Галактика - это огромное собрание звезд, звездных скоплений, межзвездного газа и пыли, а также темной материи, которые удерживаются вместе гравитацией. Слово «галактика» происходит от греческого слова «галактики», что означает «молочный», это ссылка на нашу собственную галактику Млечный Путь.
Галактики выглядят на небе как огромные световые облака размером в тысячи световых лет. В наблюдаемой Вселенной потенциально более 170 миллиардов галактик. Некоторые из них, называемые карликовыми галактиками, очень малы, насчитывают около 10 миллионов звезд, в то время как другие огромны и содержат около 100 триллионов звезд. Гравитация связывает звезды вместе, поэтому они не могут свободно перемещаться по космосу. Свет, который мы видим от каждой из этих галактик, исходит от звезд внутри нее.
Мы живем на планете Земля, которая является частью нашей солнечной системы. Наша собственная солнечная система расположена в галактике. Наше Солнце - только одна из более чем 100 миллиардов звезд в галактике под названием Млечный Путь. Все звезды, которые мы видим на ночном небе, являются частью Млечного Пути. И так же, как наша солнечная система, наша галактика находится в движении. Звезды Млечного Пути вращаются вокруг центрального ядра. Сам Млечный Путь тоже движется. Фактически, кажется, что все галактики во Вселенной удаляются друг от друга с огромной скоростью.
Галактики помечаются в соответствии с их формой. Некоторые галактики называют «спиральными», потому что они похожи на гигантские вертушки в небе. Галактика, в которой мы живем, Млечный Путь, является спиральной галактикой. Некоторые галактики называют «эллиптическими», потому что они похожи на плоские шары. Галактику можно назвать «неправильной», если она действительно не имеет формы.
Схема классификации Хаббла
Каждой галактике присваивается буква - E = эллиптическая, S = спиральная, Irr = неправильная.
Давайте посмотрим на характеристики четырех основных групп галактик:
1. Спиральная галактика
Считается, что спиральные галактики моложе эллиптических галактик, поскольку спиральные галактики прожигают свой газ, а пылевое звездообразование замедляется, они теряют свою спиральную форму и медленно превращаются в эллиптические галактики.
Галактики S0 также известны как линзовидные галактики.
2. Спиральная галактика с перемычкой.
3. Эллиптическая галактика
4. Неправильная галактика.
5. Галактика звездообразования
Образование и эволюция галактик
Есть две основные теории, объясняющие, как образовались первые галактики.
Один говорит, что галактики родились, когда огромные облака газа и пыли схлопнулись под действием собственного гравитационного притяжения, что привело к образованию звезд.
Другой говорит, что молодая Вселенная содержала множество маленьких «комков» материи, которые собирались вместе, образуя галактики. Космический телескоп Хаббла сфотографировал множество таких комков, которые могут быть предшественниками современных галактик. Согласно этой теории, большинство ранних больших галактик были спиралевидными. Но со временем многие спирали слились в эллиптическую форму.
Процесс образования галактик не остановился. Наша вселенная продолжает развиваться. Маленькие галактики часто поглощаются более крупными. Млечный Путь может содержать останки нескольких меньших галактик, которые он проглотил за свою долгую жизнь. Млечный Путь уже сейчас переваривает по крайней мере две маленькие галактики и может втянуть в себя другие в течение следующих нескольких миллиардов лет.
Когда две или более галактики находятся достаточно близко друг к другу, гравитационные силы будут притягивать галактики друг к другу. Это гравитационное притяжение увеличивается по мере того, как галактики движутся навстречу друг другу. Галактики могут проходить мимо друг друга или сталкиваться.
Галактики Антенны - это пример двух сталкивающихся спиралей. Мы не увидим конечного результата в течение нашей жизни, потому что этот процесс занимает сотни миллионов лет.
Иногда галактики меньшего размера погружаются в галактики большего размера. Этот тип столкновения вызывает эффект ряби, как камень, брошенный в пруд. Галактика Колесо тележки является примером такого типа столкновения. Внешнее кольцо синих звезд в этой галактике указывает на рябь звездообразования в результате столкновения.
Млечный Путь и Андромеда являются примерами двух спиральных галактик, которые в конечном итоге могут столкнуться (примерно через 5 миллиардов лет в будущем).
Слияние галактик может занять от нескольких сотен миллионов до нескольких миллиардов лет. Они могут вызвать интенсивные вспышки нового звездообразования и даже создать гигантские черные дыры.
Галактика Млечный Путь - наша родная галактика во Вселенной. Наша солнечная система, включающая Солнце, Землю и семь других планет, является частью этой галактики, называемой Млечный Путь. Млечный Путь состоит из сотен миллиардов звезд, подобных нашему Солнцу. Все звезды и планеты, которые вы видите, являются частью галактики Млечный Путь. Наш ближайший сосед - Проксима Центавра. Это около 4,2 световых лет от Земли. Земля расположена примерно на полпути между центром Млечного Пути и его внешним краем.
