През 1845 г. английският астроном лорд Рос открива цял клас мъглявини от спираловиден тип. Тяхната природа се установява едва в началото на ХХ век. Учените са доказали, че тези мъглявини са огромни звездни системи, подобни на нашата Галактика, но са на много милиони светлинни години от нея.
Обща информация
Спиралните галактики (снимките в тази статия демонстрират характеристиките на тяхната структура) изглеждат като чифт чинии, подредени заедно, или двойно изпъкнала леща. Те могат да открият както масивен звезден диск, така и ореол. Централната част, която визуално наподобява подуване, обикновено се нарича изпъкналост. И тъмната лента (непрозрачен слой от междузвездната среда), която минава покрай диска, се нарича междузвезден прах.
Спиралните галактики обикновено се означават с буквата S. Освен това те обикновено се разделят според степента на структура. За да направите това, буквите a, b или c се добавят към главния герой. Така Sa съответства на галактика с недоразвитаспираловидна структура, но с голямо ядро. Третият клас - Sc - се отнася до противоположни обекти, със слабо ядро и мощни спираловидни разклонения. Някои звездни системи в централната част може да имат джъмпер, който обикновено се нарича лента. В този случай към обозначението се добавя символът B. Нашата галактика е от междинен тип, без джъмпер.
Как се образуваха спираловидни дискови структури?
Плоските дискови форми се обясняват с въртенето на звездните купове. Съществува хипотеза, че по време на образуването на галактика центробежната сила предотвратява компресията на така наречения протогалактически облак в посока, перпендикулярна на оста на въртене. Трябва също да сте наясно, че естеството на движението на газовете и звездите вътре в мъглявините не е същото: дифузните купове се въртят по-бързо от старите звезди. Например, ако характерната скорост на въртене на газа е 150-500 km/s, тогава гало звездата винаги ще се движи по-бавно. И издутините, състоящи се от такива обекти, ще имат скорост три пъти по-ниска от дисковете.
звезден газ
Милиарди звездни системи, движещи се по орбитите си вътре в галактиките, могат да се разглеждат като колекция от частици, които образуват вид звезден газ. И което е най-интересното, свойствата му са много близки до обикновения газ. Към него могат да се прилагат понятия като "концентрация на частици", "плътност", "налягане", "температура". Аналогът на последния параметър тук е осреднената енергия"хаотично" движение на звездите. Във въртящи се дискове, образувани от звезден газ, могат да се разпространяват вълни от спирален тип с плътност на разреждане-компресия, близка до звуковите вълни. Те са в състояние да обикалят галактиката с постоянна ъглова скорост в продължение на няколкостотин милиона години. Те са отговорни за образуването на спирални клони. В момента, когато настъпи компресия на газ, започва процесът на образуване на студени облаци, което води до активно звездообразуване.
Това е интересно
В хало и елиптични системи газът е динамичен, тоест горещ. Съответно движението на звездите в галактика от този тип е хаотично. В резултат на това средната разлика между техните скорости за пространствено близки обекти е няколкостотин километра в секунда (дисперсия на скоростта). За звездните газове дисперсията на скоростта обикновено е 10-50 km/s, съответно тяхната "градус" е забележимо студена. Смята се, че причината за тази разлика се крие в онези далечни времена (преди повече от десет милиарда години), когато галактиките на Вселената тепърва започваха да се формират. Сферичните компоненти са първите, които се образуват.
Спиралните вълни се наричат вълни на плътност, които протичат по протежение на въртящ се диск. В резултат на това всички звезди на галактика от този тип са като че ли изтласкани в своите клони, след което излизат оттам. Единственото място, където скоростите на спиралните ръкави и звездите съвпадат, е така нареченият коротационен кръг. Между другото, тук се намира слънцето. За нашата планета това обстоятелство е много благоприятно: Земята съществува на относително тихо място в галактиката, в резултат на това в продължение на много милиарди години не е била особено засегната от катаклизми от галактически мащаб.
Характеристики на спиралните галактики
За разлика от елипсовидни формации, всяка спирална галактика (примери могат да се видят на снимките, представени в статията) има свой собствен уникален вкус. Ако първият тип се свързва със спокойствие, стационарност, стабилност, то вторият тип е динамика, вихрушки, ротации. Може би затова астрономите казват, че космосът (Вселената) е „бесен“. Структурата на спирална галактика включва централно ядро, от което излизат красиви рамена (клони). Те постепенно губят очертанията си извън звездния си куп. Подобен външен вид не може да не бъде свързан с мощно, бързо движение. Спиралните галактики се характеризират с разнообразие от форми, както и модели на техните клони.
Как се класифицират галактиките
Въпреки това разнообразие, учените успяха да класифицират всички известни спирални галактики. Решихме да използваме степента на развитие на ръцете и размера на сърцевината им като основен параметър, а нивото на компресия избледнява на заден план като ненужно.
Sa
Едуин П. Хъбъл причисли към класа Sa онези спирални галактики, които имат слабо развити разклонения. Такива клъстери винаги имат големи ядра. Често центърът на галактика от даден класе половината от размера на целия клъстер. Тези обекти се характеризират с най-малка изразителност. Те дори могат да бъдат сравнени с елипсовидни звездни купове. Най-често спиралните галактики на Вселената имат две ръкави. Те са разположени на противоположните ръбове на ядрото. Клоните се развиват по симетричен, подобен начин. С отдалечаване от центъра яркостта на клоните намалява и на определено разстояние те изобщо престават да се виждат, като се губят в периферните области на клъстера. Има обаче предмети, които имат не два, а повече ръкави. Вярно е, че такава структура на галактиката е доста рядка. Още по-редки са асиметричните мъглявини, когато единият клон е по-развит от другия.
