на какие основные типы можно разделить галактики по внешнему виду и форме
Астрономия. Типы галактик.
Типы галактик по внешнему виду выделяют спиральные, спиральные с перемычкой (баром) или же пересеченные, линзовидные, эллиптические, неправильные.
Спиральные галактики (S) – наиболее широко представленный тип галактик. Слагаются из уплощенного диска из звезд и газа, в центре которого размещается шарообразное уплотнение, обозначаемое как балдж, а также внушительных габаритов гало.
В плоскости диска зафиксированы спиральные рукава (ветви), в которых в большинстве своем представлены молодые звезды, газ и пыль. В зависимости от уровня закрученности ветвей, указывают Sa, Sb, Sc, Sd.
Так для галактик Sa свойственен крупный балдж и плотно закрученный строй с постоянным составом, а для галактик Sc — малый балдж и неровная, растрепанная, спиральная архитектура.
Эллиптические галактики (Е) являются сферами разнообразной степени вытянутости, в зависимости от которой к букве Е прибавляются индекс (цифра) – индекс сплющенности галактики.
Так, для указания круглой галактики применят E0, а галактика, у которой одна из больших полуосей вдвое больше другой, E5. Форма максимально сплющенных (E7) существенно отличается от эллипса. Для галактик данного типа свойственна равномерное уменьшением яркости от центра к периферии.
Эллиптические галактики сформированы старыми звёздами и фактически полностью лишены газа. Существует гипотеза, согласно которой по прошествии времени эллиптические галактики перерастают в спиральные по мере раскручивания.
Неправильные галактики (Irr) кажутся облаками комковатой, изодранной структуры. Это наиболее немногочисленный тип галактик, их примерно 5% от общего количества. Указанный тип галактик лишен как вращательной симметрии, так и выразительного ядра. Классической неправильной галактикой принято считать Магеллановы облака.
Весьма интересны для наблюдения скопления галактик: Секстет Сейферта, Триплет Льва и прочие.
Классификация галактик по их формам и внешнему виду
Ясной безлунной ночью, вдалеке от больших городов, на бархатно-черном небе разливает свои воды небесная река Млечного Пути. Однако кроме этой «молочной реки» пытливый взор обнаружит на небе и другие туманные пятна, перемещающиеся вместе со звездами. В северном полушарии одно из таких пятен заметно неподалеку от звезды Андромеды. А бинокль или подзорная труба позволят найти уже несколько десятков таких объектов.
В конце XVIII века французский астроном Шарль Мессье составил первый каталог этих туманностей, дабы не путать их с кометами, поисками которых он занимался. Как мы знаем сегодня, в его каталог вошли существенно разные по природе объекты, в том числе и несколько галактик.
Шло время, астрономы открывали на небе все новые галактики, но эти объекты по-прежнему считались обычными туманностями. Настоящее понимание их природы стало проясняться лишь после того, как в начале нашего века шведский Астроном Кнут Лундмарк доказал, что туманность в созвездии Треугольника — это огромная звездная система. А когда астрономы научились надежно определять расстояния до далеких небесных объектов, выяснилось, что галактик во Вселенной существует огромное множество.
Что же такое галактика? Прежде всего — это большая система, в которой звезды связаны друг с другом силами гравитации. Помимо звезд галактики включают в себя межзвездный газ и пыль, а также различные экзотические объекты: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. Газ в галактиках не только рассеян между звездами, но и образует большие облака и газопылевые туманности.
Мы тоже живем в Галактике, название которой пишем с большой буквы, потому что она — наша, а Млечный Путь представляет собой множество слабых звезд, расположенных в ее плоскости.
Галактики бывают самые разнообразные. Встречаются огромные системы, насчитывающие триллионы солнц. С другой стороны, есть карликовые галактики, которые больше напоминают шаровые скопления, и число звезд в них не превышает нескольких сотен тысяч. Наша Галактика достаточно велика — в ней около 200 миллиардов звезд.
