на какие типы можно разделить галактики в чем их особенности
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.
Различные типы галактик во Вселенной
Наши знания о галактиках (в том числе о Млечном Пути) эволюционировали от философского мышления Аристотеля в 5-м веке до нашей эры до революционных открытий Эдвина Хаббла в начале 1920-х годов до крупных научных открытий в конце 20-го и 21-го века.
В наблюдаемой вселенной насчитывается около двух триллионов галактик или более. Большинство обнаруженных галактик на сегодняшний день имеют отличительные особенности и различаются по форме и размерам.
Чтобы классифицировать различные галактики, астрономы и исследователи используют морфологическую классификацию, известную как последовательность Хаббла (разработанная Эдвином Хабблом), которая помогает им точно изучать отдельные галактики.
Метод Хаббла был позже изменен французским астрономом Жераром де Вокулером в 1959 году. На основе этих классификаций и нескольких других характеристик мы обсудили различные типы галактик ниже.
Последовательность Хаббла
Схема классификации галактик по Хабблу
В 1926 году Эдвин Хаббл выдвинул первую в мире морфологическую схему классификации галактик; классификация Хаббла. Он распознает три основных типа галактик; Эллиптические, спиральные и линзовидные. Эти широкие категории галактик подразделяются на систему, называемую диаграммой камертона.
Эллиптические галактики
Эллиптические галактики, как правило, гладкие и безликие. Схема классификации Хаббла, разделить эти галактики на основе их скорости эллиптичности, E0, будучи почти сферической к E7, высоко вытянутой галактики.
Одной из наиболее примечательных особенностей эллиптических галактик является то, что они имеют очень небольшое количество открытых скоплений (группа из нескольких тысяч звезд) и низкий уровень звездообразования. Эти галактики обычно состоят из более старых, более развитых звезд.
Примеры эллиптических галактик: Messier 87, IC 1101 и Maffei 1 (ближайшая эллиптическая галактика).
Спиральные галактики
Рукава спиральной галактики отчетливо видны из-за присутствия в изобилии молодых, все еще формирующихся звезд.
Спиральная галактика с перемычкой
Предполагается, что эти галактические бары являются временными (они распадаются со временем) и вызваны либо выбросом энергии из ядра наружу, либо мощным приливным взаимодействием с соседней галактикой.
Примеры спиральных галактик с перемычкой: Млечный Путь, Галактика Андромеды и Галактика Водоворот.
Линзовидная (линзообразная) галактика
В самом центре системы Хаббла, где раздваиваются две ветви спиральных галактик, можно увидеть промежуточные галактики, обозначенные символом S0.
Эти типы галактик известны как линзовидные галактики. Они имеют яркую выпуклость в своей основе и имеют эллиптическую форму. Однако, в отличие от спиральных галактик, у них нет спиральных рукавов и они не производят новых звезд со значительной скоростью.
Система классификации галактик де Вокулера
Основываясь на последовательности Хаббла, французский астроном де Вокулер разработал расширение морфологической классификации галактики. Он утверждал, что классификация Хаббла неполна и не описывает их в полной мере.
В то время как система де Вокулер сохраняет первичную классификацию галактик, эллиптических, спиралевидных, линзовидных и неправильных, она вводит более детальную классификацию галактик, которая фокусируется на их кольцах, барах и спиральных рукавах.
Некоторые другие типы галактик основаны на их морфологии
Пекулярная галактика
Пекулярная галактика: Пекулярная галактика, как следует из названия, представляет собой галактику странной формы, размера и неизвестного состава. Только небольшой процент всех обнаруженных галактик относится к категории особых галактик. AGN (активные галактические ядра) и взаимодействующие галактики в настоящее время представляют собой два типа пекулярных галактик, идентифицированных астрономами.
Считается, что эти типы галактик являются результатом гравитационного перетягивания каната между двумя галактиками, когда они находятся очень близко друг к другу. Две пострадавшие стороны развивают своеобразные визуальные свойства из-за массового приливного взаимодействия.
Снимок объекта Хога, сделанный телескопом Хаббл. Предоставлен NASA/ESA.
Кольцевая Галактика: Кольцевая галактика содержит множество массивных, молодых и ярких звезд, окружающих относительно менее яркое ядро. Объект Хога является прекрасным примером кольцевых галактик, расположенных на расстоянии около 600 млн световых лет в созвездии Змеи.
Одной из ведущих теорий относительно их образования является гравитационное разрушение, вызванное близким проходом меньшей галактики вблизи ядра большей.
Неправильные галактики: те галактики, которые нельзя отнести ни к эллиптическим, ни к спиральным, известны как Нерегулярные галактики. Они имеют хаотичный вид и не имеют ни спиральной руки, ни центральной выпуклости. Нерегулярные галактики можно разделить на три подкатегории: галактики Irr-I, lrr-II и dI-галактики, ни одна из которых не совпадает со схемой Хаббла.
Активные галактики
В приведенном выше разделе мы рассмотрели галактики, основанные на их морфологии или их внешнем виде. Но если галактика, независимо от ее формы, содержит активное галактическое ядро, то она также может быть классифицирована как активная галактика.
