Galassie ellittiche e spirali
Esistono due tipi di galassie: ellittiche e a spirale. Gli astronomi sospettano da tempo che le loro somiglianze e differenze, come i rigonfiamenti (rigonfiamenti) al centro e la presenza o l'assenza di un disco piatto di stelle, indichino l'evoluzione delle galassie.
galassia ellittica
Quando negli anni '20 la scienza determinò che alcune delle nebulose sfocate che disseminano il cielo erano galassie oltre la nostra, gli astronomi iniziarono a classificarle. Le galassie sono di due tipi principali: lisce, ellittiche e con un disegno a spirale distinto. Sono chiamati, rispettivamente, ellittici e a spirale. Edwin Hubble, astronomo americano che per primo stabilì che le nebulose sono all'esterno via Lattea, a grandi distanze, ha suggerito che le galassie formano una sequenza e ha dato loro i nomi appropriati. La sua classificazione è ancora in uso oggi. Le galassie ellittiche sono indicate con la lettera E e un numero (da 0 a 7), che aumenta a seconda di quanto la galassia è allungata. E0 è una galassia quasi rotonda, E7 è più simile a un sigaro. In tre dimensioni, le galassie ellittiche hanno la forma di un pallone da rugby.
galassia a spirale
Le galassie a spirale, secondo lo schema di Hubble, sono denotate dalla lettera S e da una lettera aggiuntiva (a, b o c) a seconda di quanto strettamente sono attorcigliati i loro bracci a spirale. Galaxy Sa è una spirale stretta e Sc è gratuito. In tre dimensioni, le galassie a spirale sono appiattite come un disco volante o una lente. Il quadro è complicato dal fatto che in alcune galassie a spirale c'è un elemento diretto, o un ponte, che passa attraverso le regioni interne della galassia.
Durante la mappatura del cielo, gli astronomi hanno trovato molte coppie di galassie ravvicinate che chiaramente interagivano tra loro. Nei casi più ovvi, lunghe code di stelle, come quelle dei girini, vengono estratte da entrambe le galassie per gravità reciproca - come, ad esempio, in una coppia di galassie in collisione Antenne delle galassie:
Altre galassie si fanno strada attraverso il centro della loro compagna, sollevando nuvole di stelle e fumanti anelli di gas. Le perturbazioni risultanti spesso producono un bagliore estremamente luminoso quando nuove stelle si formano in vorticose nubi di gas. Queste giovani stelle blu possono essere avvolte dalla fuliggine cosmica, che fa brillare parti di esse di rosso, proprio come la polvere illumina un tramonto sulla Terra. La fusione delle galassie è uno spettacolo incredibile. Tuttavia, i dettagli della struttura delle galassie rimangono poco chiari. Sarebbe necessaria una collisione catastrofica per distruggere un enorme disco di stelle e lasciare un nudo rigonfiamento ellittico, ed è necessario un graduale e morbido incremento affinché una galassia formi un disco di dimensioni sufficienti senza collassare. Gli astronomi vedono solo poche galassie negli stati intermedi e il quadro reale di come le galassie cambiano attraverso le fusioni è probabilmente molto complesso.
Le galassie possono contenere da milioni a trilioni di stelle. Le galassie ellittiche e i rigonfiamenti a spirale sono per lo più composti da vecchie stelle rosse. Si muovono in orbite arbitrariamente inclinate, creando così una forma rigonfia ed ellissoidale di una galassia o rigonfiamento. I dischi delle galassie a spirale sono per lo più composti da giovani stelle blu. Sono concentrati nei bracci a spirale; quando il braccio passa attraverso la nube gassosa del disco, in essa si innesca la formazione stellare. I dischi a spirale contengono enormi quantità di gas, soprattutto idrogeno. Le galassie ellittiche contengono pochissimo gas, e quindi in esse nascono meno nuove stelle. La materia oscura è stata scoperta nei dischi galattici. I bordi delle spirali si stanno muovendo troppo velocemente per essere spiegati dalla loro massa nelle stelle e nel gas, il che significa che c'è ancora qualche forma di materia. Può esistere sotto forma di particelle esotiche difficili da rilevare perché raramente interagiscono o oggetti massicci compressi come buchi neri, stelle non bruciate o pianeti gassosi. La materia oscura forma un bozzolo sferico attorno alla galassia, che è chiamato "l'alone della galassia".
Gli stessi tipi fondamentali di galassie esistono in tutto l'universo. Per avere un'idea di come si presenta la fetta media dell'universo lontano, nel 1995 il telescopio spaziale Hubble ha seguito per 10 giorni una piccola striscia di cielo (larga 2,5 minuti d'arco). L'osservatorio orbitale ha permesso agli astronomi di guardare molto più in profondità nello spazio di quanto sia possibile con i telescopi dalla Terra, e la vista di galassie lontane si è aperta ai nostri occhi. La luce impiega tempo per raggiungerci attraverso lo spazio, motivo per cui abbiamo visto queste galassie com'erano miliardi di anni fa. Poiché è stato scelto appositamente un campo senza stelle in primo piano, quasi tutti i 3000 oggetti nell'inquadratura sono galassie lontane. La maggior parte di essi può essere classificata come ellittica ea spirale, il che significa che entrambi i tipi si sono formati molto tempo fa. Ma ci sono più galassie blu irregolari e piccole nell'Universo distante che più vicine a noi. Inoltre, 8-10 miliardi di anni fa, le stelle si sono formate 10 volte più velocemente di adesso. Entrambi i fattori suggeriscono che la rapida crescita delle galassie nel giovane Universo sia dovuta alle loro collisioni più frequenti.