Массы галактик также лежат в широких пределах. Нормальные галактики в миллиард-триллион раз тяжелее Солнца. Карликовые галактики менее массивны — наименьшие из наблюдаемых лишь в 100 тысяч раз тяжелее Солнца. И тут мы имеем солидный вес — масса нашей Галактики оценивается в несколько сотен миллиардов масс Солнца.
В 1925 году американский астроном Эдвин Хаббл предложил классификацию галактик по их формам, внешнему виду. Более поздние классификации галактик придерживаются схемы, предложенной Хабблом.
Эллиптические галактики. Они составляют четвертую часть от общего числа галактик и обозначаются буквой Е. На фотографиях они похожи на шар или эллипс. В зависимости от вытянутости эллипса галактике присваивается класс от 0 до 7. Галактики класса Е0 выглядят шарообразными, а галактики Е7 — как сильно вытянутый эллипс. Цвет у эллиптических галактик имеет красноватый оттенок, так как состоят они преимущественно из старых звезд. Межзвездного газа в таких системах почти нет. По общему виду эллиптические галактики похожи на шаровые звездные скопления, но только очень большие.
Спиральные галактики. К этому классу относится половина всех галактик. По внешнему виду они напоминают чечевицу или двояковыпуклую линзу. При этом толщина спиральной галактики в десятки раз меньше ее диаметра. На их фотографиях виден спиральный узор в виде двух или более (до десятка) закрученных в одну сторону спиральных ветвей или рукавов, выходящих из центра галактики.
На фоне диска галактик рукава выделяются по яркости, так как в них находится много массивных и ярких звезд, а также ярких газовых туманностей. Большинство звезд концентрируется к плоскости симметрии, называемой плоскостью галактики, образуя диск. Чем моложе звезды, тем сильнее они концентрируются к галактической плоскости. В центральной части диска находится утолщение — балдж, переходящий на больших расстояниях в гало галактики. Гало состоит из старых звезд и шаровых скоплений, которые образуют сферическую систему и не тяготеют к плоскости галактики. Самые внешние области галактик часто называют коронами.
В спиральных галактиках много межзвездного газа — до 15% от их общей массы. Много в них и молодых звезд, образовавшихся совсем недавно по сравнению с возрастом самих галактик. Примерно у половины спиральных галактик в центральной части на фотографиях видна почти прямая перемычка, называемая баром.
Обозначают спиральные галактики буквой S. Галактики с яркой, протяженной центральной частью и слабо развитыми спиралями относят к классу Sa. Если же спирали более мощные и четкие, а центр менее выделяется, то галактике присваивают индекс Sc. Промежуточный класс обозначают Sb. Если у галактики имеется центральная перемычка-бар, то к обозначению добавляется буква В, например, SBb.
Наша Галактика тоже относится к классу спиральных, возможно с баром, и Солнце располагается почти точно в ее галактической плоскости. Поэтому большинство звезд нашей системы мы видим в пределах полосы на небе в виде Млечного Пути.
Линзовидные галактики. Это промежуточный тип между спиральными и эллиптическими галактиками. У них есть балдж, гало и диск (линза), но нет спиральных рукавов. Такие галактики обозначаются S0. Среди всех галактик их примерно 20%.
Неправильные галактики. К этому классу относят остальные 5% галактик, не попавших в предыдущие. Для них характерна неправильная, клочковатая форма, возможны зачатки спиральных ветвей. Газа в таких объектах очень много — до половины от общей массы. Неправильные галактики имеют обозначение Ir.
Э. Хаббл расположил типы галактик в порядке увеличения процентного содержания газа и уменьшения вклада сферической составляющей:
В полученном так называемом «камертоне» Хаббл видел некую эволюционную последовательность форм.
Позже выяснилось, что не все галактики вмещаются в простую классификацию Хаббла. Наряду с нормальными галактиками существуют и карликовые. У них своя классификация, однако и в ней можно выделить карликовые эллиптические, дисковые и неправильные галактики, хотя спиральной структуры при этом в карликовых галактиках почти никогда не наблюдается.
