СВЕТЪТ НА ГАЛАКТИКИТЕ

Изготвил:

ГАЛАКТИКА

Галактиките са гравитационно свързана системи от звезди, междузвезден газ и прах, плазма и невидима тъмна материя. Освен това, в тях има и различни видове звездни купове и мъглявини, като повечето от звездите в галактиките са част от система от две или повече звезди. 

Думата "галактика" идва от гръцкия израз за нашата собствена галактика, "галаксиас" (γαλαξίας) или "киклос галактикос", което означава "млечен кръг". Типичните галактики съдържат от един милион до хиляда милиарда звезди, гравитиращи около общ гравитационен център. Различават се различни типове галактики в зависимост от формата и структурата им. 

Учените са дали имена на над 200 000 галактики. Най-големите галактики имат диаметър около

30-40 хиляди парсека, а най-малките – хиляди пъти по-малък, а масите им могат да се различават милиони пъти.

Голяма част от галактиките са обединени в огромни галактични купове, а разстоянията между тях са само около 10-20 пъти по-големи от диаметъра им, така, че нерядко се наблюдават взаимодействащи галактики.

В галактиките се съдържат звезди от най-различни типове, а също и звездни купове, мъглявини и частици, разпръснати в междузвездното пространство. 

ОБРАЗУВАНЕ Преди повече от 15 милиарда години

като последица от началната еволюция на Вселената са се образували голям брой газови облаци, съставени почти изключително от водород и хелий, с различни размери и бавно въртящи се около себе си. От тези облаци щели да се родят галактиките, а един от тях щял да образува нашата.

ПО-ВАЖНИ ОТКРИТИЯ1.През 1610г., Галилео Галилей използва телескоп за да изучава Млечния път и открива, че е съставен от голям брой слаби звезди.2.В трактата си през 1755г., Имануел Кант изказва предположението, че галактиката е въртящо се тяло, състоящо се от огромен брой звезди, задържани от гравитационните сили подобно на Слънчевата система, но в много по-голям размер. Кант също така изказал твърдението, че някои мъглявини са отделни галактики.

3.Към края на 18 век Шарл Месие съставил каталог съдържащ 109те най-ярки мъглявини, последван от по-голям каталог от пет хиляди мъглявини, издаден от Уилям Хершел. 4.През 1845г. Лорд Роз конструирал нов телескоп и бил в състояние да разграничи елипсовидна мъглявина от спираловидна.

5. През 1917г. Хебер Куртис открива11 нови мъглявини. Куртис забелязал, че тези нови били приблизително 10 магнитута по-слаби (бледи) отколкото тези, намиращи се в нашата галактика. Като резултат той успял да изчисли разстоянието от 150 000 светлинни години. Той предложил така наречените "острови на Вселената", хипотеза, която твърди,че мъглявините са самостоятелни галактики.

6.През 1920 се състоял т.нар. Велик Дебат между Харлоу Шапли и Хебер Куртис, отнасящ се за природата на Млечния Път, спиралните мъглявини и размерите на вселената. 7.В началото на 20те ,Едуин Хъбъл използвал нов вид телескоп,с който успял да изследва външните части на някои спирални мъглявини като групи индивидуални звезди, той изчислил разстоянието до мъглявините: те били прекалено далеч за да са част от Млечния Път.

8.През 1936 Хъбъл създава система за класификация на галактиките, използвана и до днес под името Редица на Хъбъл.9.През 1785г. Уилям Хершел прави първия опит да се опише формата на Млечния Път и позицията на Слънцето в, чрез внимателно преброяване броя на звездите в различните части на небето.10.През 1920г., използвайки прецизен метод, Каптейн достигнал до картината на малка елипсовидна галактика със Слънцето близо до центъра.

11. Харлоу Шапли използва различен метод, базиран на каталогизиране на кълбовидни групи ,който довел го коренно различна картина: плосък диск с диаметър приблизително 70 килопарсекса и Слънцето далеч от центъра. 12. Анализите на Каптейн и Шапли пропуснали в изчисленията поглъщането на светлина от междузвездния прах съществуващ в галактиката. 13. През 1930г. Робърт Тръмплър определил количествено този ефект ,чрез изучаване на отворени групи,така настоящата картина на нашата галактика се появила.

13.През 1944г. Хендрик ван де Хълст предсказал микровълново лъчение с дължина на вълната 21 см, като резултат от междузвездния атомен хидрогенен газ, каквото наистина било наблюдавано през 1951г.. Това лъчение дава възможност за много по-добро изучаване на Галактиката, стига да не е повлияно от абсорбация на междузвезден прах и може да бъде използвано за картотекиране на движението на газа в галактиката.