Le galassie si raggruppano insieme per formare ammassi, gli elementi più grandi dell'universo tenuti insieme dalla gravità. Questi massicci agglomerati di migliaia di galassie contengono serbatoi di gas molto caldo e materia oscura sparsi tra i membri dell'ammasso.
Gli ammassi di galassie sono tenuti insieme dalla gravità. Proprio come le stelle si muovono in orbita nelle galassie, così le galassie si muovono in traiettorie attorno al centro di massa di un ammasso. Un tipico grande ammasso di galassie ha una massa un milione di miliardi di volte quella del Sole. Lo spazio stesso, il tempo è curvato da una tale quantità di materia in un volume così piccolo. Per analogia con un foglio di gomma, i grappoli giacciono in un'ammaccatura formata dal loro stesso peso. Ma non vi cadono solo le galassie: anche il gas si accumula nel pozzo dello spazio-tempo. Gli ammassi galattici sono pieni di gas caldo. Per colpa sua alta temperatura- milioni di gradi Celsius - questo mare di gas brilla abbastanza luminoso da emettere raggi X che possono essere rilevati dai satelliti. Il gas caldo è chiamato vettore di informazioni intercluster. Allo stesso modo, la materia oscura si raccoglie nel pozzo gravitazionale degli ammassi. Mentre gli astronomi sperano di vedere la materia oscura in un nuovo ambiente, al di là delle singole galassie, stanno guardando negli ammassi segni insoliti, che li aiuterà a capire di cosa è fatta la materia oscura. Gli ammassi possono essere considerati poco lusinghieri come discariche cosmiche: sono così grandi che qualsiasi cosa vi cade dentro. Ecco perché interessano gli archeologi spaziali. Inoltre, essendo gli oggetti più grandi tenuti insieme dalla forza di gravità, dovrebbero, in teoria, contenere materia ordinaria e materia oscura nelle stesse proporzioni dell'intero Universo. Se si potesse calcolare la massa di tutti gli ammassi, si otterrebbe un valore approssimativo della massa totale dell'Universo.
Molti dei fatti conosciuti oggi sembrano così familiari e familiari che è difficile immaginare come le persone vivessero senza di loro. Tuttavia, la maggior parte delle verità scientifiche non ha avuto origine agli albori dell'umanità. In molti modi, ciò riguarda la conoscenza dello spazio. Tipi di nebulose, galassie, stelle sono noti a quasi tutti oggi. Nel frattempo, il percorso verso la comprensione moderna era piuttosto lungo. Le persone non si sono rese immediatamente conto che il pianeta fa parte del sistema solare e fa parte della galassia. I tipi di galassie iniziarono a essere studiati in astronomia anche più tardi, quando si capì che la Via Lattea non è sola e l'Universo non si limita ad essa. così come in generale la conoscenza dello spazio al di fuori della "via del latte", era Edwin Hubble. Grazie alle sue ricerche, oggi sappiamo molto sulle galassie.
Tipi di galassie nell'universo
Hubble ha studiato le nebulose e ha dimostrato che molte di esse sono formazioni simili alla Via Lattea. Sulla base del materiale raccolto, ha descritto che tipo di galassia ha e quali tipi di oggetti spaziali simili esistono. Hubble ha misurato le distanze di alcuni di essi e ha proposto la propria classificazione. Gli scienziati lo usano ancora oggi.
Ha diviso l'intero insieme di sistemi nell'Universo in 3 tipi: galassie ellittiche, a spirale e irregolari. Ogni tipo è attivamente studiato dagli astronomi di tutto il mondo.
Il pezzo di Universo in cui si trova la Terra, la Via Lattea, appartiene al tipo di "galassie a spirale". I tipi di galassie si distinguono sulla base delle differenze nelle loro forme che influenzano determinate proprietà degli oggetti.
Spirale
I tipi di galassie non sono equamente distribuiti in tutto l'universo. Secondo i dati moderni, quelli a spirale sono più comuni di altri. Oltre alla Via Lattea, questo tipo comprende la Nebulosa di Andromeda (M31) e la galassia in (M33). Tali oggetti hanno una struttura facilmente riconoscibile. Se guardi di lato, come appare una galassia del genere, la vista dall'alto assomiglierà a cerchi concentrici che divergono attraverso l'acqua. I bracci a spirale si irradiano da un rigonfiamento centrale sferico chiamato rigonfiamento. Il numero di tali rami varia da 2 a 10. L'intero disco con i bracci a spirale si trova all'interno di una nuvola rarefatta di stelle, chiamata in astronomia "alone". Il nucleo di una galassia è un insieme di stelle.
Sottotipi
In astronomia, la lettera S è usata per designare le galassie a spirale, che sono suddivise in tipi a seconda del disegno strutturale dei bracci e delle caratteristiche della forma generale:
galassia Sa: braccia strettamente arricciate, lisce e informi, rigonfiamento luminoso ed esteso;
galassia Sb: braccia forti e distinte, rigonfiamento meno pronunciato;
galassia Sc: i bracci sono ben sviluppati, sono una struttura frastagliata, il rigonfiamento è poco visibile.
Inoltre, alcuni sistemi a spirale hanno un ponte centrale quasi rettilineo (chiamato "barra"). In questo caso, la lettera B (Sba o Sbc) viene aggiunta alla designazione della galassia.
Formazione
La formazione delle galassie a spirale sembra essere simile all'aspetto delle onde dall'impatto di una pietra sulla superficie dell'acqua. Secondo gli scienziati, una certa spinta ha portato all'emergere di maniche. Gli stessi rami a spirale sono onde di maggiore densità di materia. La natura della spinta può essere diversa, una delle opzioni è passare alle stelle.
I rami a spirale sono stelle giovani e gas neutro (l'elemento principale è l'idrogeno). Si trovano nel piano di rotazione della galassia, quindi assomiglia a un disco appiattito. La formazione di giovani stelle è possibile anche al centro di tali sistemi.
