какие вы знаете спиральные галактики
Спиральные галактики
Несложно догадаться, что спиральные галактики получили название из-за наблюдаемой формы. Это закрученные коллекции газа и звезд (горячие и молодые), иногда поражающие внешним видом.
Характеристика и классификация
Следует разобраться в том, как выглядит строение спиральных галактик. Большая часть галактик спирального типа, вроде Млечного Пути, располагает центральной выпуклостью (ядро), вокруг которой вращается плоский звездный диск. Галактический центр наполнен более старыми и тусклыми звездами, а также вмещает сверхмассивную черную дыру (хотя найти ее не всегда удается из-за пыли и газа). Тусклый свет древних звезд усложняет определение выпуклости, а есть спирали, которые вообще не обладают подобной особенностью.
На фото Хаббла отображена М71, напоминающая насколько удивительными и фотогеничными бывают спиральные галактики. Практически 70% соседей Млечного Пути принадлежать к этому типу (2 апреля 2013 год).
Именно диск позволяет легко отличить этот тип галактик от других (важный элемент спиральной галактики). В нем есть спиральные рукава с молодыми звездами, пылью и газом. Именно яркие звезды делают рукава такими выразительными и заметными.
Точная схема формирования спиральных рукавов все еще остается загадкой. Если бы они были постоянными галактическими свойствами, то должны были исчезнуть в течение миллиарда лет. Исследователи полагают, что они могут быть результатом волн плотности, распространяющихся по внешнему диску. Сами волны могли образоваться в процессе столкновения. При слиянии масса одной влияет на изменение структуры второй.
Примерно 2/3 спиральных галактик содержат бар в центре. Млечный Путь также имеет подобную структуру, но ее сложно разглядеть. Поэтому до 2005 года его наличие не удавалось подтвердить. Классификация галактик появилась в 1926 году благодаря Эдвину Хабблу. Ее называют «камертон Хаббла» и принцип организации строится на галактической форме. Спиральные распределяются по тому, насколько сильно закручены их рукава, а также по присутствию или отсутствию бара.
Среди всего массива наблюдаемых галактик к спиральным относится 77%. Но не нужно думать, что они доминируют. Все-таки эта честь принадлежит эллиптическим, которые в итоге являются следующей формой трансформации для спиральных. Эллиптические галактики представлены старыми и тусклыми звездами, поэтому их сложнее найти.
Это составное изображение спиральной галактики NGC 6872. Сюда входят снимки в видимом свете Очень Большого Телескопа, в ультрафиолете от GALEX НАСА и инфракрасном от Спитцер. Спираль тянется на 522000 световых лет, из-за чего галактика в 5 раз крупнее Млечного Пути.
История и формирование
Спиральные галактики наполнены пылью и газом, из-за чего создаются отличные условия для формирования звезд. Считается, что они моложе эллиптических. Можно обнаружить совершенно разные формы. Около 60% из них располагают несколькими рукавами, 10% – двумя, а у 30% нельзя подсчитать, так как со временем они меняли внешний вид.
Знаменитая спиральная галактика раннего типа М104 (Галактика Сомбреро).
Эти галактики от миллиарда до триллиона раз массивнее Солнца. Видимый диск в ширину простирается на 10-300 тысяч световых лет. Наиболее крупная спиральная галактика – NGC 6872, которая вытягивается на 522000 световых лет.
В ранней Вселенной галактики часто сталкивались и контактировали, поэтому форма древних гигантов быстро искажалась. Древнейшая из наблюдаемых спиральных галактик – BX442 (10.7 миллиардов лет). Из-за корреляции между дистанцией и временем, исследователям удается рассмотреть ее лишь через 3 миллиарда лет после Большого Взрыва.
Когда спиральная галактика израсходует весь газ и пыль, то звезды прекращают формироваться, а спиральная форма распадается, и они трансформируются в эллиптические. Посмотрите видео про галактики, чтобы узнать больше о рождении звезд, создании спиралей и рукавов.
