Эллиптическая галактика

Примеры

• 3С 244.1
• М49
• М59
• M60 (NGC 4649)
• M87 (NGC 4486) , чья сверхмассивная черная дыра является первой черной дырой, изображение которой было получено телескопом Event Horizon .
• М89
• M105 (NGC 3379)
• IC 1101 , одна из крупнейших галактик в наблюдаемой Вселенной .
• Maffei 1 , ближайшая к нам гигантская эллиптическая галактика.
• CGCG 049-033 , известный тем, что обнаружил самую длинную галактическую струю.
• Центавр A (NGC 5128) , эллиптическая/линзовидная радиогалактика со своеобразной морфологией и необычными пылевыми полосами .
• NeVe 1 , источник извержения сверхскопления Змееносца , самого мощного известного астрономического события.

Строение галактик

В строении галактик выделяют следующие части.

Ядро – им является центральная часть галактики, в которой сосредоточена её масса. Отметим, что ядро является своеобразным якорем из гравитации. Именно такой якорь и удерживает вместе все остальные части галактики.

В роли ядра галактики могут выступать черные дыры, целые группы звезд, туч пыли и так далее.

Активное ядро галактики – таким понятие обозначается ядро, в котором происходят процессы, сопровождающиеся выделением большого количества энергии. При чем выделение этой энергии не объясняется активной ролью в ядре каких-либо звезд или же газопылевых скоплений.

Диск — им является слой галактики, имеющий относительную тонкость и плоскость. В этом диске расположены большинство объектов галактики.
В свою очередь галактический диск делится на две части:

• газопылевой диск;
• звездный диск.

В галактическом диске возможно периодически выделить так называемые спиральные ветви, называемые также галактическими рукавами. Такие рукава отличаются тем, что не являются настолько плотными, как иные части галактики, и имеют в своем составе множество молодых звезд.

Полярное кольцо – так называют второй диск, который могут иметь некоторые галактики. При этом такой второй диск может не иметь общего центра масс с основным галактическим диском. Отметим, что полярные галактические кольца возникают в результате слияния галактик или в результате случайного спонтанного появления второго галактического центра. Однако, точно пока этот процесс не известен современным исследователям.

Сфероидальный компонент — так именуют ту часть звезд и галактического газа, который расположен вне пространства галактического диска и размещен по сфере притяжения вокруг ядра. Отмечается, что при этом доля сфероидального компонента в общей массе галактики может быть различным и колебаться в ту или иную сторону.

Балдж – с английского языка переводится как «вздутие» или «выпуклость». Под этим названием скрывается обозначение сферической объемной оболочки центра галактики.

В балдже сосредоточены в основном такие объекты как старые звезды, а именно красные карлики, красные гиганты, сверхновые, а также шаровые звездные скопления. Зачастую в центре балджа может находиться сверхмассивная черная дыра.

Недалеко от балджа может находиться бар, что с английского переводится как перемычка. Этот термин обозначает образование, которое состоит из звезд и межзвездного газа. Бар является также своего рода связующим звеном между самим балджем и рукавами галактик.

Как изучают галактики

Великий Кант уже в 1755 году предвидел, что галактика может состоять из огромного количества звёзд и вращаться. У. Гершель в 1780 году подтвердил эту гипотезу. Он произвёл систематический подсчёт видимых светил, и на основе наблюдений ему удалось составить трёхмерную структуру Млечного Пути.

А в 1936 году  галактики были классифицированы Э. Хабблом. Этой классификацией пользуются и ныне. Ему также удалось определить расстояние до Туманности Андромеды, правда, с большой погрешностью. Но главное, что было им установлено что Вселенная не ограничена Млечным Путём.

Используя эффект Доплера (точнее, его следствие — красное смещение) в спектрах галактик установлено, что все наблюдаемые галактики – за исключением ближайших – удаляются от нас.И чем больше удалённость наблюдаемого объекта, тем выше его скорость. Из этого может следовать только одно: в очень далёком будущем остальные галактики и звёзды просто исчезнут из виду, так как свет от них уже не будет до нас долетать. А наша галактика сольется с Туманностью Андромеды.

Типы галактик

Мы собираемся классифицировать различные типы существующих галактик и назвать их основные характеристики.