Il vicino più prossimo
La Nebulosa di Andromeda è una galassia a spirale: una vista dall'alto rivela diversi bracci emanati da essa centro comune. Dalla Terra, può essere visto ad occhio nudo come una foschia sfocata. In termini di dimensioni, il vicino della nostra galassia è leggermente più grande di esso: 130.000 anni luce di diametro.
La Nebulosa di Andromeda, sebbene sia la galassia più vicina alla Via Lattea, è molto distante. La luce impiega due milioni di anni per superarla. Questo fatto spiega perfettamente perché i voli verso la galassia vicina sono finora possibili solo nei libri e nei film di fantascienza.
Sistemi ellittici
Consideriamo ora altri tipi di galassie. La foto del sistema ellittico dimostra chiaramente la sua differenza dalla controparte a spirale. Questa galassia non ha braccia. Sembra un'ellisse. Tali sistemi possono essere compressi a vari livelli, rappresentare qualcosa come una lente o una palla. In tali galassie, il gas freddo non si trova praticamente. I rappresentanti più impressionanti di questo tipo sono pieni di gas caldo rarefatto, la cui temperatura raggiunge un milione di gradi e oltre.
Una caratteristica distintiva di molte galassie ellittiche è una tonalità rossastra. Per molto tempo gli astronomi hanno creduto che questo fosse un segno dell'antichità di tali sistemi. Si credeva che fossero composti principalmente da vecchie stelle. Tuttavia, la ricerca negli ultimi decenni ha dimostrato che questa ipotesi è falsa.
Formazione scolastica
Per molto tempo c'è stata un'altra ipotesi relativa alle galassie ellittiche. Erano considerati i primissimi di quelli sorti, formatisi poco dopo il Big Bang. Oggi questa teoria è considerata obsoleta. Un grande contributo alla sua confutazione è stato dato dagli astronomi tedeschi Alar e Yuri Tumre, nonché dallo scienziato americano Francois Schweitzer. Le loro ricerche e scoperte degli ultimi anni confermano la verità di un'altra ipotesi, il modello gerarchico di sviluppo. Secondo esso, strutture più grandi si sono formate da strutture piuttosto piccole, cioè le galassie non si sono formate immediatamente. La loro comparsa è stata preceduta dalla formazione di ammassi stellari.
Sistemi ellittici di idee moderne formata da spirale per effetto della fusione dei bracci. Una delle prove di ciò è un gran numero di galassie "contorte", osservate in parti remote dello spazio. Al contrario, nelle regioni più approssimate, la concentrazione di sistemi ellittici, piuttosto luminosi ed estesi, è sensibilmente maggiore.
Simboli
Anche le galassie ellittiche in astronomia hanno ricevuto le loro designazioni. Per loro vengono utilizzati il \u200b\u200bsimbolo "E" e i numeri da 0 a 6, che indicano il grado di appiattimento del sistema. E0 sono galassie di forma sferica quasi regolare e E6 sono le più piatte.
Palle di cannone furiose
Le galassie ellittiche includono i sistemi NGC 5128 della costellazione del Centauro e M87, situati nella Vergine. La loro caratteristica è la potente emissione radio. Gli astronomi sono principalmente interessati alla struttura della parte centrale di tali galassie. Le osservazioni degli scienziati russi e gli studi del telescopio Hubble mostrano un'attività piuttosto elevata di questa zona. Nel 1999, gli astronomi americani hanno ottenuto dati sul nucleo della galassia ellittica NGC 5128 (la costellazione del Centauro). Ci sono enormi masse di gas caldo in costante movimento, che turbinano attorno al centro, forse un buco nero. Dati precisi sulla natura di tali processi non sono ancora disponibili.
Sistemi irregolari
Si trova anche nella Grande Nube di Magellano. Qui, gli scienziati hanno scoperto una regione di costante formazione stellare. Alcuni dei luminari che compongono la nebulosa hanno solo due milioni di anni. Inoltre, qui si trova anche la stella più impressionante scoperta nel 2011, RMC 136a1. La sua massa è 256 solari.
Interazione
I principali tipi di galassie descrivono le caratteristiche della forma e della disposizione degli elementi di questi sistemi spaziali. Tuttavia, la questione della loro interazione non è meno interessante. Non è un segreto che tutti gli oggetti nello spazio siano in costante movimento. Le galassie non fanno eccezione. Tipi di galassie, almeno alcuni dei loro rappresentanti, potrebbero essersi formati nel processo di fusione o collisione di due sistemi.
Se ricordiamo cosa sono tali oggetti, diventa chiaro come si verificano cambiamenti su larga scala durante la loro interazione. All'impatto viene rilasciata un'enorme quantità di energia. È interessante notare che tali eventi sono ancora più probabili nello spazio rispetto all'incontro di due stelle.
Tuttavia, la "comunicazione" delle galassie non si conclude sempre con una collisione e un'esplosione. Un piccolo sistema può passare attraverso la sua grande controparte, disturbandone la struttura nel processo. È così che si formano formazioni simili nell'aspetto a corridoi allungati. Sono composti da stelle e gas e spesso diventano zone di formazione di nuovi luminari. Esempi di tali sistemi sono ben noti agli scienziati. Uno di questi è la galassia Cartwheel nella costellazione dello Scultore.
In alcuni casi, i sistemi non si scontrano, ma si incrociano o si toccano solo leggermente. Tuttavia, indipendentemente dal grado di interazione, porta a gravi cambiamenti nella struttura di entrambe le galassie.
