Классы
Предметы

Галактики

На этом уроке мы узнаем, что такое галактики, каким образом они образовываются, и познакомимся с видами галактик.

Тема: Вселенная

Урок: Галактики

1. Определение термина «Галактика»

Галактики - это большие звездные системы, в которых звезды связаны друг с другом силами гравитации. Исходя из теории расширяющейся Вселенной, ученые установили, что галактики начали возникать из газопылевых туманностей 10 млрд. лет тому назад. Существуют галактики, включающие триллионы звезд. Самые маленькие галактики содержат звезд в миллион раз меньше и скорее напоминают находящиеся в Млечном Пути шаровые скопления, только значительно больше по размерам. Помимо обычных звезд, галактики включают в себя межзвездный газ, пыль, а также различные "экзотические" объекты: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры.

Млечный путь

Рис. 1. Млечный путь (Источник)

2. Состав галактик

В центрах многих ярких галактик имеется сгущение, называемое ядром, а внутри ядер некоторых галактик имеются ядрышки – керны. Природа ядер резко отличается от природы остальных частей галактик. В них наблюдаются активные процессы, связанные с выделением энергии. Известны галактики с необычайно активными процессами в ядрах.

Газ в галактиках не только рассеян между звездами, но и образует громадные облака (массой до миллионов масс Солнца), яркие туманности вокруг горячих звезд, плотные и холодные газопылевые туманности. Большие звездные системы имеют массы в сотни миллиардов масс Солнца. Наименьшие из карликовых галактик "весят" всего лишь в 100 тыс. раз больше Солнца. Таким образом, интервал масс у галактик значительно шире, чем у звезд: самые "тяжелые" и самые "легкие" звезды различаются по массе менее, чем в 1000 раз.

3. Путь образования галактик

По предположению учёных, вся наша вселенная стала образовываться из некого протовещества, которое в результате процессов, неизвестных науке, начало моментально расширяться с огромной скоростью, и это вещество распространилось на огромные расстояния. Затем, поскольку там содержался газ, пыль, частички, это вещество стало напоминать бурлящий океан, и через какое-то время стали образовываться скопления. Сначала это были огромные газово-пылевые скопления, а затем из них стали формироваться галактики.

4. Виды галактик

Типы галактик по внешнему виду разделяются на спиральные, спиральные с перемычкой (баром), линзовидные, эллиптические, неправильные (клочковатые). Самые доступные для наблюдения галактики собраны в каталоге Мессье.

Спиральные галактики (S) - самый многочисленный тип галактик. Они состоят из выраженного яркого центрального вздутия (балдж) и вращающегося звёздного диска, в котором просматриваются спиральные ветви. Из-за своих ветвей они являются самыми красивыми и интересными для астронома-любителя. Наша галактика Млечный Путь и галактика Туманность Андромеды относятся именно к этому типу галактик. В зависимости от степени закрученности ветвей, они делятся на 4 подтипа: Sa, Sb, Sc, Sd. Вообще, определить степень этой самой закрученности подчас не так легко - галактика может располагаться под углом к нам или ветви могут быть выражены неясно.

Рис. 2. (Источник)

Спиральные галактики с баром (SB) - относятся к тому же типу спиральных галактик, но содержат своеобразную перемычку, которая проходит через ядро галактики, и спиральные ветви расходятся уже от концов этого бара, а не от самого ядра, как в обычных спиральных галактиках. В зависимости от степени закрученности ветвей, такие галактики обозначаются как SBa, SBb, SBc.

Линзовидные галактики (SO) - от спиральных галактик отличаются только тем, что спиральные ветви не выражены. В остальном - такие же дисковидные галактики, с ядром и звёздным диском. Разве что массовая доля межзвёздного газа мала, из-за чего понижена скорость образования новых звёзд.

Рис. 3. (Источник)

Эллиптические галактики (Е) представляют собой сферы различной степени вытянутости, как спутник Туманности Андромеды М110. В большинстве случаев, в эллиптических галактиках не удаётся рассмотреть какие-то подробности - это просто большая светящаяся сфера. Предполагают, что со временем эллиптические галактики превращаются в спиральные по мере раскручивания.

Рис. 4. (Источник)

Неправильные галактики (Irr) выглядят как облака комковатой, рваной структуры. Это самый малочисленный вид галактик, их около 5% от общего числа.