Эллиптические галактики

Он имеет форму эллипса и может иметь больший или меньший эксцентриситет. Обычно это галактики, которые Они названы буквой E, за которой следует число от 0 до 7. Число представлено, чтобы указать на эксцентриситет печени галактики. Эти типы галактик делятся на 8 различных типов, которые называются от E0 до E7. Можно сказать, что первый имеет практически сферическую форму и не имеет эксцентриситета, а второй имеет высокий эксцентриситет и более вытянутый вид.

В эллиптических галактиках очень мало газа и пыли и практически нет межзвездного вещества. При небольшом количестве молодых звезд большинство из них старые. Почти большинство из них вращаются вокруг ядра беспорядочно и беспорядочно. Мы можем найти самые разные размеры от гигантских до карликовых. Самые большие галактики имеют эллиптическую форму. с тех пор, когда галактики вылупляются, они сливаются, образуя огромные эллиптические галактики.

Линзовидные галактики

Только один тип галактик, которые делятся на эллиптические и спиральные. В них преобладает ядро ​​почти сферической формы, состоящее из старых звезд, как и в случае с эллиптическими звездами. У них также есть диск из звезд и газа вокруг них, как спирали. Но у него нет спиральных рукавов. В нем не намного больше межзвездных и почти никаких новых звездообразований.

Линзовидные галактики могут иметь более или менее сферическое ядро ​​или одну / или центральную полосу звезд. Когда у нас есть линзовидные галактики с перемычкой, они называются SO, а когда они представляют собой линзовидные галактики с перемычкой, их называют SOB.

Спиральные галактики

Эти типы галактик образованы ливнем старых звезд. Это ядро ​​имеет вращающийся диск из звезд и большого количества межзвездного материала которая вращается вокруг ядра старых звезд. Вращающийся звездный диск, как известно, состоит из спиральных рукавов, отходящих от центрального ядра. В этих руках обе молодые звезды, более прямые звезды главной последовательности. Эти рукава и делают галактику такого типа спиральной.

Спиральные рукава имеют непрерывное звездообразование. Если мы проанализируем диск, то увидим гало с шаровыми скоплениями и рассеянными звездами разных типов. Среди них мы находим старые звезды. Галактика этого типа обозначается буквой S, за которой следует другая строчная буква, которая может быть a, b, c или d. Это зависит от размера и внешнего вида сердечника и плеч. Если мы возьмем галактику Sa, мы увидим, что у них есть ядро ​​большого размера по сравнению с рукавами. Эти руки найдут ядро ​​более плотным, поскольку они также меньше.

С другой стороны, у нас есть Sd-галактики с меньшим ядром, но с большими рукавами, которые более рассредоточены. Во многих типах спиральных галактик мы можем видеть прямую полосу по обе стороны от ядра, из которой выходят спиральные рукава. Этот тип галактик, как и предыдущий, известен как спиральные галактики с перемычкой. Обычно они ничего не говорят с SB и буквой, как и предыдущая. Эта комбинация букв имеет то же значение, что и спирали без перемычек.

Неправильные галактики

Как мы упоминали ранее, неправильные галактики не имеют определенной структуры или симметрии. Поэтому его сложнее ввести в последовательность галактик любого типа. У них нет эллиптической формы, и они не вписываются в последовательность Хаббла. Это небольшие галактики с большим количеством межзвездного газа и пыли.

Их номенклатура обозначается Irr и делится на два типа. Irr I или магелланов тип и Irr II. Первые встречаются чаще всего и состоят из старых звезд с очень низкой светимостью. У этих галактик нет ядра. Последние более активны и состоят из молодых звезд. Обычно они образуются в результате взаимодействия силы тяжести ближайших галактик. Также может случиться так, что они возникают в результате столкновения двух галактик.

Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о типах галактик.

Наша галактика

Все планеты Солнечной Системы, в том числе и Земля, находятся в галактике Млечный Путь. Это спиральный объект с четырьмя рукавами и перемычкой по типу SBb (классификация Хаббла).

Вместе с группой соседних галактик входит в Сверхскопление Девы. Детально рассмотреть галактики можно на фото.

Млечный Путь – это огромная сплюснутая система, состоящая из звезд, космических лучей, туманностей, газовых облаков и пыли. Возрастом галактика свыше 13 млрд лет, и за этот промежуток времени тут образовалось до 400 млрд созвездий и звезд.

По последним измерениям, Млечный Путь весит примерно 1,5 триллиона солнечных масс.