Sb и Sc
Подкласът на Едуин П. Хъбъл Sb има значително по-развити ръце, но те нямат богати разклонения. Ядрата са забележимо по-малки от тези на първия вид. Третият подклас (Sc) спирални звездни купове включва обекти със силно развити разклонения, но центърът им е сравнително малък.
Възможно ли е прераждането?
Учените са открили, че спиралната структура е резултат от нестабилното движение на звездите, резултат от силното компресиране. Освен това трябва да се отбележи, че по правило горещите гиганти са концентрирани в ръцете и там се натрупват основните маси от дифузна материя - междузвезден прах и междузвезден газ. Това явление може да се погледне и от друг ъгъл. Няма съмнение, че много компресиран звезден куп в хода на своята еволюциявече не може да загуби степента си на компресия. Следователно обратният преход също е невъзможен. В резултат на това заключаваме, че елипсовидни галактики не могат да се превърнат в спираловидни и обратно, защото така е устроен космосът (Вселената). С други думи, тези два вида звездни купове не са два различни етапа на едно еволюционно развитие, а напълно различни системи. Всеки такъв тип е пример за противоположни еволюционни пътища поради различно съотношение на компресия. И тази характеристика от своя страна зависи от разликата в въртенето на галактиките. Например, ако звездната система получи достатъчно въртене по време на своето формиране, тя може да се свие и да развие спирални рамена. Ако степента на въртене е недостатъчна, тогава галактиката ще бъде по-малко компресирана и нейните разклонения няма да се образуват - тя ще бъде с класическа елипсовидна форма.
Какви още са разликите
Има и други разлики между елипсовидни и спирални звездни системи. По този начин, първият тип галактики, който има ниско ниво на компресия, се характеризира с малко количество (или пълно отсъствие) на дифузна материя. В същото време спиралните клъстери с високо ниво на компресия съдържат както газови, така и прахови частици. Учените обясняват тази разлика по следния начин. Прахови частици и газови частици периодично се сблъскват по време на движението си. Този процес е нееластичен. След сблъсъка частиците губят част от енергията си и в резултат на това постепенно се утаяват в тезиместа в звездната система, където има най-малко потенциална енергия.
Силно компресирани системи
Ако процесът, описан по-горе, протича в силно компресирана звездна система, тогава дифузната материя трябва да се установи в главната равнина на галактиката, защото именно тук нивото на потенциалната енергия е най-ниско. Тук се събират частици газ и прах. Освен това дифузната материя започва своето движение в главната равнина на звездния куп. Частиците се движат почти успоредно по кръгови орбити. В резултат на това сблъсъците тук са доста редки. Ако се появят, тогава загубите на енергия са незначителни. От това следва, че материята не се придвижва по-нататък към центъра на галактиката, където потенциалната енергия има още по-ниско ниво.
Слабо компресирани системи
Сега помислете как се държи една елипсоидна галактика. Звездна система от този тип се отличава с напълно различно развитие на този процес. Тук основната равнина изобщо не е ясно изразена област с ниско ниво на потенциална енергия. Силно намаляване на този параметър се случва само в централната посока на звездния куп. А това означава, че междузвездният прах и газ ще бъдат привлечени към центъра на галактиката. В резултат на това плътността на дифузната материя тук ще бъде много висока, много по-висока, отколкото при плоско разсейване в спирална система. Частиците прах и газ, събрани в центъра на натрупването под действието на силата на привличане, ще започнат да се свиват, като по този начин образуват малка зона от плътна материя. Учените предполагат, че от този въпрос в бъдещезапочват да се образуват нови звезди. Тук е важно нещо друго – малък облак от газ и прах, разположен в ядрото на слабо компресирана галактика, не позволява да бъде открит по време на наблюдение.
Междинни етапи
Разгледахме два основни типа звездни купове - със слабо и със силно ниво на компресия. Има обаче и междинни етапи, когато компресията на системата е между тези параметри. В такива галактики тази характеристика не е достатъчно силна, за да се натрупва дифузна материя по цялата главна равнина на купа. И в същото време не е достатъчно слаб, за да се концентрират частици газ и прах в областта на ядрото. В такива галактики дифузната материя се събира в малка равнина, която се събира около ядрото на звездния куп.
Галактики с прегради
Познат е друг подтип спирални галактики - това е звезден куп с лента. Характеристиката му е следната. Ако при конвенционална спирална система раменете излизат директно от дискообразното ядро, то при този тип центърът се намира в средата на правия мост. И клоните на такъв клъстер започват от краищата на този сегмент. Те се наричат още галактики от кръстосани спирали. Между другото, физическата природа на този джъмпер все още е неизвестна.
В допълнение, учените са открили друг тип звездни купове. Те се характеризират с ядро, подобно на спиралните галактики, но нямат рамена. Наличието на ядро показва силна компресия, новсички останали параметри приличат на елипсоидни системи. Такива клъстери се наричат лещовидни. Учените предполагат, че тези мъглявини се образуват в резултат на загубата на дифузна материя от спирална галактика.
