Галактики

Содержание 

TOC o "1-3" h z I. ВВЕДЕНИЕ.. PAGEREF _Toc103132843 h 2

II. ВИДЫ ГАЛАКТИК.. PAGEREF _Toc103132844 h 3

1. Как открыли другие  галактики. PAGEREF _Toc103132845 h 3

2. «Великий Спор». PAGEREF _Toc103132846 h 4

3. Классификация Хаббла. PAGEREF _Toc103132847 h 6

3.1.Типы  галактик. PAGEREF _Toc103132848 h 6

3.2. Причины различия  галактик. PAGEREF _Toc103132849 h 9

III. НАША ГАЛАКТИКА.. PAGEREF _Toc103132850 h 10

1. Млечный Путь и  Галактика. PAGEREF _Toc103132851 h 10

2. Размеры и строение  нашей галактики. PAGEREF _Toc103132852 h 12

3. Звездные скопления. PAGEREF _Toc103132853 h 16

4. Межзвездная среда. PAGEREF _Toc103132854 h 19

5. Движение звезд  в Галактике. PAGEREF _Toc103132855 h 23

6. Вращение Галактики. PAGEREF _Toc103132856 h 24

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. PAGEREF _Toc103132857 h 25

V. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ  ИСТОЧНИКОВ.. PAGEREF _Toc103132858 h 27

VI. ПРИЛОЖЕНИЕ.. PAGEREF _Toc103132859 h 28

 

I. ВВЕДЕНИЕ

Тысячелетиями человечество обращало свои взгляды  на окружающий мир, и стремилось вырваться за пределы окружающего его мира.

Небесный купол, усеянный мириадами звезд, с незапамятных времен волновал воображение ученых, поэтов живущих на Земле.

Что есть Земля, Луна, Солнце, звезды? Где начало и  где конец Вселенной?

Столетиями мы были узниками Солнечной системы.

Проникая все  дальше и дальше, астрономы нашли  такой предел, и оказалось, что  наше Солнце – одна из огромного  числа звезд, образующих систему  под названием Галактика.

Мой выбор темы на экзамене по астрономии был подсказан  интересом, есть ли за нашей Солнечной системой, что то еще? Хотелось узнать как можно больше информации на данную тему, и написать реферат.

В науке еще  много остается белых пятен в  изучении нашей Галактики.

Я считаю, что  эта тема сейчас актуальна, значима  не только в настоящем, но и в будущем среди ученых.

Думаю, написанный мною реферат поможет ознакомиться с данной темой и другим ученикам в изучении астрономии.

 

II. ВИДЫ ГАЛАКТИК

1. Как открыли другие галактики

В последнее  время ученым впервые, наконец-то, удалось заглянуть в загадочный центр нашей Галактики. Полной картины того, что там творится, пока нет. По мнению некоторых исследователей, в центре Галактики сосредоточено много массивных звезд и различных источников рентгеновского, инфракрасного и радиоизлучения. Там происходит рождение новых звезд. Очень может быть, что там притаилась и пока дремлет огромная "черная дыра". Словом, место весьма неспокойное, и хорошо, что мы находимся достаточно далеко от него.

Еще более двухсот  лет назад пытливые наблюдатели обратили внимание на многочисленные туманные "пятнышки" на звездном небе. Некоторые из них видны невооруженным глазом, но большинство удается рассмотреть лишь в бинокли и телескопы. 

Что это? В 1771 году французский астроном Шарль Мессье опубликовал список (каталог), содержащий сотню таких объектов. Он сделал это для того, чтобы охотники за кометами (а Мессье сам был одним из них) не путали бы вновь открываемые кометы с туманными объектами, которые к кометам не имеют никакого отношения.

Известный астроном, знаменитый строитель больших самодельных телескопов Вильям Гершель , тоже составил каталог туманностей, в нем уже было свыше 2,5 тысячи новых объектов. Среди них, как потом выяснилось, оказались и звездные скопления, и настоящие туманности из газа и пыли, принадлежащие нашей Галактике, а кроме того - далекие звездные острова - другие галактики (о чем узнали значительно позже).

Астрономы не сразу  поняли, что перед ними далекие  звездные миры, похожие и не очень  похожие на нашу собственную Галактику. Чтобы окончательно убедиться в этом, необходимо было решить две главные задачи: доказать, во-первых, то, что "кандидаты" в другие галактики находятся далеко за пределами нашей Галактики, а во-вторых, что они действительно состоят из множества звезд, а не представляют собой светлые облака разреженной космической материи в Галактике. 