Что такое активное галактическое ядро, спросите вы, ну, это компактная область вблизи центра галактики, которая имеет большую, чем обычно, светимость почти по всему электромагнитному спектру.
Активные галактики делятся на две категории; радио-тихие AGN и радио-громкие AGN. В радиомолчании AGN, таких, как галактики Сейферта, наблюдаются узкие, а иногда и широкие линии излучения, нечастое сильное рентгеновское излучение и слабая радиоструя. Другими типами радио-тихих AGN являются LINER, Quasar 2 и радио-тихие квазары.
Изображение, полученное телескопом Хаббла, показывает выброшенную струю материи из Мессье 87, активной галактики, движущейся почти со скоростью света.
Галактика со вспышкой звездообразования
Известно, что галактики со вспышками звезд генерируют новые звезды с исключительно высокой скоростью. Эта скорость настолько высока, что эти галактики обязаны использовать весь свой звездообразующий газовый резервуар намного быстрее, чем любые другие типы галактик. Большинство наблюдаемых галактик со звездными всплесками либо проходят через галактическое слияние, либо вот-вот столкнутся с ним.
На протяжении многих лет астрономы незначительно классифицировали галактики звездообразования на основе их отчетливых видимых характеристик. Это голубые компактные галактики, светящиеся инфракрасные галактики и галактики Вольфа-Райе. Один из них описан ниже.
Светящиеся инфракрасные галактики: инфракрасные галактики, скорее всего, представляют собой одиночные газообразные спирали, которые получают свою инфракрасную светимость либо от большого числа звезд, упакованных в компактную область, либо от активного галактического ядра. Считается, что светящаяся инфракрасная галактика имеют яркость более чем в 100 миллиардов раз больше, чем Солнце.
Обычно считается, что некоторые светящиеся инфракрасные галактики создают почти 100 новых звезд по сравнению только с 7 звездами Млечного Пути каждый год, таким образом, они поддерживают свои чрезвычайно высокие уровни яркости.
Галактики с низкой активностью
Галактика низкой поверхностной яркости: галактики этого типа в основном карликовые, и большая часть их вещества находится в газообразной водородной форме, а не в звездах. Они очень слабые из-за отсутствия звездообразования.
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!
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.
Разновидности галактик во Вселенной
Галактики Вселенной-это система звёзд, скоплений, пыли и газа, а также тёмной материи, энергии и планет. К тому же, в этой системе все связано силой гравитации. Считается, что во Вселенной множество соединённых между собой систем. Разумеется, они различны по форме и размерам. Между прочим, существуют определённые виды и типы галактик.
Множество галактик
Спиральные галактики
Они имеют форму плоского диска, центр которого очень яркий. Это и есть ядро.
Более того, характеризуются такие галактики наличием спиральных рукавов. В зависимости от их закрученности разработали классификацию.
Схема строения спиральной галактики
Все спиральные галактики обозначаются буквой S.
Каталог Месье, можно сказать, общепринятый в астрономии. Месье изучал и охарактеризовал множество небесных объектов. Он составил каталог, где их описывал.
К спиральным галактикам, по каталогу Месье, относятся:
Помимо того, спиральные галактики могут быть с перемычкой. Их характерной особенностью является то, что спирали направлены не от ядра, а от перемычек.
Обозначают такие галактики Sb. В свою очередь, подразделяются они на Sba, Sbb, Sbc.
Между собой отличаются по форме и длине перемычки.
К этой группе Месье относил галактики:
⦁ Месье 58, 65, 95 и 109.
Эллиптические галактики
Они могут иметь форму от круглой до продолговато-овальной.
Интересно, что у них нет яркого ядра. И к удивлению, в их составе практически отсутствует межзвёздный газ. В результате, новые звёзды не образуются. Зато в таких галактиках большое количество старых красных звёзд.
эллиптическая галактика
Принято обозначение под буквой E. В зависимости от формы делятся на подвиды: от E0 до E7. Где 0 это абсолютно круглая галактика. В противоположность 7 самая вытянутая форма.
По каталогу Месье к эллиптическим относятся галактики:
⦁ Месье 32, 49, 87 и 89.
Стоит отметить, что эллиптические галактики одни из самых крупных во Вселенной.
Линзовидные галактики
Это, иначе говоря, промежуточный тип галактик. Который, ко всему прочему, имеет большое ядро и диск. Причем рукава отсутствуют. Вдобавок, в состав входят красные гигантские звёзды, такие же как в эллиптических галактиках. Поэтому в них по аналогии отсутствует межзвёздный газ. Но форма диска и движение линзовидных галактик схоже со спиральными.
Обозначают линзовидные галактики S0, SB1 и E8.
Линзовидная галактика
Неправильные галактики
У неправильных галактик отсутствует какая-либо конкретная форма. Но так как таких образований множество во Вселенной, то такие галактики тоже классифицировали.
Месье определил два неправильных формирования: галактики Месье 85 и 86.
Неправильная галактика
Безусловно, множественность и индивидуальность галактик это уже известный факт. Но их изучение продолжается. И вероятно, что учёные откроют ещё много нового.