КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина VII

ОСНОВИ ГАЛАКТИЧНОЇ І ПОЗАГАЛАКТИЧНОЇ АСТРОНОМІЇ

Розділ 20

ПОЗАГАЛАКТИЧНА АСТРОНОМІЯ

20.1. Класифікація галактик

Розвиток позагалактичної астрономії фактично розпочався у 20-х роках XX ст. Саме тоді виявили, що об'єкти, які раніше називалися еліптичними та спіральними туманностями, знаходяться за межами нашої Галактики і є самостійними зоряними системами — галактиками, які у багатьох випадках за кількістю зір не поступаються нашій зоряній системі. Вивчення будови галактик та їхнього розподілу у просторі має вирішальне значення для розуміння законів розвитку всієї спостережуваної частини Всесвіту.

Кількість галактик, доступних для спостережень у найбільші телескопи, сягає вже ста мільярдів. Проте лише невелика частина їх включена в каталоги і досліджена. Серед каталогів галактик виділяється п'ятитомний «Морфологічний каталог галактик» (MCG), складений під керівництвом Б. О. Воронцова-Вельямінова (Москва). У ньому є відомості про 32 000 галактик, яскравіших від 10,1m і розташованих на небі в зоні від +90° до —33° за схиленням. Ще більшими за числом каталогізованих галактик і більш сучасними є «Каталог основних галактик» (PGC) і «Каталог червоних зміщень галактик» (CfA Redshift Catalog). Відомий і досить вживаний каталог яскравих галактик Ж. де Вокулера. З історичної точки зору важливим є каталог Ш. Месьє.

Незважаючи на виняткову багатоманітність зовнішнього вигляду, більшість галактик усе ж можна об'єднати в декілька основних типів, у кожному з яких за дрібнішими морфологічними ознаками можна виділити окремі підтипи.

Першу і досить вдалу спробу класифікувати галактики за їхнім зовнішнім виглядом зробив у 1925 р. Хаббл, запропонувавши відносити галактики до одного з таких трьох типів (рис. 20.1): еліптичні Е, спіральні Sта неправильні Ir. Цей принцип класифікації галактик в основному зберігся й досі.

До еліптичних галактик належать такі, що мають у картинній площині вигляд кругів або еліпсів (див. рис. 20.2). їхня яскравість плавно зменшується від центра до периферії. Ніякої внутрішньої структури в них не видно. Ця група ділиться на 8 підтипів Еn від Е0 до Ε7 залежно від видимого стиску галактики:

image28

де а і b —велика і мала півосі її видимого еліпсу.

image26

Рис. 20.1. Класифікація галактик — «камертонна» діаграма Хаббла

image27

Рис. 20.2. Еліптичні галактики: NGC 3379 — тип E0 (зліва), NGC 3377 —

тип E6(справа)

Серед еліптичних галактик є велетенські зоряні системи і є чимало так званих карликових еліптичних галактик, які значно поступаються першим за розмірами і масами.

Спіральні галактики складаються з центрального балджа і ядра, гало, диска і декількох спіральних рукавів або віток. У звичайних спіральних галактик S ці вітки виходять безпосередньо з ядра. У деяких спіральних галактик (тип SB) балдж перетинається по діаметру поперечною смугою — баром (перемичкою). Від кінців перемички і починаються спіральні вітки. Залежно від ступеня розвитку рукавів спіральні галактики як S, так і SB діляться на підкласи Sa, Sb, Sc, Sd і відповідно SBa, SBb, SBc і SBd. У галактик типу Sa і SBa основною складовою частиною є центральний балдж, а спіралі виглядають тісно закрученими. У галактик типу Sb і SBb центральна частина не така яскрава, а спіралі розвинуті більше. В типів Sc і SBc та Sd і SBd майже вся речовина скупчена в спіральних рукавах, тоді як ядерна ділянка має маленькі розміри. З метою точнішої класифікації використовують також комбінації: Sab, Sbc, та ін. Приклади того, як виглядають спіральні галактики різних типів, подано на рис. 20.3 і рис. 20.4.

image29

Рис. 20.3. Нормальні спіральні галактики: NGC 2811 — тип Sa, NGC2841 — тип Sb (верхній ряд, зліва направо), NGC 628 — тип Sc, NGC 7793 — тип Sd (нижній ряд)

image30

Рис. 20.4. Спіральні галактики з перемичкою (зліва направо): NGC 1291 - тип SBa, NGC 1300 - тип SBb, NGC 7741 - тип SBc

Є підстави стверджувати, що за своїм зовнішнім виглядом і основними характеристиками наша Галактика належить до проміжного типу Sbc — SBbc.