Спиральная галактика
* значительный суммарный вращательный момент;
* состоят из центрального балджа (почти сферического утолщения), окружённого диском:
* балдж имеет сходство с эллиптической галактикой, содержащей множество старых звёзд — так называемое «Население II» — и нередко сверхмассивную чёрную дыру в центре;
диск является плоским вращающимся образованием, состоящим из межзвёздного вещества, молодых звёзд «Населения I» и рассеянных звёздных скоплений.Спиральные галактики названы так, потому что имеют внутри диска яркие рукава звёздного происхождения, которые почти логарифмически простираются из балджа. Хотя иногда их нелегко различить (например, во флоккулентных спиралях), эти рукава служат основным признаком, по которому спиральные галактики отличаются от линзообразных галактик, для которых характерно дисковое строение и отсутствие ярко выраженной спирали. Спиральные рукава представляют собой области активного звездообразования и состоят по большей части из молодых горячих звёзд; именно поэтому рукава хорошо выделяются в видимой части спектра. Абсолютное большинство наблюдаемых спиральных галактик вращается в сторону закручивания спиральных ветвей.
Диск спиральной галактики обычно окружён большим сфероидальным гало, состоящим из старых звёзд «Населения II», большинство которых сосредоточено в шаровых скоплениях, вращающихся вокруг галактического центра. Таким образом, спиральная галактика состоит из плоского диска со спиральными рукавами, эллиптического балджа и сферического гало, диаметр которого близок к диаметру диска.
Многие (в среднем две из трёх) спиральные галактики имеют в центре перемычку («бар»), от концов которой отходят спиральные рукава. В рукавах содержится значительная часть пыли и газа, также множество звёздных скоплений. Вещество в них вращается вокруг центра галактики под действием гравитации.
Наша Галактика, как демонстрируют недавние (2005) наблюдения в ИК-диапазоне на Космическом телескопе имени Спитцера и многолетние радиоастрономические наблюдения, также относится к спиральным галактикам с перемычкой.
Масса спиральных галактик достигает 1012 масс Солнца. Крупнейшей открытой на текущий момент спиральной галактикой является NGC 6872, общая протяженность которой составляет 522 тысяч световых лет, что в пять раз больше, чем диаметр Млечного пути.
Почему некоторые галактики спиральной формы?
Знаете что удивляет меня больше всего? То, что мы воспринимаем окружающий мир как данность. Животные, растения, законы физики и космос воспринимаются многими людьми как нечто настолько обыденное и скучное, что они выдумывают фей, привидений, монстров и колдовство. Согласитесь, это удивительно, ведь сам факт нашего существования и есть волшебство. Посмотрите на тех же жирафов – ну как такие штуки с длинной шеей вообще получились? А утконосы, ехидны, дикобразы и все остальные звери? Думаю, вы понимаете о чем я. То же самое касается космоса. Разве не удивителен сам факт существования планет, звезд и галактик? И разве не здорово, что мы можем их изучать? Так, галактика Млечный Путь (в которой и находится наше Солнце и Земля) – одна из миллиардов галактик на просторах бесконечной Вселенной, однако нам удалось узнать какой она формы и какую форму имеют большинство галактик в наблюдаемой Вселенной. Из этой статьи вы узнаете кое-что поразительное о мире, в котором мы живем, а именно – почему некоторые галактики спиральной формы?
Так выглядит галактика
Что такое галактика?
В космосе всем заведует сила гравитации. Если бы не она, то на просторах бесконечно расширяющейся – да еще и с ускорением – Вселенной не было бы ни одной галактики. После Большого взрыва, который произошел 13,8 миллиардов лет назад, Вселенная продолжала расширяться, постепенно охлаждаясь. После окончания темных веков – начиная с конденсации нейтрального газа – постепенно начали образовываться сгустки материи.
Темные века – это период развития Вселенной во время которого образовались первые звезды и реликтовое излучение.
По сути, галактика – это крупные гравитационно-связанные системы из скоплений материи, звезд, облаков газа и пыли, темной материи и планет. При этом все объекты в составе галактики движутся относительно общего центра масс – сверхмассивной черной дыры, расположенной в самом сердце галактик. Странно, не так ли? Поэтому ученые всматриваются в глубины космоса, пытаясь узнать как можно больше об этом загадочном месте.
Реликтовое излучение (или космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение) – это тепловое излучение, которое равномерно заполняет Вселенную. Считается, что реликтовое излучение возникло в эпоху ранней Вселенной, то есть вскоре после Большого взрыва
Какой формы бывают галактики?