Существует также класс больших галактик, яркость у которых намного меньше, чем у обычных. Ненормальным в них является отсутствие ярких звезд, которые по загадочным причинам не образуются в этих галактиках. Такие галактики называют анемичными (то есть «хилыми»).
В то же время встречаются галактики, в которых происходят бурные внутренние процессы, связанные с интенсивным образованием звезд. Примером может служить объект М82 из созвездия Большой Медведицы — неправильная галактика, вещество которой в центральных областях движется с большими скоростями, «кипит». Выделяют также класс галактик с высоким содержанием молодых звезд и большой концентрацией вещества, называя их по внешнему виду голубыми компактными галактиками.
Галактики, об активности которых свидетельствует повышенное радиоизлучение, цвет, нетипичные для большинства спектральные линии, также выделяют в отдельные группы.
Галактики склонны образовывать группы и скопления. Так, наша Галактика входит в так называемую Местную группу галактик, в которой около тридцати разнообразных звездных систем, включая Туманность Треугольника и Туманность Андромеды.
А что будет, если две галактики окажутся очень близко друг к другу? Их свойства и внешний вид изменятся. На фотографиях таких пар или тесных групп галактик можно заметить хвосты и перемычки из газа и звезд, галактики часто окружены общей газовой оболочкой, их форма сильно искажена вследствие взаимного притяжения. Подобные галактики астрономы называют взаимодействующими.
Существуют также галактики-каннибалы, пожирающие своих меньших соседей, затягивая их своим гравитационным полем. В центрах многих больших скоплений галактик располагаются настоящие резиденции «королей каннибалов» — гигантских эллиптических галактик. Они «заглатывают» окружающий газ и медленно падающие на них мелкие галактики скопления.
Галактики объединяются в группы из десятков галактик и в скопления из сотен и даже тысяч галактик. Сами скопления образуют систему сверхскоплений, которые строят крупномасштабную структуру Вселенной.
Галактики являются сложными самоорганизующимися объектами, сравнимыми по уровню сложности с клеткой — основой всего живого. Изучение их в настоящее время активно продолжается, и все новые и новые загадки ждут своего часа.
КАКИЕ БЫВАЮТ ГАЛАКТИКИ
Доктор педагогических наук Е. ЛЕВИТАН.
Так человек заглянул за пределы своей Галактики. Постепенно выяснилось, что мир галактик не только поразительно велик, но и разнообразен. Галактики резко различаются размерами, внешним видом и числом входящих в них звезд, светимостью.
Астрономы долгое время не могли понять, почему галактические спирали, или, как их еще называют, рукава, так долго не разрушаются. По этому вопросу было много разных гипотез. Сейчас большинство исследователей галактик склоняются к мнению, что галактические спирали представляют собой волны повышенной плотности вещества. Они подобны волнам на поверхности воды. А те, как известно, при своем движении не переносят вещество.
Чтобы появились волны на спокойной поверхности воды, достаточно бросить в воду хотя бы небольшой камень. Возникновение спиральных рукавов, вероятно, тоже связано с каким-то толчком. Это могли быть перемещения в самой массе звезд, населяющих данную галактику. Не исключена связь с так называемым дифференциальным вращением и «всплесками» при звездообразовании.
Астрофизики довольно уверенно говорили о том, что именно в рукавах спиральных галактик сосредоточена основная масса недавно родившихся звезд. Но тут стали появляться сведения о том, что рождение звезд, возможно, происходит и в центральных областях галактик (см. «Наука и жизнь» № 10, 1984 г.). Это прозвучало как сенсация. Одно из таких открытий сделано совсем недавно, когда с помощью космического телескопа имени Хаббла сфотографировали галактику NGC 4314 (фото внизу).