14.Тези наблюдения довели до постулирането на структура в центъра на галактиката, въртяща се около ос. Чрез подобрени радио телескопи, хидрогенния газ също може да бъде проследен и в други галактики. 15.В началото на 90те, космическият телескоп Хъбъл дал възможност за по добри наблюдения. Hubble deep Field, изключително дълго изследване на относително празни части на небето, предоставя доказателства, че има около 175 билиона галактики във вселената. Подобрена технология разкрива спектри, невидими за човека (радио, инфрачервени, рентгенови телескопи), които откриват галактики, неразкрити от Хъбъл. 

ПРИЧИНАТА ЗА РАЗЛИЧНИТЕ ГАЛАКТИЧНИ ТИПОВЕ Астрономите все още не са сигурни каква

е причината за разнообразието от галактични типове:

1. Първоначално се смятало, че различните типове се образуват в следствие от различната скорост на въртене на галактиката при раждането й. Въртенето може и да играе роля за определянето на типа на галактиката, защото бързовъртящите се обекти, по принцип, се сплескват. Този ефект е отговорен за плоския профил на Слънчевата система и за сплеснатостта на Земята при полюсите.

2.Въпреки всичко обаче, сравнение на ротационните скорости на елиптични галактики с различна степен на сплеснатост, сочи, че няма връзка между ротационната скорост и сплеснатостта или ако има такава връзка, то ефектите от нея са пренебрежително малки. Скоростта на въртене може и да е от значение, но определено има и по важни фактори. Друг тип различия в скорости, например, може да предложи обяснение за различните типове галактики. 

ВИДОВЕ ГАЛАКТИКИ ВИДОВЕ

ГАЛАКТИКИ E - елиптични S – нормални спирални ръкави SB – спирални ръкави, пресечени от прахов диск I - неправилни 

Формите и размерите на галактиките са твърде разнообразни. Хъбъл продължава изучаването на галактиките и неговите наблюдения довеждат до класифицирането на галактиките според тяхната форма на спирални, елиптични и неправилни.

СПИРАЛНИ ГАЛАКТИКИ Характерно за тях са сравнително ярките спирални

ръкави, които излизат от ядрото (тип S0). Те се наричат лещовидини, защото формата им наподобява леща на лупа. Те се делят на три вида (a, b, c, д) според това колко издърпани към ядрото са ръкавите им и колко е голямо самото ядро – оказва се, че двата фактора са силно свързани.Другият тип спираловидни галактики са такива, на които ядрото е пресечено от прахов диск (тип SB). Буквеният индекс след SB показва големината на праховия облак. Нашата галактика Млечния път е представител на спиралните галактики. Друга такава галактика е Водовъртеж (М51) в съзвездието Ловджийски кучета, която може да се наблюдава с телескоп. Единствената спирална галактика, видима с просто око, е галактиката Андромеда (М31), която е копие на Млечния път. 

ЕЛИПТИЧНИ ГАЛАКТИКИ От газовите облаци, в които липсва

въртеливо движение, се оформят елиптични галактики. Те са считани за най-стари и предци на другите видове. Отбелязват се като галактики от тип Е, като се номерират от Е0 до Е7 според това колко сферична/яйцевидна е формата им. 0 е галактика със сферична форма, а 7 е като сплескан диск. Представител на елиптичните галактики е гигантската М87 в съзвездието Дева. 

НЕПРАВИЛНИ ГАЛАКТИКИ Неправилните галактики (означават

се с I) се формират от газови облаци, в които има въртящ момент, но няма централно сгъстяване на веществото. Такива са галактиките Големия Магеланов облак и Малкия Магеланов облак, видими от южното полукълбо на Земята. 

Спирални(S,Sb)

Елиптични(E) Неправилни(I)

Форма и структура

Силно сплескан диск от звезди игаз,съдържащ спирални ръкави и по-дебело ядро в центъра.

Без диск, звездите са равномерно разпределени в елипсовидна форма,варираща от почти сферична до силно сплескана.

Няма определена структура и формула.

Съдържание Съдържа и млади и стари звезди;халото е изградено само от стари звезди

Съдържа само стари звезди.

Съдържа млади и стари звезди.

Газ и прах Състои се от големи количества газ ипрах,халото съдържа по малко и от двете.

Съдържа малко или почти никакъв прах.

Съдържа изобилие от прах и газ.

Звезди Новообразуващите се звезди се намират в ръкавите на галактиката.

Без знаци за формиращи се нови звезди през последните 30 млн.години.

Засилено образуване на нови звезди.

Движение Газът и прахта се движат по кръгли орбити около центъра на галактиката;звездите в халото имат произволни орбити в триизмерното пространство.

Звездите имат произволни орбити в триизмерното пространство.

Газът и пахта имат изключително неправилни орбити.