Futuro
Secondo le ipotesi degli scienziati, è possibile che dopo un po ', piuttosto a lungo, la Via Lattea assorbirà il suo satellite più vicino, un minuscolo sistema scoperto relativamente di recente per gli standard spaziali, situato a una distanza di 50 anni luce da noi. Le prove della ricerca suggeriscono che questa luna ha una durata di vita impressionante, che probabilmente finirà nel processo di fusione con il suo vicino più grande.
La collisione è un possibile futuro per la Via Lattea e la Nebulosa di Andromeda. Ora l'enorme vicino è separato da noi da circa 2,9 milioni di anni luce. Due galassie si stanno avvicinando a una velocità di 300 km/s. La probabile collisione, secondo gli scienziati, avverrà tra tre miliardi di anni. Tuttavia, se accadrà o se le galassie si toccheranno solo leggermente, oggi nessuno lo sa con certezza. Per la previsione, non ci sono dati sufficienti sulle caratteristiche del movimento di entrambi gli oggetti.
L'astronomia moderna studia in dettaglio tali strutture cosmiche come le galassie: tipi di galassie, caratteristiche dell'interazione, le loro differenze e somiglianze e il futuro. In quest'area c'è ancora molto incomprensibile e richiede ulteriori studi. I tipi di struttura delle galassie sono noti, ma non esiste una comprensione esatta di molti dettagli associati, ad esempio, alla loro formazione. L'attuale ritmo di miglioramento della conoscenza e della tecnologia, tuttavia, ci consente di sperare in progressi significativi in futuro. In ogni caso, le galassie non cesseranno di essere al centro di molti studi. E questo è dovuto non solo alla curiosità insita in tutte le persone. I dati sugli schemi cosmici e sulla vita consentono di prevedere il futuro del nostro pezzo di Universo, la Via Lattea.
Nell'astronomia moderna, la primissima classificazione delle galassie, proposta da Edwin Powell Hubble nel 1926, e successivamente perfezionata da lui, e poi da Gerard de Vaucouleur e Alan Sandage, è la più utilizzata.
Questa classificazione si basa sulla forma delle galassie conosciute. Secondo esso, tutte le galassie sono divise in 5 tipi principali:
Ellittico (E);
Spirale (S);
Galassie a spirale barrata (SB);
Errato (Irr);
Galassie troppo deboli per essere classificate, Hubble designato con il simbolo Q.
Inoltre, le designazioni delle galassie in questa classificazione usano numeri per indicare quanto sia oblata una galassia ellittica e lettere per indicare quanto strettamente i bracci delle galassie a spirale siano adiacenti al nucleo.
Graficamente, questa classificazione è presentata come una serie, chiamata sequenza di Hubble (o diapason di Hubble per la somiglianza dello schema con questo strumento).
Galassie ellittiche (tipo E) costituiscono il 13% del numero totale di galassie. Sembrano un cerchio o un'ellisse, la cui luminosità diminuisce rapidamente dal centro verso la periferia. Le galassie ellittiche variano nella forma, da sferiche a molto oblate. A questo proposito, sono divisi in 8 sottoclassi: da E0 (forma sferica, nessuna compressione) a E7 (massima compressione).
Le galassie ellittiche sono le più semplici nella struttura. Sono costituiti principalmente da vecchie giganti rosse e gialle, nane rosse, gialle e bianche. Non contengono materia polverosa. La formazione di stelle in galassie di questo tipo non va avanti da diversi miliardi di anni. Non c'è quasi nessun gas freddo e polvere cosmica in loro. La rotazione si trova solo nella più oblata delle galassie ellittiche.
galassie a spirale- il tipo più numeroso: costituiscono circa il 50% di tutte le galassie osservate. La maggior parte delle stelle in una galassia a spirale si trova all'interno del disco galattico. Sul disco galattico si nota uno schema a spirale di due o più rami o bracci attorcigliati in una direzione, che emerge dal centro della galassia.
Ci sono due tipi di spirali. Nel primo tipo, denominato SA o S, i rami elicoidali emergono direttamente dal sigillo centrale. Nel secondo iniziano alle estremità di una formazione oblunga, al centro della quale è presente un sigillo ovale. Sembra che i due bracci di spirale siano collegati da un ponte, motivo per cui tali galassie sono chiamate spirali incrociate; sono indicati dal simbolo SB.
Le galassie a spirale differiscono nel grado di sviluppo della loro struttura a spirale, che si nota nella classificazione aggiungendo le lettere a, b, c ai simboli S (o SA) e SB.
I bracci delle galassie a spirale sono di colore bluastro perché contengono molte giovani stelle giganti. Tutte le galassie a spirale ruotano a velocità significative, quindi stelle, polvere e gas sono concentrati in un disco stretto (stelle della popolazione I). La rotazione nella stragrande maggioranza dei casi avviene nel senso della torsione dei bracci a spirale.
Ogni galassia a spirale ha un ammasso centrale. Il colore degli ammassi di galassie a spirale è giallo-rossastro, a indicare che sono costituiti principalmente da stelle di classi spettrali G, K e M (ovvero le più piccole e fredde).
L'abbondanza di nubi di gas e polvere e la presenza di giganti blu brillanti delle classi spettrali O e B indicano processi di formazione stellare attivi che si verificano nei bracci a spirale di queste galassie.
Il disco delle galassie a spirale è immerso in una nuvola di stelle debolmente luminosa e rarefatta: un alone. L'alone è costituito da giovani stelle di Popolazione II che formano numerosi ammassi globulari.
In alcune galassie parte centrale ha una forma sferica e si illumina intensamente. Questa parte è chiamata rigonfiamento (dal rigonfiamento inglese - ispessimento, gonfiore). Il rigonfiamento è costituito da vecchie stelle di Popolazione II e spesso da un buco nero supermassiccio al centro. Altre galassie hanno una "barra stellare" nella parte centrale - una barra.