Центр вращения Млечного Пути известен как Центр Галактики и расположен примерно в 26 000 световых лет от Земли в направлении созвездий Стрельца, Змееносца и Скорпиона.
Млечный Путь - это группа из около 50 галактик, называемая Местной группой. Самые большие и массивные галактики в Местной группе - это Млечный Путь, Андромеда и Галактика Треугольник. У каждой из этих галактик есть набор галактик-спутников, окружающих их.
Галактика Андромеды - ближайшая к Млечному Пути галактика, она находится на расстоянии около 2 миллионов световых лет от нас. Млечный Путь столкнется с галактикой Андромеды примерно через 5 миллиардов лет.
Части Млечного Пути
1. Галактический диск. Здесь находится большая часть из более чем 200 миллиардов звезд Млечного Пути. Галактический диск состоит из следующих частей:
2. Шаровые скопления - несколько сотен из них разбросаны над и под диском. Звезды здесь намного старше звезд в галактическом диске.
3. Гало - большая тусклая область, окружающая всю галактику. Он состоит из горячего газа и, возможно, темной материи. Большая часть массы галактики находится во внешних частях галактики (таких как гало), где мало света излучается от звезд или газов.
Большое Магелланово Облако (БМО) - это карликовая галактика-спутник Млечного Пути, которая входит в число ближайших к Земле галактик. Он находится на расстоянии около 163 000 световых лет от Земли. Наряду со своей карликовой галактикой-компаньоном, Малым Магеллановым Облаком, БМО виден как слабое облако в небе Южного полушария. Он находится на границе созвездий Дорадо и Менса. Млечный Путь потребляет газ, истекающий из Магеллановых Облаков. В конце концов, эти две меньшие галактики могут столкнуться с Млечным путем. И БМО, и SMC имеют области звездообразования, а БМО была местом впечатляющего взрыва сверхновой в 1987 году.
Галактика Андромеды - самая близкая по величине галактика к Млечному Пути. Эта галактика названа в честь созвездия Андромеды. Он также известен как Мессье 31 или М31. Эта спиральная галактика находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нашей галактики. Это самая большая в локальной группе или скоплении, но не самая большая галактика в целом.
Считается, что эта галактика образовалась от 5 до 9 миллиардов лет назад, когда две меньшие галактики столкнулись и слились.
Астрономы используют эту галактику, чтобы понять происхождение других таких галактик, потому что она ближайшая к нашей планете. Это самый далекий объект, который можно увидеть невооруженным глазом.
Галактика Андромеды когда-то считалась туманностью. У него есть различные галактики-спутники, в том числе 14 карликовых галактик. Длина этой галактики составляет примерно 260 000 световых лет.
Галактика Андромеды приближается к нам со скоростью от 100 до 140 километров в секунду. Галактика Андромеды и Млечный Путь с течением времени становятся все ближе и ближе. Астрономы считают, что эти две галактики сольются примерно через 5 миллиардов лет.
Эффект Доплера и красное смещение
Эффект Доплера - это кажущееся изменение частоты или длины волны волны, которое воспринимается наблюдателем, движущимся относительно источника волн.
Приближение к источникам света показывает голубое смещение, а удаляющиеся источники света показывают красное смещение.
Когда звезды удаляются от других звезд или объектов с ускорением, это красное смещение.
Когда звезда движется к Земле, длина ее световых волн сжимается. Это заставляет темные линии в спектре смещаться в сторону сине-фиолетового конца спектра. Это означает, что астрономический источник света (звезда или галактика) приближается к Земле.
Хаббл использовал эффект Доплера для света, чтобы измерить скорость, с которой звезды и галактики приближаются или удаляются от нас. Он обнаружил, что все галактики за пределами Местной группы показывают красное смещение в своих спектрах, это означает, что они должны удаляться от Земли. Если все галактики за пределами Местной группы удаляются от Земли, значит, вся Вселенная должна расширяться.
Закон Хаббла
Закон Хаббла - это утверждение в астрономии о том, что галактики удаляются друг от друга и что скорость, с которой они удаляются, пропорциональна их расстоянию. Это приводит к картине расширяющейся Вселенной и, экстраполируя назад во времени, к Теории Большого Взрыва.
Теория большого взрыва
Ведущая теория образования Вселенной называется теорией большого взрыва. Согласно этой теории, примерно 13,7 миллиарда лет назад Вселенная началась с огромного взрыва. Вся Вселенная начала расширяться повсюду одновременно.