ГАЛАКТИКАТА АНДРОМЕДА

М31 (NGC 224) е галактиката Андромеда. Намира се на 2930000 светлинни години от нас и е най-отдалеченият обект, достъпен за наблюдение с просто око. Заедно с яркия си спътник М32 (долу вляво) и по-слабия М110 или MGC205 (горе дясно) тя е член на Местната група, както Млечният път и двадесетина други галактики. Ние можем да си представим как изглежда нашата Галактика, защото М31 е нейно точно копие: централно сгъстяване от стари червени и жълти звезди, тъмни ивици от прах и ярки спирални ръкави, трасирани от сини, горещи звезди. Наблюдавана с бинокъл или малък телескоп е възможно да се забележат някои детайли, а също така и двата компаньона на галактиката - М32 и М110

ИЗПОЛЗВАЙКИ СЪЗВЕЗДИЕТО КАСИОПЕЯ КАТО ОРИЕНТИР ЛЕСНО МОЖЕ ДА СЕ ЛОКАЛИЗИРА ГАЛАКТИКАТА АНДРОМЕДА. ВЪПРЕКИ ЧЕ ТЯ СЪДЪРЖА НАД ЕДИН ТРИЛИОН ЗВЕЗДИ ЗВЕЗДИ, НИЕ Я ВИЖДАМЕ КАТО ПЕТНО НА НЕБЕТО ПОРАДИ ОГРОМНОТО РАЗСТОЯНИЕ. НЕОБХОДИМО Е МНОГО ТЪМНО НЕБЕ И ДОБРО ЗРЕНИЕ ЗА ДА СЕ НАБЛЮДАВА АНДРОМЕДА, НО ВЕДНАГА СЕ РАЗПОЗНАВА, ЗАЩОТО ИЗГЛЕЖДА МНОГО РАЗЛИЧНА ОТ ОСТАНАЛИТЕ ЗВЕЗДИ НА НЕБЕТО

Разположение на Андромеда спрямо съзвездието Касиопея 

СРАВНЕНИЕ МЕЖДУ ГОЛЕМИНАТА НА НЯКОИ ПО-ИЗВЕСТНИ ГАЛАКТИКИ Тежестта на галактиката Андромеда е 3 x 10'' Слънчеви

маси, но 1 на Млечния път 1,4 x 10''. Сравнен с по-новите изчисления за нашия Млечен път, това е значително по-малко отколкото масата на нашата галактика, което загатва, че Млечният път може да бъде много по-плътен отколкото M31. Тези резултати са потвърдени от новите изчисления за тоталната маса на халото, което в М31 тежи 1,23 трилиона слънчеви маси, сравнено с това в Млечния път, което тежи 1,9 трилиона слънчеви маси.. Светимостта на Андромеда е 11 милиарда слънца. Това е една от най-светлите познати галактики. Спиралните ръкави съдържат ярки сини гиганти и небуларни региони, потънали в облаци от прах (І поколение) докато центърът на ядрото е широк рояк от по-слаби червени и жълти звезди (ІІ поколение). Измервания с чувствителния инструмент денситометър определят големината и като 180 000 светлинни години. 

ВЗАИМОДЕЙСТВАЩИТЕ СИ ГАЛАКТИКИ  

Снимка от телескопа Хъбъл, на две взаимодействащи си спирални галактики,показва,че двете галактики са гравитационно „заключени” заедно и се ще привличат една към друга в продължение на следващите няколко милиарда години. Астрономите предвиждат, по-голямата галактика, ще „погълне” по-малката .Накрая ще се слеят образувайки една огромна елиптична галактика. Счита се, че много галактики, включително Млечния Път, са образувани от подобни процеси на съединяване на по-малки галактики преди милярди години. 

ПРИМЕР ЗА ГАЛАКТИЧЕСКИ КАНИБАЛИЗЪМ

Гигантската галактика NGC1316, позната на астрономите като мощен източник на радиовълни, на пръв поглед е обикновена елиптична галактика. Астрономите обаче наблюдават огромни дискове от газ и прах, които представляват междузвездно вещество, което не е характерно за елиптичните галактики. Очевидно това е резултат от галактически канибализъм - скоро, NGC1316 е погълнала малка спирална галактика, и още не я е "смляла". NGC 1316 се намира на 75 милиона светлинни години от Слънцето, и е част от купа от галактики в съзвездието Пещ. Освен праховите облаци, изследванията на галактиката показват и други симптоми на скорошен сблъсък на галактики: изображения на периферни области показват стълбове от специфичен резултат от приливното взаимодействие на две галактики. Астрономите смятат, че гигантските елиптични галактики са резултат от сблъсъци между галактики, но за пръв път пряко се наблюдава ясно свидетелство за това. 

Куп от галактики

Космическият телескоп Хъбъл от совалката "Дискавъри" по време на втората сервизна мисия STS-82