Le galassie a spirale più conosciute sono la nostra Via Lattea e la Nebulosa di Andromeda.
galassia lenticolare(tipo S0) è un tipo intermedio tra le galassie a spirale e quelle ellittiche. Nelle galassie di questo tipo, l'ammasso centrale luminoso (rigonfiamento) è fortemente compresso e sembra una lente, ei rami sono assenti o molto debolmente tracciati.
Le galassie lenticolari sono costituite da vecchie stelle giganti, e quindi il loro colore è rossastro. Due terzi delle galassie lenticolari, come le galassie ellittiche, non contengono gas, un terzo del contenuto di gas è uguale a quello delle galassie a spirale. Pertanto, i processi di formazione stellare sono molto lenti. La polvere nelle galassie lenticolari è concentrata vicino al nucleo galattico. Circa il 10% delle galassie conosciute sono galassie lenticolari.
Per galassie irregolari o irregolari (Ir) caratterizzato da una forma irregolare e frastagliata. Le galassie irregolari sono caratterizzate dall'assenza di densificazione centrale e struttura simmetrica, oltre che da bassa luminosità. Tali galassie contengono molto gas (principalmente idrogeno neutro) - fino al 50% della loro massa totale. Circa il 25% di tutti i sistemi stellari appartiene a questo tipo.
Le galassie irregolari sono divise in 2 grandi gruppi. Il primo di questi, designato come Irr I, include galassie con un accenno di una certa struttura. La divisione di Irr I non è definitiva: ad esempio, se nella galassia in esame viene trovata una somiglianza di bracci a spirale (caratteristica delle galassie di tipo S), la galassia riceve la designazione Sm o SBm (ha un ponticello nella sua struttura) ; se un tale fenomeno non viene osservato, la designazione Im.
Il secondo gruppo di galassie irregolari (Irr II) comprende tutte le altre galassie con una struttura caotica.
Esiste anche un terzo gruppo di galassie irregolari: le galassie nane, designate come dI o dIrrs. Si ritiene che le galassie irregolari nane siano simili alle prime formazioni galattiche esistite nell'universo. Alcune di esse sono piccole galassie a spirale lacerate dalle forze di marea delle loro compagne più massicce.
rappresentanti caratteristici tali galassie sono le Grandi e Piccole Nubi di Magellano. In passato si pensava che la Grande e la Piccola Nube di Magellano fossero galassie irregolari. Tuttavia, in seguito si scoprì che avevano una struttura elicoidale con una barra. Pertanto, queste galassie sono state riclassificate come SBm, il quarto tipo di galassia a spirale barrata.
Galassie che hanno certo caratteristiche individuali, che non consentono loro di essere attribuiti a nessuna delle classi di cui sopra, sono chiamati peculiare.
Un esempio di galassia particolare è la radiogalassia Centaurus A (NGC 5128).
La classificazione Hubble è attiva questo momento il più comune, ma non l'unico. In particolare, sono ampiamente utilizzati il sistema di de Vaucouleurs, che è una versione più estesa e rivista della classificazione di Hubble, e il sistema di Yerkes, in cui le galassie sono raggruppate verso il centro a seconda del loro spettro, forma e grado di concentrazione.
Dottore in Scienze Pedagogiche E. LEVITAN.
Schema di classificazione delle galassie, secondo Hubble (1925).
Galassia NGC 4314 (costellazione dell'Acquario).
Galassie irregolari: a sinistra - la Grande Nube di Magellano, a destra - la Piccola Nube di Magellano.
Un'enorme galassia ellittica nella costellazione della Vergine è una sorgente radio Virgo A. È quasi una galassia sferica. Con ogni probabilità, molto attivo: espulsione visibile di un getto luminoso di materia.
Galassia NGC 4650 A (costellazione del Centauro). La sua distanza è di 165 milioni di anni luce.
La nebulosa gassosa (M27), che si trova nella nostra Galassia, ma molto lontana da noi - a una distanza di 1200 anni luce.
Davanti a te non c'è una galassia, ma la Nebulosa Tarantola 30 Doradus, un famoso punto di riferimento della Grande Nube di Magellano.
"Tanto tempo fa, in una galassia molto, molto lontana..." - queste sono le parole che di solito iniziano i film della famosa serie "Star Wars". Hai idea di quanto sia grande il numero di tali galassie "lontane, lontane"? Ad esempio, sono note circa 250 galassie che vediamo come un punto più luminoso di 12 M. Ci sono circa 50.000 galassie la cui luminosità è ancora più debole - fino a 15 M. Il numero di quelli che possono essere fotografati solo da un molto potente, per esempio, telescopio di 6 metri al limite delle sue capacità - molti miliardi. Usando telescopio spaziale puoi vederne di più. Insieme, queste isole stellari sono l'Universo, il mondo delle galassie.
Le persone che vivono sulla Terra lo hanno capito tutt'altro che immediatamente. Per prima cosa hanno dovuto scoprire il loro pianeta: la Terra. Dopo - sistema solare. Quindi - la nostra isola stellare - la nostra Galassia. La chiamiamo la Via Lattea.
Dopo qualche tempo, gli astronomi hanno scoperto che la nostra Galassia ha dei vicini, che la Nebulosa di Andromeda, la Grande Nube di Magellano, la Piccola Nube di Magellano e molti altri punti nebbiosi non sono più la nostra Galassia, ma altre isole stellari indipendenti.
Così l'uomo ha guardato oltre i limiti della sua galassia. A poco a poco è diventato chiaro che il mondo delle galassie non è solo incredibilmente grande, ma anche vario. Le galassie variano notevolmente in dimensioni, aspetto e il numero di stelle incluse in esse, la luminosità.