Единственными источниками информации о процессах, идущих в центральных областях нашей и других галактик, до последнего времени были наблюдения в радио- и рентгеновских диапазонах. Например, чрезвычайно интересные данные о структуре центра нашей Галактики получил с помощью российских орбитальных обсерваторий «Астрон» и «Гранат» коллектив ученых во главе с академиком Р. Сюняевым. Позднее, в 1997 году, с помощью инфракрасной камеры американского космического телескопа имени Хаббла астрофизики получили снимки ядра эллиптической галактики NGС 5128 (радиогалактика Кентавра А). Удалось обнаружить находящиеся от нас на расстоянии 10 миллионов световых лет отдельные детали (размером порядка 100 световых лет). Раскрылась впечатляющая картина буйства горячего газа, крутящегося вокруг какого-то центра, возможно, черной дыры. Однако не исключено, что чудовищная активность ядер галактик, подобных этой, связана с иными бурными событиями. Ведь в истории жизни галактик много необычного: они сталкиваются, а иногда даже «пожирают» друг друга.
Две самые близкие к нам галактики получили свое название в честь Фернана Магеллана в XVI веке по предложению Антонио Пигафетты, который был летописцем знаменитого кругосветного путешествия. В своих записях он отмечал все необычное, что происходило или наблюдалось во время плавания Магеллана. Не оставил без внимания и эти туманные пятна на звездном небе.
Астрофизики постоянно обнаруживают в этих внегалактических мирах что-нибудь очень интересное: уникальные наблюдения вспышки сверхновой звезды в Большом Магеллановом Облаке 23 февраля 1987 года. Или, например, туманность Тарантул, в которой за последние годы сделано множество удивительных открытий.
Подчеркнем еще раз, что мир галактик необыкновенно многообразен, удивителен и во многом непредсказуем. А любители астрономии смогут следить за новостями внегалактической астрономии, которая сейчас стремительно развивается. Так что ждите новую информацию, новые фотографии самых необыкновенных галактик.
Современная классификация галактик
Существуют три основных типа галактик: эллиптические, спиральные, и нерегулярные (неправильные). Два, из этих трех типов, делятся и подразделяются на системы, а общая классификация теперь известна как камертон Хаббла. Когда Хаббл впервые создал эту схему, он считал, что это эволюционная последовательность, а также их классификация.
Однако, на сегодняшний день, ученые придерживаются следующей морфологической классификации, подробно отраженной в таблице
На этой диаграмме 61 близкий объект снятый космическими телескопами Гершель и Спитцер. Они расположены примерно в 10-100 миллионах световых лет от Земли и были сфотографированы в рамках исследовательских программ.
На изображениях галактик вместо звезд, видна межзвездная пыль, которая нагревается горячими молодыми звездами, видимые только инфракрасными телескопами, такими как Гершель и Спитцер.
Каждое отдельное изображение трехцветное и показывает теплую пыль (синий цвет), обнаруженную Спитцером на длине волны 24 мкм, и более прохладную пыль снятую Гершелем в диапазоне 100 мкм (зеленый) и 250 мкм (красный).
Эллиптические
Эллиптические — имеют форму сфероида или удлиненной сферы. На небе, где мы можем видеть только два из трех измерений, эти звездные острова овальные и имеют форму дисков. Их поверхностная яркость уменьшается, по направлению от центра. Чем больше число в классификации эллиптических галактик, тем большую форму эллипса они имеют. Так, например по классификации E0 — идеально круглая, а E7 в форме овала. Эллиптическая шкала варьирует от E0 до E7.
Спиральные
Спиральные состоят из трех основных компонентов: балдж, диск и гало. Балдж (выпуклость) находится в центре галактики. Она содержит, в основном, старые звезды. Диск состоит из пыли, газа и молодых звезд. Диск образует ряд структур. Наше Солнце, например, находится в руке Ориона. Гало — свободные, сферические структуры, расположенные вокруг балджа. Гало содержит старые звездные скопления, известные как шаровые скопления.
Типа S0
S0 это промежуточный тип между E7 и спиральными Sa. Они отличаются от эллиптических, поскольку имеют выпуклость и тонкий диск, но отличаются от Sa, потому что они не имеют спиральную структуру. S0 галактики, также известны как линзовидные.
