Spiralne galaksije. Vesolje, vesolje. Galaksije vesolja

Leta 1845 je angleški astronom, Lord Ross, odkril celoten razred meglice vrste spirale. Njihova narava je bila ustanovljena šele v začetku dvajsetega stoletja. Znanstveniki so dokazali, da so te meglice velike sisteme zvezd, ki so podobne naši galaksiji, vendar so daleč od tega več milijonov svetlobnih let.

Splošne informacije

Spiralne galaksije (fotografije, prikazane v tem članku, prikazujejo značilnosti svoje strukture) so podobne paru zloženih plošč ali bikonveksne leče. Lahko odkrijejo tako masivno zvezdasto disko kot halo. Osrednji del, ki vizualno spominja na otekanje, se običajno imenuje izboklina. Temni pas (neprozorni vmesni sloj medzvezdnega medija), ki teče vzdolž diska, se imenuje medzvezdni prah.

Spiralne galaksije navadno označujemo s črko S. Poleg tega se običajno delijo s stopnjo strukture. Za to se črki a, b ali c dodajo glavnemu znaku. Tako Sa ustreza galaksiji z malo spiralno strukturo, vendar z velikim jedrom. Tretji razred, Sc, se nanaša na nasprotne predmete, s šibkim jedrom in močnimi spiralnimi rokami. Nekateri zvezdnih sistemov v osrednjem delu je morda skakalec, ki se običajno imenuje palica. V tem primeru se oznaki B dodaja oznaki. Naša galaksija pripada vmesni vrsti, brez skakalca.

Kako so nastale strukture spiralne diske?

V obliki ploščatih oblik se razlaga z vrtenjem zvezdni grozdi. Obstaja hipoteza, da v procesu oblikovanja galaksije centrifugalna sila preprečuje stiskanje tako imenovanega protogalaktičnega oblaka v pravokotni smeri do osi vrtenja. Prav tako morate vedeti, da narava gibanja plinov in zvezd v notranjosti meglice ni enaka: razpršeni grozdi se vrtijo hitreje kot stare zvezde. Če je na primer značilna hitrost vrtenja plina 150-500 km / s, se halo zvezda vedno premika počasneje. Izguba, ki je sestavljena iz takšnih predmetov, bo imela hitrost trikrat nižje od diskov.

Zvezdni plin

Milijoni zvezdnih sistemov, ki se gibljejo v njihovih orbitih v galaksijah, lahko štejemo za zbirko delcev, ki tvorijo neke vrste zvezdni plin. In kar je najbolj zanimivo, njegove lastnosti so zelo blizu običajnemu plinu. Tovrstne koncepte kot so "koncentracija delcev", "gostota", "tlak", "temperatura" se lahko uporabijo za to. Analog zadnjega parametra je povprečna energija "kaotičnega" gibanja zvezd. V rotirajočih diskah, ki jih tvori zvezdni plin, se lahko propagirajo valovi spiralne vrste gostote razdrobljenosti in stiskanja, ki so blizu zvokom. Z zvezdo lahko vodijo okoli galaksije kotna hitrost več sto milijonov let. Odgovorni so za oblikovanje spiralnih rok. V trenutku, ko je plin stisnjen, se začne oblikovanje hladnih oblakov, kar vodi do aktivne zvezde.

Zanimivo je

V halo in v eliptičnih sistemih je plin dinamičen, to je vroč. V skladu s tem gibanje zvezd v galaksiji te vrste ima kaotično značilnost. Posledično je povprečna razlika med njihovimi hitrostmi za prostorsko zaprte predmete več sto kilometrov na sekundo (disperzija hitrosti). Pri zvezdnih plinih je disperzija hitrosti običajno 10-50 km / s, njihova "stopnja" je opazno mrzla. Verjamejo, da je razlog za to razliko v teh oddaljenih časih (pred več kot desetimi milijardi leti), ko so se galaksije vesolja šele začele oblikovati. Prvi je oblikoval sferične komponente.