Квазары

В масштабах всей Вселенной квазары являются самыми интересными и таинственными объектами. Их яркое сияние способно затмить целые галактические системы. Само слово «квазар» переводится как «радиоисточник, похожий на звезду». Астрономы предполагают, что квазары – это активные ядра галактики. Такие виды галактических систем не входят в традиционную классификацию.

По другой версии, квазары представляют собой огромные черные дыры, которые активно поглощают все, что находится в округе. По мере приближения к ним вещества, его скорость растет, а само вещество разогревается. Магнитное поле черной дыры собирает мельчайшие частички в пучки, которые в дальнейшем разлетается от ее полюсов. Третья версия гласит, что квазары – это начальная стадия жизни галактики, то есть человечество видит их фактическое формирование. Какая из этих теорий является максимально правдивой никому не известно, но каждая из них имеет право на существование.

Мощность излучения квазара просто огромна. Она в сотни раз превышает мощность излучения всех звезд в одной галактике. Сложно представить, что объект отдален от человека на несколько миллиардов световых лет, но при этом его можно увидеть в обычный телескоп. За одну единицу времени квазар производи в  10 триллионов раз больше энергии, чем Солнце. А его размер можно сравнить с размером Солнечной системы.

Еще одна интересная особенность квазаров – их переменность. Они постоянно меняют свою светимость, что совершенно нехарактерно для галактик. Был зафиксирован случай, когда блеск объекта за один час сменился 25 раз. Исходя из последних наблюдений, выяснилось, что многие квазары находятся около центров огромных эллиптических галактик.

Самый первый квазар был открыт в 1960 г благодаря Мэтью Сэндиджу. Он получил название 3с273. В современном мире квазары во Вселенной определяют по красному смещению их спектра. Если обнаружено такое смещение и при этом объект выделяет огромное количество энергии, его смело начинают именовать квазаром. Сейчас в космическом пространстве их обнаружено около 2-х тысяч. Эти космические объекты изучаются с помощью телескопа Хаббла. Расстояние между Землей и ближайшим квазаром составляет 800 млн. световых лет.

Вид квазара в телескопе Источник

Основные характеристики и параметры Млечного Пути

Одна из главных особенностей нашей галактики – способность поглощать другие скопления. Вокруг Млечного Пути движется несколько галактик, попадающих под его влияние и затягивающихся в его рукава. На данный момент Млечный Путь поглощает небольшую галактику в созвездии Стрельца.

Однако наша галактика взаимодействует и с Андромедой – значительно большим по размерам звездным скоплением. Через несколько миллиардов лет Млечный Путь будет поглощен им.

Основные характеристики Млечного Пути такие:

• относится к спиральным галактикам;
• является элементом Местной группы с другими звездными скоплениями;
• диаметр – около 100 тыс. св. лет;
• количество звезд – 200 – 400 миллиардов;
• расстояние Солнца от центра – 27 тыс. св. лет;
• скорость вращения Солнечной системы вокруг центра – около 230 км/с;
• масса – примерно в 3 триллиона раз больше массы Солнца;
• возраст – приблизительно 13,7 млрд. световых лет.

Масса

Узнать, сколько весит такой громадный объект во Вселенной, помогли расчеты. За основу было взято количество звезд в нашей галактике – как минимум 200 млрд, и предположено, что каждая из них весит столько, сколько Солнце. Общая их масса составляет 4% галактической. Газ (водород и гелий) весят в 3 раза больше, чем все 200 млрд звезд. Остальная масса приходится на темную материю. Итого Млечный Путь весит как минимум столько, сколько 3 трлн. Солнц. В тоннах это будет примерно 6*1039.

Размер

Размер Млечного Пути – свыше 100 тыс. световых лет в диаметре, или более 940 квадриллионов километров. Толщина Галактики – около 1000 световых лет.

В 2020 году ученые сообщили, что диаметр Галактики может достигать 1,9 млн. световых лет. Такая информация еще не подтверждена.

Сколько звезд

Точное количество звезд в Галактике не установлено. По нынешним оценкам, их от 200 до 400 миллиардов. Предполагается также, что в Млечном Пути находится до 100 млрд. коричневых карликов. Это промежуточные между звездами и планетами объекты. Их масса меньше солнечной в 13 – 77 раз.