В XIX веке ирландский астроном Вильям Парсонс (лорд Росс), прославившийся созданием очень больших телескопов, удвоил число известных туманностей. А самое главное то, что он рассмотрел в некоторых из них спиральную структуру. Но решающие открытия были сделаны лишь в ХХ веке. И путь к ним не был прямым и широким. Уж слишком невероятным казалось представление о том, что Вселенная простирается далеко за пределы нашего Млечного Пути. И правильно его размеры были определены тоже, конечно, не сразу. 

После того, как  Гершель заметил, что некоторые "туманности" состоят из звезд (1785 год), он же, в 1820 году, на склоне лет своих пришел

к пессимистическому  выводу: "Все, что за пределами  нашей собственной системы, покрыто мраком неизвестности". Еще через 70 лет после этого Агнеса Кларк (тоже английский астроном) уверяла: "Вопрос о том, являются ли туманности внешними галактиками, едва ли нуждается в обсуждении. На него дан ответ самим прогрессом исследований. Можно с уверенностью сказать, что ни один компетентный ученый, располагающий всеми доказательствами, не станет придерживаться мнения, что хотя бы одна туманность является звездной системой, сравнимой по размерам с Млечным Путем"...

Действительность оказалась более интересной. Не успел завершиться XIX век, как стали появляться данные, противоречащие этому приговору. Сравнение спектра Солнца со спектром Туманности Андромеды показало, что эта "туманность", которую можно видеть невооруженным глазом, по-видимому, состоит из звезд, подобных нашему Солнцу. Вступающие в строй все более мощные, и совершенные телескопы помогли открыть тысячи новых туманностей. На фотографиях обнаруживали спиральную структуру многих из них. Так, снимки, полученные с помощью телескопа-рефлектора Ликской обсерватории (США), отчетливо показали спиральную структуру Туманности Андромеды. А ведь еще в начале ХХ века большинство астрономов, основываясь на оказавшихся ошибочными определениях расстояний до объекта в созвездии Андромеды, считали, что это одна из туманностей нашей Галактики...  

2. «Великий Спор»

По-настоящему, окончательно внегалактические туманности - другие галактики - были открыты в 20-х годах нашего столетия. В апреле 1920 года в Национальной академии наук США состоялась публичная дискуссия между двумя известными астрономами Харлоу Шепли и Гербертом Кертисом. Это был "великий спор" в основном о том, что представляют собой спиральные туманности. 

Кертис доказывал, что Туманность Андромеды - это другая галактика, что она удалена от нас на расстояние около 500000 световых лет (в действительности - 2300000 световых лет). 

Шепли придерживался  иной точки зрения. Он считал, что  диаметр нашей Галактики не менее 300000 световых лет (втрое больше, чем  на самом деле) и большинство наблюдаемых нами туманностей размещается внутри Галактики. Внегалактические туманности, вероятно, где-то есть, но они так далеки от нас, что мы их просто не можем увидеть.  

У того и другого  астронома были и другие доводы в  пользу своих позиций. Однако каждый остался при своем мнении - спор закончился "вничью". Но стало очевидным, что нужны новые наблюдения туманностей и новые уточненные данные о масштабах огромного звездного мира, в котором мы живем. 

И вскоре решающее слово было сказано. Его произнес великий американский астроном Эдвин Хаббл (1889-1953). Впрочем, этим человеком мог бы быть и Джордж Ричи. Он сделал снимки туманности в созвездии Треугольника (М 33, так обозначаются объекты, включенные в каталог Мессье). По ним было видно, что спиральные ветви этой "туманности" буквально усыпаны звездами. К сожалению, изображения звезд получились нерезкими, размытыми. И Ричи не сумел доказать, что открыл звезды в далекой звездной системе.  

То, что это  действительно звезды, удалось доказать несколько лет спустя Хабблу, 35-летнему астроному, работавшему, как и Ричи, на той же знаменитой обсерватории Маунт Вилсон (США). 2,5-метровый телескоп-рефлектор (в ту пору крупнейший в мире) дал возможность Хабблу получить четкие изображения звезд в трех туманностях. Это звезды в Туманности Андромеды, в Треугольнике и в Печи. 

