Архитектура спиральных галактик: как устроены главные жемчужины Вселенной
иконка сайта par-all-ax

Спиральные галактики

описание

Спиральные галактики

Спиральные галактики являются одним из самых распространённых и узнаваемых типов звёздных систем во Вселенной. Их отличительная черта – наличие ярких спиральных рукавов, которые расходятся от центрального ядра, образуя величественный вращающийся диск. К этому классу относится большинство наблюдаемых галактик, включая наш Млечный Путь и ближайшую к нам крупную галактику – Туманность Андромеды (M31).

Вселенная:

Список основных объектов видимой вселенной:

Видимая Вселенная — это часть космоса, которую мы можем наблюдать с Земли, учитывая ограничение скорости света и возраст Вселенной.

Созвездия

Структура спиральных галактик:

Архитектура спиральной галактики сложна и состоит из нескольких ключевых компонентов:

  • Галактический диск: Это плоская, вращающаяся структура, содержащая основную массу звёзд, газа и пыли. Именно в диске проявляется спиральная структура. Размеры дисков могут достигать от нескольких до сотен килопарсек, а скорость их вращения на периферии составляет от 100 до 400 км/с.
  • Спиральные рукава: Эти области не являются жёсткими структурами. Это волны плотности, зоны повышенной концентрации межзвёздного газа и пыли. Уплотнение материи запускает активные процессы звездообразования, благодаря чему рукава ярко светятся от молодых, горячих голубых звёзд и облаков ионизованного водорода. Особенно контрастно они видны в ультрафиолетовом и дальнем инфракрасном диапазонах.
  • Балдж: Центральное сгущение звёзд, напоминающее эллиптическую галактику. Балдж состоит в основном из старых звёзд. В последовательности Хаббла (Sa, Sb, Sc и т.д.) яркость и размер балджа уменьшаются от типа Sa к Sd.
  • Гало: Сферическое образование, окружающее диск и балдж. Оно содержит шаровые звёздные скопления, старые звёзды, разреженный горячий газ и большую часть невидимой тёмной материи, которая определяет динамику галактики.
  • Бар (перемычка): Во многих спиральных галактиках (обозначаемых SB) в центре присутствует вытянутая структура из звёзд – бар, который соединяет ядро со спиральными рукавами и способствует перетеканию газа внутрь галактики.
  • Ядро: В центре массивных спиральных галактик часто находится сверхмассивная чёрная дыра.

Классификация и разнообразие:

Спиральные галактики классифицируются по последовательности Хаббла, которая отражает степень закрученности их рукавов и выраженность балджа:

  • Типы Sa/SBa: Рукава туго закручены, балдж большой и яркий.
  • Типы Sb/SBb: Промежуточные параметры.
  • Типы Sc/SBc: Рукава лохматые и клочковатые, балдж небольшой, доля межзвёздного газа максимальна.

Некоторые галактики имеют чёткий двухрукавный узор, в то время как другие (флоккулентные) обладают фрагментированной, «ватной» спиральной структурой.

Происхождение спиральной структуры:

Возникновение спиральных рукавов – одна из ключевых нерешённых проблем астрофизики. «Проблема закручивания» заключается в том, что если бы рукава были постоянными материальными структурами, они бы растянулись и исчезли за несколько оборотов галактики.

Наиболее подходящая теория объясняет их природу как волн плотности. Этот спиральный узор движется по диску со своей собственной скоростью, не совпадающей со скоростью вращения звёзд и газа. Звёзды и газовые облака входят в волну, сжимаются, что провоцирует вспышку звездообразования, и выходят из неё. Таким образом, рукав – это не постоянный объект, а динамический процесс, подобный пробке на дороге.

Источником таких волн могут служить гравитационные неустойчивости внутри диска или гравитационное влияние соседних галактик. Холодный газ играет важную роль в поддержании этой структуры; в галактиках с его недостатком спиральные рукава выражены слабо или отсутствуют (линзовидные галактики).

Источник: составлено на основе данных космических телескопов "Хаббл", GALEX и "Гершель", а также современных астрофизических моделей.

