Галактика

Сдавался/использовался	Июнь/2001г.
	Загрузить архив:
	Файл: ref-8209.zip (7kb [zip], Скачиваний: 189) скачать

РАЗМЕРЫ И СТРОЕНИЕ НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ

Основываясь на результатах своих подсчётов, Гершель предпринял по­пытку определить размеры Галактики. Он заключил, что наша звёздная сис­тема имеет конечные размеры и об­разует своего рода толстый диск: в плоскости Млечного Пути она про­стирается на расстояние не более 850 единиц, а в перпендикулярном на­правлении — на 200 единиц, если принять за единицу расстояние до Си­риуса. По современной шкале рассто­яний это соответствует 7300 х 1700 световых лет.

Эта оценка в целом, верно, отражает структуру Млечного Пути, хотя она весьма неточна. Дело в том, что кроме звёзд в состав диска Галактики входят также многочисленные газо­пылевые облака, которые ослабляют свет удалённых звёзд. Первые иссле­дователи Галактики не знали об этом поглощающем веществе и считали, что они видят все её звёзды.

Истинные размеры Галактики бы­ли установлены только в XX в. Оказа­лось, что она является значительно более плоским образованием, чем предполагали ранее. Диаметр галак­тического диска превышает 100 тыс. световых лет, а толщина — около 1000 световых лет. По внешнему видуГалактика напоминает чечевичное зерно с утолщением посередине.

Из-за того, что Солнечная система находится практически в плоскости Галактики, заполненной поглощаю­щей материей, очень многие детали строения Млечного Пути скрыты от взгляда земного наблюдателя. Однако их можно изучать на примере других галактик, сходных с нашей. Так, в 40-е гг. XX столетия, наблюдая галак­тику М 31, больше известную как ту­манность Андромеды, немецкий ас­троном Вальтер Бааде (в те годы он работал в США) заметил, что плоский линза образный диск этой огромной галактики погружён в более разрежен­ное звёздное облако сферической формы — гало. Поскольку туманность Андромеды очень похожа на нашу Га­лактику, Бааде предположил, что по­добная структура имеется и у Млечно­го Пути. Звёзды галактического диска были названы населением I типа, а звёзды гало (или сферической соста­вляющей) — населением II типа.

Как показывают современные ис­следования, два вида звёздного насе­ления отличаются не только про­странственным положением, но и характером движения, а также хими­ческим составом. Эти особенности связаны в первую очередь с различ­ным происхождением диска и сфери­ческой составляющей.

ГАЛО. Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Ра­диус гало значительно больше разме­ров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч све­товых лет. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска.

Состоит гало в основном из очень старых, неярких мало массивных звёзд. Они встречаются как поодиночке, так и в виде шаровых скоплений, которые могут включать в себя более миллиона звёзд. Возраст населения сферической составляющей Галакти­ки превышает 12 млрд. лет. Его обыч­но принимают за возраст самой Га­лактики.

Характерной особенностью звёзд гало является чрезвычайно малая до­ля в них тяжёлых химических эле­ментов. Звёзды, образующие шаровые скопления, содержат металлов в сот­ни раз меньше, чем Солнце.

Звёзды сферической составляю­щей концентрируются к центру Га­лактики. Центральная, наиболее плот­ная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галак­тики называется балдж (в переводе с английского “утолщение”).

Звёзды и звёздные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Из-за того, что вращение отдельных звёзд происходит почти беспорядочно (т. е. скорости соседних звёзд могут иметь самые различные направления), гало в целом вращается очень медленно.

ДИСК. По сравнению с гало диск вращается заметно быстрее. Скорость его вращения не одинакова на раз­личных расстояниях от центра. Она быстро возрастает от нуля в центре до 200—240 км/с на расстоянии 2 тыс. световых лет от него, затем не­сколько уменьшается, снова возраста­ет примерно до того же значения и далее остаётся почти постоянной. Изучение особенностей вращения диска позволило оценить его массу. Оказалось, что она в 150 млрд. раз больше массы Солнца.