L'astronomo americano Edwin Hubble (1889-1953) è giustamente considerato il fondatore dell'astronomia extragalattica, che si occupa di questi temi. Ha dimostrato che molte "nebulose" sono in realtà altre galassie composte da molte stelle. Ha studiato più di mille galassie, determinato la distanza da alcune di esse. Tra le galassie ne distinse tre tipi principali: a spirale, ellittiche e irregolari.
Ora lo sappiamo galassie a spirale si verificano più spesso di altri. Più della metà delle galassie sono a spirale. Questi includono la nostra Via Lattea e la galassia di Andromeda (M31) e la galassia di Triangulum (M33).
Le galassie a spirale sono molto belle. Al centro c'è un nucleo luminoso (un grande e denso ammasso di stelle). I rami a spirale emergono dal nucleo, attorcigliandosi attorno ad esso. Sono costituiti da giovani stelle e nubi di gas neutro, principalmente idrogeno. Tutti i rami - e ce ne possono essere uno, due o più - giacciono su un piano coincidente con il piano di rotazione della galassia. Pertanto, la galassia sembra un disco appiattito.
Gli astronomi per molto tempo non sono riusciti a capire perché le spirali galattiche, o, come vengono anche chiamate, le braccia, non collassano per così tanto tempo. Ci sono state molte ipotesi su questo problema. Ora la maggior parte dei ricercatori di galassie è incline a credere che le spirali galattiche siano onde di maggiore densità di materia. Sono come onde sulla superficie dell'acqua. E quelli, come sai, non trasferiscono materia durante il loro movimento.
Affinché le onde appaiano su una superficie calma dell'acqua, è sufficiente lanciare almeno una piccola pietra nell'acqua. L'emergere di braccia a spirale è probabilmente anche associato a qualche tipo di spinta. Questi potrebbero essere movimenti nella stessa massa di stelle che abitano questa galassia. Non è esclusa una connessione con la cosiddetta rotazione differenziale e "burst" durante la formazione stellare.
Gli astrofisici hanno affermato con sicurezza che è proprio tra le braccia delle galassie a spirale che si concentra la maggior parte delle stelle appena nate. Ma poi iniziarono ad apparire informazioni secondo cui la nascita delle stelle potrebbe avvenire anche nelle regioni centrali delle galassie (vedi "Science and Life" n. 10, 1984). Sembrava una sensazione. Una di queste scoperte è stata fatta di recente, quando il telescopio spaziale Hubble ha fotografato la galassia NGC 4314 (foto sotto).
Le galassie hanno chiamato ellittico, in apparenza differiscono significativamente da quelli a spirale. Nelle fotografie, sembrano ellissi con vari gradi compressione. Tra questi ci sono galassie simili a lenti e sistemi stellari quasi sferici. Ci sono giganti e nani. Circa un quarto delle galassie più luminose sono classificate come ellittiche. Molti di loro sono caratterizzati da un colore rossastro. Per molto tempo, gli astronomi hanno considerato questa una delle prove che le galassie ellittiche sono per lo più composte da vecchie stelle (rosse). Recenti osservazioni del telescopio spaziale Hubble e del telescopio a infrarossi "ISO" confutano questa visione (vedi "Science and Life" nn. e ).
Tra le galassie ellittiche ci sono oggetti così interessanti come la galassia sferica NGC 5128 (la costellazione del Centauro) o M87 (la costellazione della Vergine). Attirano l'attenzione come le più potenti fonti di emissione radio. Un mistero particolare di queste e di molte galassie a spirale è il loro nucleo. Cosa si concentra in essi: ammassi stellari supermassicci o buchi neri? Secondo alcuni astrofisici, un buco nero dormiente (o più buchi neri) potrebbe essersi annidato al centro della nostra Galassia, avvolto da nubi di materia interstellare opaca, o, per esempio, nella Grande Nube di Magellano.
Fino a poco tempo fa, le uniche fonti di informazione sui processi in atto nelle regioni centrali della nostra e di altre galassie erano le osservazioni nelle bande radio e dei raggi X. Ad esempio, un team di scienziati guidato dall'accademico R. Sunyaev ha ottenuto dati estremamente interessanti sulla struttura del centro della nostra galassia con l'aiuto degli osservatori orbitali russi Astron e Granat. Successivamente, nel 1997, utilizzando la camera a infrarossi del telescopio spaziale americano Hubble, gli astrofisici hanno ottenuto immagini del nucleo della galassia ellittica NGC 5128 (Centaur A radio galaxy). È stato possibile rilevare singoli dettagli situati a una distanza di 10 milioni di anni luce da noi (circa 100 anni luce di dimensione). È stata rivelata un'immagine impressionante di un tumulto di gas caldo che turbina attorno a un centro, forse un buco nero. Tuttavia, è possibile che l'attività mostruosa dei nuclei di galassie come questa sia associata ad altri eventi turbolenti. Dopotutto, ci sono molte cose insolite nella storia della vita delle galassie: si scontrano e talvolta si "divorano" a vicenda.
Infine, passiamo al terzo tipo di galassie (secondo la classificazione di Hubble): sbagliato(o irregolare). Sono caratterizzati da una struttura caotica e frastagliata e non hanno alcuna forma definita.
Queste sono le due galassie relativamente piccole più vicine a noi: le Nubi di Magellano. Questi sono i satelliti della Via Lattea. Sono visibili ad occhio nudo, tuttavia, solo nel cielo dell'emisfero meridionale della Terra.