Неправильные
Неправильные не имеют постоянной и симметричной структуры. Они делятся на две группы, IrrI и IrrII. IrrI имеют регионы HII, которые являются областями ионизированного водорода. Также в них много молодых горячих звезд. IrrII содержат большое количество пыли, которая блокирует большую часть света от звезд. Все это делает практически невозможным обнаружить отдельные звезды. Их форма, зачастую, является совершенно неправильной.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Все виды галактик
Галактика представляет собой относительно крупную группу звёзд, включающую в себя межзвёздный газ, пыль, тёмную материю и энергию. Все эти элементы имеют между собой тесную взаимосвязь за счёт влияния гравитационных факторов. Галактические системы могут быть различны по формам и размерам. Традиционно в их составе присутствует от нескольких миллионов до нескольких триллионов светил. В статье будут рассмотрены основные виды галактик и их ключевые особенности.
Описательные характеристики
Порядка 90% галактической массы представлено тёмной энергией и материей. Её природа до конца не изучена, однако в кругах учёных можно найти свидетельства того факта, что в центральной части преобладают гигантские чёрные дыры. В этом пространстве практически нет вещества. Учёные считают, что в рамках одной видимой части вселенной располагается приблизительно 100 млрд галактик.
Основные виды галактик представлены в классификации, описанной Эдвином Хабблом. В 1925 г. он выделил их следующие разновидности:
Чтобы иметь чёткую картину, что собой представляют отдельные типы галактик, стоит изучить их особенности более детально.
Галактика UGC 10288, расположена на расстоянии 100 миллионов световых лет
Эллиптические, представители этого класса имеют хорошо выраженную сферическую структуру и яркость, которая уменьшается по мере приближения к краям. Их вращение происходит крайне медленно, пылевая материя отсутствует. По внешним характеристикам все они отличны друг от друга, то же самое касается степени сжатия. На их долю приходится четверть всех галактик.
Спиральные, эти виды галактик имеют такое наименование по той причине, что внутри их дисковых элементов располагаются яркие рукава светил. Для них характерно постепенное сгущение и спиральные ветви. В составе имеется большое количество гигантских звёзд, которые провоцируют свечение туманностей. В окружении диска присутствует сфероидальное гало, в составе которого имеются старые звёзды, относящиеся ко второму поколению. Вращение представителей этих групп происходит с большими скоростями.
Линзовидные, такие типы галактик представляют собой промежуточное звено между эллиптическими и спиральными разновидностями. Они оснащены основным элементов, гало, дисками, зато спиральные рукава в них отсутствуют. На долю подобных объектов приходится 20%. В качестве базового компонента выступает линза, вокруг которой имеется слабый ореол.
Неправильные, они не относятся ни к одной из перечисленных выше групп по той простой причине, что их форма и строение им не соответствуют. Ядро у них не выражено, ветви отсутствуют. На такие группы приходится 25% всех небесных галактик, которые являются видимыми. Львиная доля таких категорий ранее относилась к спиралям или эллипсам, но по причине влияния гравитационных сил подверглась деформации.
Спиральная галактика M83
Эволюционные особенности
Несмотря на то, какие виды галактик принимаются во внимание, элементы, масса которых больше железа, появляются при существенных взрывах, происходящих в отношении сверхновых светил. Далее возникают звёзды первого и второго поколения. Элементы первой группы обогащают первичный газ нужным набором химических элементов, которые тяжелее, чем гелий. Представители второй категории имеют в составе больше тяжёлых элементов.
Процесс, в рамках которого рождаются звёзды, протекает при условии продолжающегося сжатия галактики. Поэтому они формируются ближе к центральной части системы. Если речь идёт о вращающейся галактике, образование звёзд на ней происходит на более ранней стадии периода сжатия, как раз в то время, когда вращение не успело оказать влияния на общую галактическую форму.
Таким образом, существуют различные типы галактик, для которых характерны определённые особенности.