Название
Созвездие
Прямое восхождение
Склонение
Тип
Угловое
Райская Птица
16 ч 54 м 57,7 с
-72° 35' 12''
Sbc
10°
Райская Птица
15 ч 11 м 54,1 с
-72° 51' 32''
Sbc
128°
Павлин
20 ч 42 м 8,6 с
-73° 37' 08''
SB0
115°
Киль
9 ч 50 м 8 с
-73° 55' 17''
SBbc
70°
Летучая Рыба
6 ч 43 м 6,1 с
-74° 13' 35''
(S0-) + Ring
Южная Гидра
1 ч 39 м 13,4 с
-75° 00' 41''
SB0
113°
Октант
21 ч 44 м 16 с
-75° 06' 39''
SBa
74°
Южная Гидра
1 ч 41 м 48,9 с
-75° 16' 03''
Sc
150°
Райская Птица
15 ч 48 м 16 с
-75° 40' 23''
SBc
90°
Райская Птица
15 ч 46 м 58,8 с
-75° 47' 13''
SBc
43°
Хамелеон
11 ч 16 м 5 с
-76° 13' 02''
SBab
78°
Октант
18 ч 21 м 24,7 с
-76° 34' 58''
S0
80°
Хамелеон
9 ч 26 м 13,6 с
-76° 37' 36''
SBa
129°
Райская Птица
14 ч 34 м 1,5 с
-78° 23' 16''
Sab
63°
Эридан
3 ч 28 м 5,96 с
-8° 23' 19,03''
Sc
144°
Кит
2 ч 41 м 46,8 с
-8° 24' 12''
Sp...
Гидра
8 ч 20 м 48,17 с
-8° 55' 6,37''
Sab
153°
Октант
20 ч 43 м 57,1 с
-80° 00' 01''
S0
142°
Октант
21 ч 52 м 24,8 с
-81° 31' 53''
Sc
Октант
23 ч 26 м 28,3 с
-81° 54' 40''
Sc
36°
Октант
18 ч 22 м 15,9 с
-85°
S0
156°
Октант
23 ч 12 м 14,6 с
-89° 07' 27''
SBb
18°
Кит
0 ч 34 м 2,79 с
-9° 42' 18,98''
SBbc
75°
Кит
0 ч 56 м 42,66 с
-9° 54' 50,10''
ScI
175°
Рыбы
23 ч 30 м 32 с
00° 04' 53''
S0-a
21°
Дева
12 ч 32 м 45,6 с
00° 06' 56''
Sc
83°
Рыбы
23 ч 18 м 56,4 с
00° 14' 39''
Sb/P
165°
Орион
4 ч 49 м 33,8 с
00° 15' 12''
S0
130°
Рыбы
23 ч 18 м 15,6 с
00° 15' 42''
Sa
102°
Рыбы
23 ч 36 м 31,3 с
00° 17' 51''
SBb
35°
Кит
2 ч 43 м 31,3 с
00° 18' 25''
SBb
11°
Водолей
20 ч 47 м 18,9 с
00° 19' 19''
SBab
75°
Секстант
9 ч 42 м 3,3 с
00° 20' 10''
Sc
65°
Дева
13 ч 21 м 22,9 с
00° 20' 34''
Sa
170°
Рыбы
23 ч 54 м 10,1 с
00° 23' 00''
S0
100°
Дева
12 ч 32 м 28,1 с
00° 23' 25''
SBdm
30°
Рыбы
23 ч 54 м 10,6 с
00° 23' 39''
S0-a
Водолей
20 ч 47 м 34 с
00° 24' 44''
S0-a
105°
Водолей
20 ч 47 м 7,2 с
00° 25' 49''
S0
57°
Кит
2 ч 41 м 45,3 с
00° 26' 34''
SBb
105°
Дева
15 ч 9 м 49,4 с
00° 28' 13''
S0
125°
Водолей
20 ч 47 м 20,5 с
00° 29' 03''
S0
66°
Водолей
22 ч 8 м 34,5 с
00° 30' 44''
S0
88°
Рыбы
23 ч 44 м 2 с
00° 31' 03''
SBb
80°
Кит
1 ч 58 м 40,8 с
00° 31' 44''
Sbc
30°
Змея
15 ч 54 м 18,9 с
00° 32' 35''
S0-a
102°
Рыбы
23 ч 56 м 7,8 с
00° 32' 59''
S0-a
104°
Телец
4 ч 32 м 6,1 с
00° 34' 04''
S0
130°
Водолей
22 ч 3 м 15,9 с
00° 34' 17''
SBb
115°
Дева
12 ч 25 м 42,6 с
00° 34' 21''
SB0-a
82°

Спиральные галактики

Происхождение спиральной структуры

Возникновение спиральных рукавов – одна из ключевых нерешённых проблем астрофизики. «Проблема закручивания» заключается в том, что если бы рукава были постоянными материальными структурами, они бы растянулись и исчезли за несколько оборотов галактики.

Наиболее подходящая теория объясняет их природу как волн плотности. Этот спиральный узор движется по диску со своей собственной скоростью, не совпадающей со скоростью вращения звёзд и газа. Звёзды и газовые облака входят в волну, сжимаются, что провоцирует вспышку звездообразования, и выходят из неё. Таким образом, рукав – это не постоянный объект, а динамический процесс, подобный пробке на дороге.

Источником таких волн могут служить гравитационные неустойчивости внутри диска или гравитационное влияние соседних галактик. Холодный газ играет важную роль в поддержании этой структуры; в галактиках с его недостатком спиральные рукава выражены слабо или отсутствуют (линзовидные галактики).

Источник: составлено на основе данных космических телескопов "Хаббл", GALEX и "Гершель", а также современных астрофизических моделей.