Возможно вы удивитесь, но подробное изучение галактик началось лишь в 1920-х годах прошлого века. В то время как звезды и планеты никогда не были лишены внимания человека, начало внегалактической астрономии положил выдающийся ученый Эдвин Хаббл. Он доказал, что многие туманности, за которыми вели наблюдения астрономы, оказались другими галактикам, состоящими из бесчисленного количества звезд. Хаббл изучил более тысячи галактик и определил расстояния до некоторых из них. Более того, именно Эдвин Хаббл впервые выделил три основных типа галактик: спиральные, эллиптические и неправильные. Оказалось, что спиральные галактики на просторах Вселенной встречаются чаще других. Да что там, более половины галактик – спиральные, в том числе Млечный Путь, галактика Андромеды и галактика Треугольника. Но почему?
На нашем канале в Яндекс.Дзен вы найдете еще больше увлекательных статей о космосе и удивительных загадках Вселенной
Магнитные поля – ключ к разгадке тайн спиральных галактик
Ученые до сих пор озадачены спиральными галактиками и тем, как они приобретают свою форму, с изящными рукавами, полными звезд. По сути, спиральные галактики – это знаковая форма большинства галактик во Вселенной. В попытках понять почему, астрономы внимательно наблюдают за спиральными галактиками, которые отличаются от Млечного Пути. Недавно ученые с помощью стратосферной обсерватория ИК-астрономии SOFIA наблюдали галактику М77, также известную как NGC 1068 и представили полученные результаты в новом исследовании, которое вскоре будет опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
Магнитное поле – это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами.
Как сообщают авторы работы в официальном пресс-релизе, магнитные поля играют большую роль в формировании спиральных галактик, таких как M77. Магнитные поля невидимы, но могут оказывать влияние на эволюцию галактик. Сегодня ученые довольно хорошо понимают как сила гравитации влияет на галактические структуры, а вот роль магнитных полей в этих процессах только предстоит узнать.
Рукава спиральных галактик, кажется, полны звезд
М77 – это спиральная галактика, которая находится на расстоянии около 47 миллионов световых лет от Земли. Исследователи пришли к выводу, что у М77 есть активное галактическое ядро, которое содержит сверхмассивную черную дыру в два раза массивнее Стрельца А* – черной дыры в центре Млечного Пути. По своим размерам М77 больше, чем Млечный Путь: ее радиус составляет около 85 000 световых лет, а радиус Млечного Пути – около 53 000. Однако в галактике М77 насчитывается около 300 миллиардов звезд, в то время как в Млечном Пути их примерно от 250 миллиардов до 400. Спиральные рукава М77 заполнены областями интенсивного звездообразования, называемых звездными вспышками. Линии магнитного поля тесно следуют за спиральными рукавами, хотя увидеть их в обычный телескоп нельзя. К счастью, это может сделать SOFIA в результате чего астрономы узнали, что существование магнитных полей поддерживает широко распространенную теорию, объясняющую, как рукава спиральных галактик приобретают свою форму. Она называется «теория волн плотности».
Теория волн плотности была предложена в 1960-х годах для объяснения спиральной структуры спиральных галактик. Согласно этой теории, рукава спиральных галактик не являются материальными образованиями, но представляют собой области повышенной плотности, напоминающие по сути пробки на дороге.
Космический телескоп Хаббл позволил заглянуть в бездну космического океана
Итак, галактические рукава – это видимая часть самих волн плотности, а звезды движутся в них и выходят из них. Таким образом, рукава спиральных галактик не являются постоянными структурами, сделанными из звезд, хотя выглядят они именно так. Наблюдения с помощью SOFIA показали, что линии магнитного поля тянутся вдоль всего рукава галактики М77 на расстояние 24 000 световых лет. Согласно полученным результатам, гравитационные силы, которые помогли создать спиральную форму галактики, как бы сжимают магнитные поля, тем самым подтверждая теорию волн плотности. Чистое космическое безумие, не находите?
Чтобы всегда быть в курсе последних научных открытий астрономии, подписывайтесь на наш канал в Google News
Однако это исследование имеет дело только с одной спиральной галактикой, так что у астрономов впереди еще много работы. Пока остается неизвестным какую роль могут играть линии магнитного поля в структуре других галактик, включая неправильные, но несмотря на огромное количество вопросов, мы уже узнали очень многое о мире, в котором живем и эти знания только разжигают любопытство.