Рис. 5. (Источник)

Особняком стоят галактики с полярными кольцами. У таких галактик есть два звёздных диска, которые вращаются в почти перпендикулярных плоскостях друг к другу. Как образовались такие диски - до конца не ясно. Одна из теорий - слияние двух галактик. Пример этого редкого типа галактик - NGC 4650A.

Рис. 6. (Источник)

Существуют также взаимодействующие галактики, это галактики, расположенные в пространстве достаточно близко, чтобы взаимная гравитация существенно влияла на форму, движение вещества и звёзд, на процессы звездообразования, а в некоторых случаях и на обмен веществом между галактиками.

Рис. 7. (Источник)

Ближайшими к нам и самыми яркими на небе галактиками являются Магеллановы Облака. Они выглядят, как два туманных облачка, подобно двум оторвавшимся кусочкам Млечного Пути.

Рис. 8. (Источник)

Магеллановы Облака относятся к самым крупным видимым на небе астрономическим объектам. Большое Магелланово Облако относится к самым крупным видимым на небе астрономическим объектам. Большое Магелланово Облако (БМО) имеет протяженность более 5 градусов, то есть 10 видимых диаметров Луны. Малое Магелланово Облако (ММО) - чуть более 2 градусов. Свет от БМО идет к нам 200 тыс. лет, а от ММО - 170 тыс. лет.

При исследовании неба с помощью современных телескопов обнаружено множество галактик, похожих на Магелланово Облако. Для них характерна неправильная, клочковая форма. В таких галактиках содержится много газа - до 50% их общей массы.

До сих пор галактики "достраивают" себя изнутри, образуя звезды и звездные скопления. "Пищей" для этого служит газ. Эллиптические галактики уже давно израсходовали свой запас газа, и молодых звезд в них нет. В других галактиках, где газ еще остался, звезды продолжают рождаться. Возникают они большими группами - звездообразованием бывают охвачены огромные области размерами до нескольких тысяч световых лет. Наиболее массивные звезды, быстро пройдя свой жизненный путь, взрываются, как сверхновые. Взрывы сверхновых вызывают мощные волны сжатия в окружающей межзвездной среде, а это, в свою очередь, стимулирует "эпидемию" звездообразования в соседних участках галактики.

"Общественное положение" галактики зависит от ее массы. Массивные, крупные "князья" и "бароны" окружены многочисленной свитой из галактик поменьше. Мелкие галактики при прохождении сквозь крупные подчас "платят дань", отдавая частично или полностью свой строительный материал - газ. Если две галактики проходят достаточно близко друг от друга, то их гравитационные поля активно влияют на движение звезд и газа в этих системах. В результате внешний вид галактик может претерпеть заметные изменения. Такие галактики называются взаимодействующими. Взаимодействие галактик часто вызывает вспышку звездообразования, во время которой в отдельных очагах рождаются сотни миллионов звезд. Наблюдаются также галактики-"каннибалы", разрушающие и "пожирающие" своих меньших соседей, затянутых в "паутину" гравитационного поля.

Взаимодействие галактик при определенных условиях приводит к тому, что часть газа в одной из них или в обеих попадает в самый центр, в ядро галактики. Это может привести к всплеску активности ядра - к выделению большого количества энергии в крошечной центральной области, сопоставляемой по размеру с Солнечной системой. Галактики с активными ядрами очень часто встречаются среди имеющих близких спутников и среди взаимодействующих галактик.

Световой год  — внесистемная единица длины, равная расстоянию, проходимому светом за один год. В световых годах измеряют расстояние между космическими объектами.

 

Список рекомендованной литературы

1. Мельчаков Л.Ф., Скатник М.Н. Природоведение: учеб. для 3,5 кл. сред. шк. – 8-е изд. – М.: Просвещение, 1992. – 240 с.: ил.

2. Бахчиева О.А., Ключникова Н.М., Пятунина С.К. и др. Природоведение 5. – М.: Учебная литература.

3. Еськов К.Ю. и др. Природоведение 5 / Под ред. Вахрушева А.А. – М.: Баласс.

 

Рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Info-7.ru (Источник).

2. Astrolab.ru (Источник).

3. Астрономия для любителей (Источник).

 

Рекомендованное домашнее задание

1. Что такое галактика?

2. Расскажите путь образования галактик.

3. Какие бывают типы галактик? Дайте их краткую характеристику.

4. *Придумайте собственную галактику. Дайте ей название, опишите ее и классифицируйте.