Хаббл не только убедительно показал, что внешние  части этих "туманностей" состоят  из звезд, но и первый увидел среди  них переменные звезды - цефеиды. Теперь их называют "маяками Вселенной".

Английский любитель астрономии, глухонемой юноша Джон Гудрайк, в 1784 году открыл, что четвертая по блеску звезда в созвездии Цефея - переменная, то есть происходят строго периодические колебания ее блеска. Мог ли Гудрайк думать, что он не только обнаружил интереснейший, ныне насчитывающий тысячи, класс пульсирующих звезд - цефеид, но и нашел один из ключей от "дверей" бездны мироздания? Но именно так это оказалось. В ХХ веке астрономы научились с помощью цефеид определять расстояния до звездных систем (звездных скоплений, галактик), в которых находили цефеиды. 

Возвратимся к  открытию цефеид в "туманностях", которые исследовал Хаббл. Предположив, что цефеиды действительно принадлежат "туманностям" (а не случайно видны  на их фоне) и что мигают они в  других звездных системах точно так, как и в нашей собственной, Хаббл определил расстояния до этих таинственных туманных пятен. Расстояния оказались настолько большими, что стало ясно: "туманности" - это огромные звездные системы, расположенные за пределами Галактики. Итак, "великий спор" был, наконец, завершен в середине 20-х годов нынешнего века.

 

3. Классификация Хаббла

Классификация Хаббла возникла как чисто морфологическая (связанная с формой) и была основана на том, как выглядят галактики в  оптическом диапазоне. 

Встречаются галактики различных форм, размеров и светимостей; некоторые из них изолированные, но большинство имеет соседей или спутников, оказывающих на них гравитационное влияние. Как правило, галактики спокойны, но нередко встречаются и активные. В 1925 Хаббл предложил классификацию галактик, основанную на их внешнем виде. Позже ее уточняли Хаббл и Шепли, затем Сэндидж и наконец Вокулер. Все галактики в ней делятся на 4 типа: эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные.

3.1.Типы  галактик

Эллиптические (E) галактики имеют на фотографиях форму эллипсов без резких границ и четких деталей. Их яркость возрастает к центру. Это вращающиеся эллипсоиды, состоящие из старых звезд; их видимая форма зависит от ориентации к лучу зрения наблюдателя.

Линзовидные (L или S0) галактики похожи на эллиптические, но, кроме сфероидального компонента, имеют тонкий быстро вращающийся экваториальный диск, иногда с кольцеобразными структурами наподобие колец Сатурна. Наблюдаемые с ребра линзовидные галактики выглядят более сжатыми, чем эллиптические.

      Спиральные (S) галактики также состоят из двух компонентов – сфероидального и плоского, но с более или менее развитой спиральной структурой в диске. Вдоль последовательности подтипов Sa, Sb, Sc, Sd (от «ранних» спиралей к «поздним») спиральные рукава становятся толще, сложнее и менее закручены, а сфероид (центральная конденсация, или балдж) уменьшается. У спиральных галактик, наблюдаемых с ребра, спиральные рукава не видны, но тип галактики можно установить по относительной яркости балджа (элемент структуры спиральных галактик) и диска.

Неправильные (I) галактики бывают двух основных видов: магелланового типа, т.е. типа Магеллановых Облаков, продолжающие последовательность спиралей от Sm до Im, и немагелланового  типа I0, имеющие хаотические темные пылевые полосы поверх сфероидальной или дисковой структуры типа линзовидной или ранней спиральной.

Типы L и S распадаются  на два семейства и два вида в зависимости от наличия или  отсутствия проходящей через центр  и пересекающей диск линейной структуры (бар), а также центральносимметричного кольца. Существуют и другие схемы классификации

галактик, основанные на более тонких морфологических  деталях (по форме), но пока еще не развита  объективная классификация, основанная на фотометрических, кинематических и радиоизмерениях.

Состав. Два структурных  компонента – сфероид и диск –  отражают различие в звездном населении  галактик, открытое в 1944 немецким астрономом В.Бааде (1893–1960).

Население I, присутствующее в неправильных галактиках и в рукавах спиралей, содержит голубые гиганты и сверхгиганты спектральных классов O и B, красные сверхгиганты классов K и M, а также межзвездные газ и пыль с яркими областями ионизованного водорода. В нем присутствуют и мало массивные звезды главной последовательности, которые видны вблизи Солнца, но неразличимы в далеких галактиках.