Probabilmente lo sai Polo Sud il mondo non è contrassegnato nel cielo da alcuna stella evidente (a differenza del Polo Nord del mondo, accanto al quale ora si trova un'Orsa Minore - la Stella Polare). Le Nubi di Magellano aiutano a determinare la direzione verso il Polo Sud del mondo. La grande nuvola, la piccola nuvola e il polo sud si trovano ai vertici di un triangolo equilatero.
Le due galassie a noi più vicine furono intitolate a Ferdinando Magellano nel XVI secolo su suggerimento di Antonio Pigafetta, che fu il cronista della famosa circumnavigazione del mondo. Nei suoi appunti annotava tutto ciò che di insolito accadeva o si osservava durante il viaggio di Magellano. Non ho trascurato queste macchie nebbiose nel cielo stellato.
Sebbene le galassie irregolari siano la classe più piccola di galassie, il loro studio è molto importante e fruttuoso. Ciò è particolarmente vero per le Nubi di Magellano, che attirano l'attenzione speciale degli astronomi principalmente perché sono quasi vicine a noi. La Grande Nube di Magellano dista meno di 200mila anni luce e la Piccola Nube di Magellano è ancora più vicina - circa 170mila anni luce.
Gli astrofisici scoprono costantemente qualcosa di molto interessante in questi mondi extragalattici: osservazioni uniche di un'esplosione di supernova nella Grande Nube di Magellano il 23 febbraio 1987. O, ad esempio, la Nebulosa Tarantola, in cui l'anno scorso fatto molte scoperte sorprendenti.
Diversi decenni fa, uno dei miei insegnanti, il professor B. A. Vorontsov-Velyaminov (1904-1994), fece grandi sforzi per attirare l'attenzione dei suoi colleghi sulle galassie interagenti. A quei tempi, questo argomento sembrava esotico a molti astronomi, non di particolare interesse. Ma ora, anni dopo, è diventato chiaro che il lavoro di Boris Alexandrovich (e dei suoi seguaci) - studi sulle galassie interagenti - ha aperto una nuova pagina molto importante nella storia dell'astronomia extragalattica. E ora, non solo le forme più bizzarre (e non sempre comprensibili) di interazione tra galassie, ma anche il "cannibalismo" nel mondo dei sistemi stellari giganti, non sono più esotici per nessuno.
Il "cannibalismo" - il reciproco "mangiarsi" di galassie l'uno con l'altro (la loro fusione durante incontri ravvicinati) - viene catturato nelle fotografie. Secondo un'ipotesi, la nostra Via Lattea può diventare un "cannibale". La base di questa ipotesi è stata la scoperta nei primi anni '90 di una galassia nana. Ha solo pochi milioni di stelle e si trova a una distanza di 50mila anni luce dalla Via Lattea. Questo "bambino" non è così giovane: è nato diversi miliardi di anni fa. Come andrà a finire lunga vita mentre è difficile dirlo. Ma è possibile che un giorno si avvicinerà via Lattea e lo consumerà.
Sottolineiamo ancora una volta che il mondo delle galassie è insolitamente vario, sorprendente e in gran parte imprevedibile. E gli amanti dell'astronomia potranno seguire le novità dell'astronomia extragalattica, che ora è in rapido sviluppo. Quindi aspettati nuove informazioni, nuove foto delle galassie più straordinarie.
Vincolato dalle forze di interazione gravitazionale. Il numero di stelle e le dimensioni delle galassie possono essere diverse. Di norma, le galassie contengono da diversi milioni a diversi trilioni (1.000.000.000.000) di stelle. Oltre alle stelle ordinarie e al mezzo interstellare, le galassie contengono anche varie nebulose. Le dimensioni delle galassie vanno da diverse migliaia a diverse centinaia di migliaia di anni luce. E la distanza tra le galassie raggiunge milioni di anni luce.
Circa il 90% della massa delle galassie è materia oscura ed energia. La natura di questi componenti invisibili non è stata ancora studiata. Ci sono prove che le galassie supermassicci sono al centro di molte galassie. Lo spazio tra le galassie non contiene praticamente materia e ha una densità media inferiore a un atomo per metro cubo. Presumibilmente, ci sono circa 100 miliardi di galassie nella parte visibile dell'universo.
Secondo la classificazione proposta dall'astronomo Edwin Hubble nel 1925, esistono diversi tipi di galassie:
- ellittico(E),
- lenticolare(S0),
- spirale regolare(S),
- spirale incrociata (SB),
- errato (Ir).
Ellittico galassie - una classe di galassie con una struttura sferica chiaramente definita e luminosità decrescente verso i bordi. Ruotano relativamente lentamente, si osserva una rotazione notevole solo nelle galassie con una compressione significativa. In tali galassie non c'è materia polverosa, che in quelle galassie in cui è presente, è visibile come strisce scure su uno sfondo continuo delle stelle della galassia. Pertanto, le galassie esternamente ellittiche differiscono l'una dall'altra principalmente in una caratteristica: compressione maggiore o minore.
Proporzione di galassie ellittiche in numero totale galassie nella parte osservabile dell'universo - circa il 25%.
Spirale Le galassie sono così chiamate perché hanno braccia luminose di derivazione stellare all'interno del disco che si estendono quasi logaritmicamente dal rigonfiamento (un rigonfiamento quasi sferico al centro della galassia). Le galassie a spirale hanno un ammasso centrale e diversi bracci a spirale, o bracci, che sono di colore bluastro perché contengono molte giovani stelle giganti. Queste stelle eccitano il bagliore di nebulose gassose diffuse sparse insieme a nuvole di polvere lungo i bracci a spirale. Il disco di una galassia a spirale è solitamente circondato da un grande alone sferoidale (anello luminoso attorno a un oggetto; un fenomeno ottico) costituito da vecchie stelle di seconda generazione. Tutte le galassie a spirale ruotano a velocità significative, quindi stelle, polvere e gas sono concentrati in un disco stretto. L'abbondanza di nubi di gas e polvere e la presenza di giganti blu brillanti parlano di processi di formazione stellare attivi che si verificano nei bracci a spirale di queste galassie.