Spiralni valovi so gostotni valovi, ki potekajo vzdolž rotirajočega diska. Posledično so vse zvezde te vrste galaksije prisiljene v svoje veje, nato pa pridejo ven od tam. Edini kraj, kjer se hitrost spiralnih ročic in zvez sovpada, je tako imenovani kroženec kroženosti. Mimogrede, na tem mestu je Sonce. Za naš planet je ta okoliščina zelo ugodna: Zemlja obstaja v relativno mirnem prostoru galaksije, zaradi česar več milijard let nima posebnega učinka kataklizmov galaktične lestvice.

Značilnosti spiralnih galaksij

Za razliko od eliptičnih formacij, vsaka spiralna galaksija (primeri so prikazana na fotografiji, predstavljeni v članku) ima svojo edinstveno barvo. Če je prvi tip povezan s spokojnostjo, stacionarnostjo, stabilnostjo, potem je druga vrsta dinamika, vrtinci in rotacije. Morda zato astronomi pravijo, da je vesolje (vesolje) "nasilno". Struktura spiralne vrste galaksije vključuje osrednje jedro, iz katerega izhajajo lepi rokavi (veje). Postopoma izgubljajo obrisi, ki presegajo zvezdno grozdo. Ta videz ne more biti povezana z močnim, napetim gibom. Spiralne galaksije so značilne številne oblike in risbe njihovih vej.

Kako razvrstijo galaksije

Kljub takšni raznolikosti so znanstveniki uspeli klasificirati vse znane spiralne galaksije. Kot osnovni parameter so se odločili, da bodo uporabili stopnjo razvoja rokavov in velikost njihovega jedra ter stopnjo stiskanja, ki je nepotrebna, v ozadje.

Sa

Edwin P. Hubble je pripeljal do razreda Sa spiralne galaksije, ki imajo nerazvite veje. Takšni grozdi imajo vedno velike jedre. Pogosto je središče galaksije tega razreda polovica velikosti celotnega grozda. Za te predmete je značilna najmanj izrazitost. Lahko jih celo primerjamo z eliptičnimi zvezdnimi grozdi. Najpogosteje imajo spiralne galaksije vesolja dve roki. Nahajajo se na nasprotnih robovih jedra. Podružnice se razvijajo simetrično, na podoben način. Ker se razdalja od centra zmanjšuje, se svetloba vej zmanjša in na določeni razdalji sploh ne vidijo, se izgubijo v obrobnih predelih grozda. Vendar pa obstajajo predmeti, ki nimajo dveh, temveč več rokavov. Res je, da je taka struktura galaksije precej redka. Še bolj redke so asimetrične meglice, ko je ena veja bolj razvita kot druga.

Sb in Sc

Podrazred Sb, po klasifikaciji Edwin P. Hubble, ima veliko bolj razvit rokavi, vendar nimajo bogatih vej. Jedro je opazno manjše kot pri prvih vrstah. Tretji podrazred (Sc) spiralnih zvezdnih grozdov vključuje objekte z visoko razvitimi vejami, vendar je njihov center relativno majhen.

Ali je ponovno rojstvo možno?

Znanstveniki so ugotovili, da je struktura spirale rezultat nestabilnega gibanja zvezd, ki nastane zaradi močne stiskanja. Poleg tega je treba opozoriti, da so v rokavih praviloma vroči velikani koncentrirani in se tam kopičijo tudi glavne mase razpršenih snovi, medzvezdni prah in medzvezdni plin. Po drugi strani pa je ta pojav tudi mogoče obravnavati. Nobenega dvoma ni, da zelo stisnjen zvezdni grozd v času njenega razvoja ne more več izgubiti svoje stopnje krčenja. Torej je nasprotni prehod tudi nemogoč. Posledično sklepamo, da se eliptične galaksije ne morejo pretvoriti v spiralno galaksijo in obratno, ker je kozmos (vesolje) urejen na ta način. Z drugimi besedami, zvezdni grozdi teh dveh tipov nista dve različni stopnji posameznega evolucijskega razvoja, temveč popolnoma različni sistemi. Vsaka takšna vrsta je primer nasprotujočih evolucijskih poti, ki jih povzroča drugačno stiskalno razmerje. Ta lastnost pa je odvisna od razlike v vrtenju galaksij. Na primer, če v času nastanka zvezdni sistem prejme zadostno količino vrtenja, bo lahko vzel stisnjeno obliko in razvil spiralne roke. Če je stopnja vrtenja nezadostna, bo galaksija manj stisnjena in veje ne bodo oblikovale - klasična eliptična oblika.