Население диска очень сильно от­личается от населения гало. Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звёзды и звёздные скопле­ния, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет. Они об­разуют так называемую плоскую со­ставляющую. Среди них очень много ярких и горячих звёзд.

Газ в диске Галактики также сосре­доточен в основном вблизи его пло­скости. Он распределён неравномер­но, образуя многочисленные газовые облака — от гигантских неоднород­ных по структуре сверх облаков про­тяжённостью несколько тысяч свето­вых лет до маленьких облачков размерами не больше парсека.

Основным химическим элемен­том в нашей Галактике является водо­род. Приблизительно на 1/4 она со­стоит из гелия. По сравнению с этими двумя элементами остальные при­сутствуют в очень небольших количе­ствах. В среднем химический состав звёзд и газа в диске почти такой же, как у Солнца.

ЯДРО. Одной из самых интересных областей Галактики считается её центр, или ядро, расположенное в направлении созвездия Стрельца. Ви­димое излучение центральных обла­стей Галактики полностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи. Поэтому его начали изу­чать только после создания приём­ников инфракрасного и радиоизлуче­ния, которое поглощается в меньшей степени.

Для центральных областей Галак­тики характерна сильная концентра­ция звёзд: в каждом кубическом пар­секе вблизи центра их содержатся многие тысячи. Расстояния между звёздами в десятки и сотни раз мень­ше, чем в окрестностях Солнца. Если бы мы жили на планете около звез­ды, находящейся вблизи ядра Галак­тики, то на небе были бы видны десятки звёзд, по яркости сопостави­мых с Луной, и многие тысячи более ярких, чем самые яркие звёзды наше­го неба.

Помимо большого количества звёзд в центральной области Галакти­ки наблюдается околоядерный газо­вый диск, состоящий преимуществен­но из молекулярного водорода. Его радиус превышает 1000 световых лет. Ближе к центру отмечаются области ионизованного водорода и много­численные источники инфракрас­ного излучения, свидетельствующие о происходящем там звездообразова­нии. В самом центре Галактики пред­полагается существование массивно­го компактного объекта — чёрной дыры массой около миллиона масс Солнца. В центре находится также яр­кий радиоисточник Стрелец А, про­исхождение которого связывают с ак­тивностью ядра.

СПИРАЛЬНЫЕ ВЕТВИ. Одним из наи­более заметных образований в дисках галактик, подобных нашей, являются спиральные ветви (или рукава). Они и дали название этому типу объек­тов — спиральные галактики. Спи­ральная структура в нашей Галактике очень хорошо развита. Вдоль рукавов в основном сосредоточены самые молодые звёзды, многие рассеянные звёздные скопления и ассоциации, а также цепочки плотных облаков меж звёздного газа, в которых продолжа­ют образовываться звёзды. В спираль­ных ветвях находится большое коли­чество переменных и вспыхивающих звёзд, в них чаще всего наблюдаются взрывы некоторых типов сверхно­вых. В отличие от гало, где какие-ли­бо проявления звёздной активности чрезвычайно редки, в ветвях продол­жается бурная жизнь, связанная с не­прерывным переходом вещества из межзвёздного пространства в звёзды и обратно. Галактическое магнитное поле, пронизывающее весь газовый диск, также сосредоточено главным образом в спиралях.

Спиральные рукава Млечного Пу­ти в значительной степени скрыты от нас поглощающей материей. Под­робное их исследование началось после появления радиотелескопов. Они позволили изучать структуру Галактики по наблюдениям радиоизлучения атомов межзвёздного водорода, концентрирующегося вдоль Длинных спиралей. По современ­ным представлениям, спиральные Рукава связаны с волнами сжатия, распространяющимися по диску га­лактики. Проходя через области сжа­тия, вещество диска уплотняется, а образование звёзд из газа становит­ся более интенсивным. Причины возникновения в дисках спираль­ных галактик такой своеобразной волновой структуры не вполне ясны. Над этой проблемой работают мно­гие астрофизики.