Molte galassie a spirale hanno una barra (barra) al centro, dalle cui estremità si estendono i bracci a spirale. Anche la nostra Galassia appartiene alle galassie a spirale barrata.
lenticolare Le galassie sono un tipo intermedio tra spirale ed ellittico. Hanno un rigonfiamento, un alone e un disco, ma non hanno bracci a spirale. Ce ne sono circa il 20% tra tutti i sistemi stellari. In queste galassie, il corpo principale luminoso, la lente, è circondato da un debole alone. A volte l'obiettivo ha un anello attorno ad esso.
Sbagliato le galassie sono galassie che non mostrano né struttura a spirale né ellittica. Molto spesso, tali galassie hanno una forma caotica senza un nucleo pronunciato e rami a spirale. In termini percentuali, costituiscono un quarto di tutte le galassie. La maggior parte delle galassie irregolari in passato erano a spirale o ellittiche, ma erano deformate dalle forze gravitazionali.
Evoluzione delle galassie
La formazione delle galassie è considerata uno stadio naturale dell'evoluzione, che si verifica sotto l'influenza delle forze gravitazionali. Come suggeriscono gli scienziati, circa 14 miliardi di anni fa ci fu una grande esplosione, dopo di che l'Universo era lo stesso ovunque. Quindi le particelle di polvere e gas iniziarono a raggrupparsi, unirsi, scontrarsi e così apparvero i grumi, che in seguito si trasformarono in galassie. La diversità delle forme delle galassie è associata alla diversità condizioni iniziali formazione delle galassie. L'accumulo di idrogeno gassoso all'interno di tali ammassi divenne le prime stelle.
Dal momento della sua nascita, la galassia inizia a rimpicciolirsi. La contrazione della galassia dura circa 3 miliardi di anni. Durante questo periodo, la nube di gas si trasforma in un sistema stellare. Le stelle sono formate dalla compressione gravitazionale di nubi di gas. Quando si raggiungono densità e temperature sufficienti per l'effettivo flusso delle reazioni termonucleari al centro della nube compressa, nasce una stella. La fusione nucleare avviene all'interno di stelle massicce elementi chimici più pesante dell'elio. Questi elementi entrano nel mezzo primario idrogeno-elio durante le esplosioni di stelle o durante un calmo deflusso di materia con le stelle. Gli elementi più pesanti del ferro vengono prodotti in massicce esplosioni di supernova. Così, stelle di prima generazione arricchire il gas primario con elementi chimici più pesanti dell'elio. Queste stelle sono le più antiche e sono costituite da idrogeno, elio e una piccolissima mescolanza di elementi pesanti. IN stelle di seconda generazione la commistione di elementi pesanti è più avvertibile, poiché sono formati dal gas primario già arricchito di elementi pesanti.
Il processo di nascita delle stelle continua con la continua contrazione della galassia, quindi la formazione delle stelle avviene più vicino al centro del sistema, e più vicino al centro, più elementi pesanti dovrebbero essere nelle stelle. Questa conclusione è in buon accordo con i dati sull'abbondanza di elementi chimici nelle stelle dell'alone della nostra Galassia e delle galassie ellittiche. In una galassia rotante, le future stelle dell'alone si formano fase iniziale compressione, quando la rotazione non ha ancora influenzato la forma complessiva della galassia. La prova di questa era nella nostra Galassia sono gli ammassi stellari globulari.
Quando la contrazione della protogalassia si arresta, l'energia cinetica delle stelle del disco formate è uguale all'energia dell'interazione gravitazionale collettiva. In questo momento si creano le condizioni per la formazione di una struttura a spirale e la nascita delle stelle avviene già nei rami a spirale, in cui il gas è piuttosto denso. Questo stelle di terza generazione. Il nostro appartiene a loro.
Le riserve di gas interstellare si esauriscono gradualmente, la nascita delle stelle diventa meno intensa. Tra qualche miliardo di anni, quando tutte le riserve di gas saranno esaurite, la galassia a spirale si trasformerà in una galassia lenticolare costituita da deboli stelle rosse. Le galassie ellittiche sono già in questa fase: tutto il gas in esse contenuto è stato consumato 10-15 miliardi di anni fa.
L'età delle galassie è approssimativamente uguale all'età dell'universo. Uno dei segreti dell'astronomia rimane la questione di cosa siano i nuclei delle galassie. Una scoperta molto importante è stata che alcuni nuclei galattici sono attivi. Questa scoperta è stata inaspettata. Si pensava che il nucleo di una galassia non fosse altro che un ammasso di centinaia di milioni di stelle. Si è scoperto che sia l'emissione ottica che quella radio di alcuni nuclei galattici possono cambiare nell'arco di diversi mesi. Ciò significa che in breve tempo viene rilasciata dai nuclei un'enorme quantità di energia, centinaia di volte maggiore di quella rilasciata durante l'esplosione di una supernova. Tali nuclei sono chiamati "attivi" e i processi che si verificano in essi "attività".
Nel 1963 furono scoperti oggetti di un nuovo tipo, situati al di fuori della nostra galassia. Questi oggetti sono a forma di stella. Nel corso del tempo, hanno scoperto che la loro luminosità è molte decine di volte maggiore della luminosità delle galassie! La cosa più sorprendente è che la loro luminosità cambia. La potenza della loro radiazione è migliaia di volte maggiore della potenza della radiazione dei nuclei attivi. Questi oggetti sono denominati . Si ritiene ora che i nuclei di alcune galassie siano quasar.
