподіватися, що спостерігаючи певну кількість морфологічно однорідних об’єктів, ми зможемо уявити загальні особливості їхньої форми.

Рис. 2.1. Різноманіття форм галактик

Різні відстані. Порівнювати форми далеких та близьких галактик важко, оскільки структура далеких проглядається нечітко — необхідно отримувати зображення за допомогою найпотужніших інструментів. Крім того, переходячи до віддаленіших об’єктів, ми вибираємо в середньому молодші серед них, форма і фізичні характеристики яких можуть відрізнятися від таких для близьких об’єктів. Тому традиційні класифікаційні схеми, про які йтиметься нижче, пристосовані до близьких яскравих галактик.

Діапазон довжин хвиль. Спостереження галактик, звичайно, проводять у певному діапазоні довжин електромагнітних хвиль. Фотографування чи побудова образу галактик сучасними методами (ПЗЗ-камери) відбувається з використанням певних фільтрів, які пропускають порівняно малу частину енергії випромінювання. Спектр випромінювання галактик формується здебільшого випромінюванням зір і міжзоряного газу (меншою мірою), тому інтегральний спектр галактики залежить від зоряного населення. Зорям властиве переважно теплове випромінювання, що відповідає певній температурі. У гарячих зір ефективна температура поверхні ~20 000 К та більше, надлишок випромінювання спостерігається в ультрафіолеті, у видимій області вони мають вигляд блакитних об’єктів. У холодних зір з температурою ~4000 K максимум випромінювання спостерігається в ІЧ-області, у видимій області вони мають вигляд червоних зір. Тому червоні та блакитні зображення, наприклад, формуються різними зорями. Якщо їхній просторовий розподіл різний, то різними будуть розміри та форма червоних і блакитних зображень галактик. Загальна тенденція така: молоді яскраві зорі, які розподілені у галактиці нерівномірно, схильні концентруватися у плоскій складовій, вони відображують структурні особливості галактик. Старі зорі, розподілені більш однорідно, тяжіють до сферичних утворень, відображують галактики у загальних рисах.

Міжзоряний пил спотворює зображення галактик, причому селекційно — залежно від довжини хвилі. Пил, що має тенденцію знаходитися у дисках плоских галактик, краще розсіює випромінювання на коротких хвилях, гірше — на довгих. Ефекти пилу (пилові смуги, темні плями) проявляються більше на блакитних зображеннях, а менше на червоних та інфрачервоних. Сам пил також може випромінювати в ІЧ-області, іноді це випромінювання може домінувати над випромінюванням зір у цьому діапазоні (рис. 2.2).

Міжзоряний газ. Випромінювання в лініях оптичного діапазону спрямоване від областей теплого іонізованого газу, переважно, водню, а в радіодіапазоні на довжині хвилі 21 см — від областей нейтрального водню. Холодний молекулярний газ здебільшого спостерігають у радіодіапазоні в лінії молекули СО. Повну уяву про структуру газопилових комплексів дає «накладання» оптичних, ІЧ- та радіозображень.

Космологічне червоне зміщення. У спектрах більшості галактик спостерігається зміна довжини хвилі λ прийнятого випромінювання щодо довжини хвилі λ0 випромінювання у власній системі відліку джерела:

Розташованість об’єкта на великих червоних зміщеннях z спричинює, крім наведених вище еволюційних ефектів, переміщення зображення галактики у червоний бік спектра, що утруднює її порівняння з близькими галактиками. Найдальші галактики, які спостерігаються сучасними інструментами, мають z > 6, для них, наприклад, лінія Ηαбуде спостерігатися в ІЧ-діапазоні на хвилях λ > 3,6 мкм.

Маси галактик. Маси галактик також є чинником, від якого залежать класифікаційні схеми. Маса та світність галактик, зазвичай, добре скорельовані. Ми бачимо більше яскравих масивних галактик; слабкі карликові галактики, навіть достатньо близькі, часто випадають з поля зору (ефект селекції), тому їхні структурні особливості не відображаються у традиційних схемах класифікації.

Різні поверхневі яскравості галактик. Традиційні схеми класифікації орієнтовані на яскраві галактики. Галактики низької поверхневої яскравості важко детектувати — деякі екземляри таких галактик мають яскравість, яка становить лише декілька відсотків яскравості нічного неба. Зауважимо, що галактики низької поверхневої яскравості: і карликові, і гігантські темні галактики- привиди (типу Малій 1), нині активно вивчають, перш за все, тому що вони містять велику кількість темної матерії. Особливо цікавими є так звані сфероїдальні карлики низької поверхневої яскравості (Скульптор), аналогів яких серед нормальних галактик не існує.

Рис. 2.2. Комбіновані оптичне (а) та ІЧ 2МASS-зображення (J, H, K-смуги) (б) Туманності Андромеди (М 31). Масштаби обох зображень приблизно однакові

Оточення галактик. Галактики знаходяться в областях із різною густиною оточення (галактики скупчень, галактики поля, галактики порожнин (войдів)). Гравітаційна взаємодія впливає на форми галактик. Галактикам, які мають близьких сусідів, у багатьох випадках притаманні явні ознаки взаємодії: хвости, перемички, оболонки тощо. Через ці додаткові структурні елементи форми галактик є унікальними, що ускладнює їхню класифікацію. Згідно з сучасними уявленнями порівняно ізольовані галактики мають виявляти «первісні» форми, не спотворені взаємодією. Вивчення таких форм сприяє вирішенню проблеми походження та еволюції галактик.

Очевидно, якість зображення галактики, що залежить від умов його отримання, у значній мірі визначає результат класифікації.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

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.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

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 посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.