Kakšne so razlike

Obstajajo druge razlike med eliptičnimi in spiralni zvezdnimi sistemi. Tako je prva vrsta galaksije, ki ima nizko stopnjo stiskanja, značilna majhna količina (ali popolna odsotnost) razpršenih snovi. Istočasno pa spiralne skupine z visoko stopnjo stiskanja vsebujejo delce plina in prahu. To razliko znanstveniki pojasnjujejo, kot sledi. Prah in delci plina občasno trčijo s svojim gibanjem. Ta proces je neelastičen. Po trku delci izgubljajo nekaj svoje energije in posledično se postopoma usedejo v tiste kraje zvezdnega sistema, kjer je najmanjše potencialna energija.

Močno stisnjeni sistemi

Če se zgoraj opisani postopek zgodi v močno stisnjenem zvezdnem sistemu, se mora razpršena snov umestiti na glavno ravnino galaksije, saj je raven potencialne energije najnižja. Tu se zbirajo delci plina in prahu. Nadaljnja razpršena snov se začne gibati v glavni ravnini zvezdne gruče. Delci se gibljejo skoraj vzporedno v krožnih orbitih. Zaradi trčenja so tukaj precej redki. Če se pojavijo, so izgube energije zanemarljive. Iz tega sledi, da se materija ne premakne v središče galaksije, kjer ima potencialna energija še nižjo raven.

Slabo stisnjeni sistemi

Zdaj razmislite, kako se obnaša elipsoidna galaksija. Ta zvezdni sistem te vrste odlikuje popolnoma drugačen razvoj tega procesa. Tu glavna ravnina sploh ni močno izrazita regija z nizko stopnjo potencialne energije. Močno zmanjšanje tega parametra se zgodi samo v osrednji smeri zvezde. In to pomeni, da bo središče galaksije privlačilo medzvezdni prah in plin. Posledica tega je, da bo gostota razpršene snovi zelo visoka, precej večja kot pri ravninskem razprševanju v spiralnem sistemu. Delci prahu in plina, zbrani v središču grozda pod vplivom privlačne sile, se bodo začeli sklepati, s čimer bi se oblikovala majhna cona gostega materiala. Znanstveniki nakazujejo, da se nove zvezde začnejo oblikovati iz te zadeve. Pomembno tu je še drugo - majhen oblak plina in prahu po svoji velikosti, ki se nahaja v jedru šibke stisnjene galaksije, ne dopušča, da se zaznava med opazovanjem.

Vmesne stopnje

Preučili smo dve glavni vrsti zvezdnih grozdov - s šibkim in močnim stiskanjem. Vendar pa obstajajo vmesne stopnje, ko je stiskanje sistema med temi parametri. V takšnih galaksijah ta značilnost ni dovolj močna, da se razpršena snov zbira vzdolž celotne osnovne plošče grozda. Hkrati ni prešibka, tako da se delci plina in prahu koncentrirajo v osrednji regiji. V takih galaksijah se razpršena snov zbira v majhno ravnino, ki zbira okoli jedra zvezde.

Galaksije z nadvišalami

Znana je še ena podvrsta spiralnih galaksij - ta zvezda grozd z mostom. Njena posebnost je naslednja. Če se roke navadnega vijačnega sistema oddajajo neposredno iz jedra, ki je v obliki diska, se središče nahaja sredi ravnega mostička. In veje takega grozda se začnejo s koncev danega segmenta. Imenujejo se tudi galaksije križanih spirale. Mimogrede, fizična narava tega skakalca je še vedno neznana.

Poleg tega so znanstveniki uspeli odkriti še eno vrsto zvezdnih grozdov. Za njih je značilno jedro, tako kot pri spiralnih galaksijah, vendar nimajo rokavov. Prisotnost jedra kaže močno stiskanje, vsi drugi parametri pa so podobni elipsoidnim sistemom. Takšni grozdi se imenujejo lentikularni. Znanstveniki nakazujejo, da so te meglice nastale zaradi izgube svoje spiralne galaksije svoje razpršene snovi.