Что такое спиральная галактика?
Спиральные галактики зачастую имеют красивую форму и состоят из горячих молодых звёзд, а также газа и пыли. Большинство галактик, которые были обнаружены астрономами на сегодняшний день, являются именно спиральными галактиками. Эллиптические и неправильные галактики встречаются во Вселенной намного реже.
Млечный Путь – галактика, включающая Землю и Солнечную систему, – это пример спиральной галактики. Согласно данным космического телескопа “Хаббл”, спиральные галактики составляют примерно 72 процента от общего числа обнаруженных на сегодня галактик.
Большинство спиральных галактик имеют центральный выступ (балдж), окружённый плоским вращающимся диском, состоящим из множества звёзд. Выпуклость в центре состоит из старых, тусклых звёзд, и, как полагают учёные, содержит сверхмассивную чёрную дыру. Примерно две трети спиральных галактик также содержат центральную перемычку (бар).
Диск звёзд, вращающихся вокруг выпуклости, разделяется на рукава, окружающие галактику. Эти спиральные рукава содержат огромное количество газа и пыли, а также более молодых звёзд, которые сияют очень ярко, однако живут относительно мало.
Как именно образуются спиральные рукава до сих пор точно не известно. Одна теория предполагает, что рукава галактик могли сформироваться в результате столкновения двух галактик, масса одной из которых значительно меньше другой.
Считается, что со временем спиральные галактики эволюционируют в эллиптические. Однако неясно, насколько распространены эллиптические галактики, так как они состоят из более старых звёзд и сложны для обнаружения и изучения.
Одной из крупнейших, известных спиральных галактик является NGC 6872, диаметр которой достигает 522 000 световых лет – это примерно в 5 раз больше, чем диаметр Млечного Пути.
В 2017 году астрономы обнаружили древнюю спиральную галактику возрастом 11 миллиардов лет, получившую название A1689B11. Это открытие поможет учёным понять, как галактики переходят от “хаотических, турбулентных дисков” к более организованным и более тонким структурам, таким как у Млечного Пути.
Спиральные галактики
Спира́льная гала́ктика (обозначается S) — один из основных типов галактик, разновидность галактик в последовательности Хаббла, которые характеризуются следующими физическими свойствами:
— значительный суммарный вращательный момент;
— состоят из центрального балджа (почти сферического утолщения), окружённого диском:
балдж имеет сходство с эллиптической галактикой, содержащей множество старых звёзд — так называемое «Население II» — и нередко сверхмассивную чёрную дыру в центре;
— диск является плоским вращающимся образованием, состоящим из межзвёздного вещества, молодых звёзд «Населения I» и рассеянных звёздных скоплений.
Спиральная галактика с перемычкой NGC 1300
Спиральная галактика Вертушка (NGC 5457; M 101) в созвездии Большая Медведица
Спиральная галактика Андромеды ( M 31, NGC 224). Ближайшая к Млечному Пути большая галактика
Галактика Треугольника (также M 33, NGC 598) — спиральная галактика типа Sc в созвездии Треугольника. Третья по размеру после Галактики Андромеды и Млечного Пути галактика местной группы, в 5—10 раз меньше Млечного Пути по массе.
NGC 6872 (другие обозначения — PGC 64413, ESO 73-32, VV 297, AM 2011—705, IRAS20115-7055) — спиральная галактика в созвездии Павлин. Является самой крупной из известных спиральных галактик.
Галактика Боде (англ. M 81, Messier 81, NGC 3031, рус. Мессье 81, другие обозначения — IRAS09514+6918, UGC 5318, KCPG 218A, MCG 12-10-10, ZWG 333.7, PGC 28630) — спиральная галактика в созвездии Большая Медведица. M81 — пример строения спиральной галактики, с почти идеальными рукавами, доходящими почти до самого центра.
Галактика Сомбреро (Messier 104, англ. M 104, NGC 4594, рус. Мессье 104) — спиральная галактика в созвездии Дева на расстоянии 28 млн световых лет от Земли.
NGC 3521 (другие обозначения — UGC 6150, MCG 0-28-30, ZWG 10.74, KARA 461, PGC 33550) — галактика в созвездии Лев 