Розподіл нахилу площин спіральних галактик у просторі відносно променя зору земного спостерігача є довільний, тому частину галактик цього типу можна бачити тільки з «ребра» (див. рис. 20.5). У такому випадку спіральних рукавів не видно, а отже зробити висновок про те, до якого типу відноситься галактика, важко. З метою класифікації тут використовують зовнішній вигляд балджа, відносні розміри якого зростають від типу Sc до Sa. Наприклад, для галактики NGC4594 (рис. 19.17 і рис. 20.5), балдж якої має великі відносні розміри, типова класифікація буде Sa, а от для NGC 891, NGC 4192 і NGC 4631 — відповідно Sb, Sb і Sc (див. рис. 20.5).

З'ясовано, що спіральні рукави відіграють важливу роль у зореутворенні в галактиках. Кількість рукавів і їх розвинутість характеризують темп споживання газу міжзоряного середовища у цьому процесі. За оцінками, типова частка газопилової матерії у складі Sa галактик становить 4%, у галактик типу Sb — 8%, а для галактик типу Sc вона сягає 25%.

Проміжними між еліптичними і спіральними галактиками є тип лінзоподібних галактик S0, або SB0. Як і галактики типу Е, вони не мають певної структури, однак яскравість ближче до краю в них змінюється не плавно, а стрибками («сходинками»). Тут виділяють ядро, дуже сплюснуте згущення — лінзу і слабкий, іноді кільцеподібний ореол (рис. 20.6). Галактики цього типу поділяються на підтипи S0V S02, або S03— в залежності від того, наскільки є вираженою смуга поглинання пилу (для типу S03така смуга є добре помітною), і на підтипи SB0v SB02, SB03 — в залежності від розвину- тості перемички.

image31

Рис. 20.5. Приклади спіральних галактик, видних із «ребра» (зліва направо): NGC 4594, NGC 891, NGC 4192 і NGC 4631

image32

Рис. 20.6. Лінзоподібні галактики: NGC 4371 — лінзоподібна галактика з центральною перемичкою (тип SB0)

До неправильних галактик підтипу Ir І належать ті, в яких відсутнє чітко виражене ядро і спіральна структура, а також не проявляється обертальна симетрія. В галактиках, що належать до цього підтипу, виділяються яскраві групи зір спектральних класів O і B. Підтип Ir II не показує симетрії у формі, розподіл яскравості досить

рівномірний, інколи наявні смуги поглинання пилу. Прикладами неправильних галактик є Велика Магелланова Хмара (ВМХ) і Мала Магелланова Хмара (ММХ) — найближчі до нас галактики, які видно неозброєним оком у південній півкулі неба (рис. 20.7). Доречно зауважити, що в структурі ВМХ можна виділити утворення, яке за виглядом нагадує перемичку у SB галактик.

image33

Рис. 20.7. Неправильні галактики: Велика (зліва) і Мала (справа) Магелланові Хмари

До неправильних належать і пекулярні галактики, кожна з яких має унікальну форму. Серед них є дископодібні, кільцеві, асиметричні галактики. Окремим класом є взаємодіючі галактики. Звичайно це подвійні галактики, між якими спостерігаються світлі перемички, «хвости» тощо (рис.20.8).

Відомі також компактні галактики з розмірами ядер спіральних галактик, а також об'єкти, які за своїм зовнішнім виглядом практично не відрізняються від звичайних зір. Приблизно 25% вивчених галактик є еліптичними, 50% — спіральними (з них половина типу SB), 20% — галактики проміжного типу S0, а галактик типу Ir усього 5%.

image34

Рис. 20.8. Взаємодіючі галактики NGC 5194 (справа) і NGC 5195 (зліва)

У зв'язку з «проблемою темної матерії» великий інтерес у фахівців сьогодні викликають карликові сфероїдальні галактики, блакитні компактні карликові галактики і галактики низької поверхневої яскравості, які, напевно, домінують за кількістю у Всесвіті.






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.