В недрах коричневых карликов поддерживаются термоядерные реакции. Однако их мощность не сопоставима со светимостью такого небесного тела. Кроме того, они постепенно сжимаются и тускнеют. Наиболее холодные коричневые карлики имеют температуру, сравнимую с земной, а наиболее горячие нагреты до 2800 градусов по Кельвину.

Светимость

Полная светимость Галактики равна примерно 20 млрд. светимостей Солнца. В абсолютных показателях это невообразимая мощность – порядка 8∙1036 Вт. Звездная величина Млечного Пути равна –21.

Структура

• Ядро. Обычно подразумеваются активные ядра в самом центре. В ядрах галактик живут огромные чёрные дыры.
• Диск. В этом тонком слое сконцентрировано наибольшее количество галактических объектов (звезд, газа, пыли).
• Балдж.  Это яркая внутренняя часть в центре. Буквально означает «вздутие».
• Гало. Это название внешнего сфероидального компонента. Между ним и балджем нет чёткой границы.
• Спиральный рукав. Представляет собой плотную структуру, в состав которой входят молодые звёзды и межзвёздный газ.
• Бар. Перемычка в виде плотного вытянутого образования. Состоит из межзвёздного газа и звёзд.

Масса и габариты

Есть много вариантов размеров. Поскольку в них мало межзвездного газа и пыли, масса эллиптической галактики равна звездной массе. Количество звезд может варьироваться от нескольких миллионов звезд до миллиона миллионов звезд.

Оценки на сегодняшний день показывают диаметры 1-200 кпк и в исключительных случаях 1 мегапарсек — около 3 миллионов световых лет.

Обычно масса находится в диапазоне 10 ^ 6-10 ^ 13 M☉. Маленькие эллиптические галактики, также называемые карликовыми галактиками, изобилуют в окрестностях нашей галактики Млечный Путь.

На другом полюсе находятся гигантские эллиптические галактики необычайной светимости. Фактически, в этом классе находятся самые большие из известных галактик, которые обычно находятся в центре скоплений галактик, поэтому очень вероятно, что своим огромным размером они обязаны слиянию с соседними галактиками.

Эволюция

NGC 3597 является продуктом столкновения двух галактик. Она превращается в гигантскую эллиптическую галактику.

Широко признано, что слияние малых галактик из-за гравитационного притяжения играет важную роль в формировании роста и эволюция эллиптических галактик. Считается, что такие крупные галактические слияния были более обычным явлением в ранние времена. Незначительные слияния галактик включают две галактики очень разных масс и не ограничиваются гигантскими эллиптическими формами. В Млечный Путь галактика, в зависимости от неизвестного тангенциального компонента, находится на периоде от четырех до пяти миллиардов лет. траектория столкновения с Галактика Андромеды. Было высказано предположение, что эллиптическая галактика возникнет в результате слияния двух спиралей.[нужен лучший источник ]

Считается, что черные дыры могут играть важную роль в ограничении роста эллиптических галактик в ранней Вселенной, подавляя звездообразование.[нужна цитата ]

Особенности строения неправильных галактик

Неправильные галактики – общее название для совершенно разных космических образований, не вписывающихся в последовательность Хаббла.

В отличие от эллиптических или спиральных галактик, имеющих четкую структуру, неправильные галактики никакой четко выраженной структуры не имеют. Они не обладают ни диском (спиральные галактики), ни однородностью структуры (эллиптические галактики), не имеют ярко выраженного галактического ядра, рукавов и т.п., зато почти всегда наличествует нескольких очагов звездообразования.

Слева неправильная галактика NGC 1569, а справа спиральная M31. Как говорится – найди три отличия

В процентном отношении неправильные галактики составляют примерно четверть от общего числа галактик во Вселенной. Совершенно очевидно, что некоторые неправильные галактики в прошлом имели вполне традиционную форму спиральных или эллиптических, но были деформированы под гравитационным воздействием других галактик.

Большинство неправильных галактик имеют совсем небольшой размер: с диаметром 1,5—3 кпс и умеренной или малой светимостью. Масса наиболее крупных из них едва ли достигает 1/10 массы Млечного пути. Из-за своих небольших размеров они больше подвержены влиянию окружающей среды, в том числе столкновению с большими галактиками и межгалактическими облаками космической пыли.

Упрощенная схема классификации галактик по Хабблу. Неправильные (или иррегулярные галактики (Irr)) стоят особняком