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
Большая Медведица
12 ч 3 м 9,6 с
44° 31' 55''
SBbc
135°
Андромеда
2 ч 12 м 12,1 с
44° 34' 05''
SBab
140°
Андромеда
2 ч 6 м 51,7 с
44° 34' 21''
Sbc
160°
Гончие Псы
12 ч 28 м 45,5 с
44° 51' 52''
SB0-a
40°
Персей
3 ч 1 м 14,1 с
44° 53' 51''
S0
23°
Рысь
8 ч 59 м 30,6 с
44° 54' 50''
SBb
178°
Рысь
9 ч 12 м 14,5 с
44° 57' 17''
SBc
Персей
3 ч 1 м 13,2 с
44° 57' 20''
Scd
50°
Ящерица
22 ч 12 м 30,3 с
45° 19' 43''
SBa
88°
Геркулес
16 ч 50 м 11 с
45° 25' 16''
Sc
98°
Большая Медведица
10 ч 19 м 54,9 с
45° 33' 00''
SBc
35°
Гончие Псы
12 ч 17 м 30 с
45° 37' 09''
SBd
25°
Гончие Псы
12 ч 25 м 35 с
45° 41' 06''
SBbc/P
105°
Большая Медведица
11 ч 18 м 11,8 с
45° 43' 01''
SBm
Большая Медведица
11 ч 18 м 21,6 с
45° 44' 55''
Sc
104°
Волопас
15 ч 19 м 25,1 с
45° 52' 49''
Sc
85°
Андромеда
2 ч 27 м 51,9 с
45° 56' 49''
SBab
154°
Большая Медведица
10 ч 10 м 54,4 с
45° 57' 1,39''
Sbc
90°
Рысь
8 ч 13 м 14,4 с
45° 59' 29''
SBm
162°
Рысь
8 ч 13 м 41,1 с
45° 59' 36''
SBc
Гончие Псы
13 ч 46 м 24,2 с
46° 06' 27''
SBc
151°
Волопас
14 ч 27 м 28,5 с
46° 08' 51''
Sb
10°
Гончие Псы
13 ч 12 м 6,1 с
46° 11' 47''
SBb
78°
Гончие Псы
12 ч 20 м 38 с
46° 17' 40''
SBcd
130°
Гончие Псы
14 ч 1 м 57,5 с
46° 18' 41''
Sbc
Персей
3 ч 3 м 34,8 с
46° 23' 11''
SBb
28°
Большая Медведица
10 ч 19 м 5,1 с
46° 27' 18''
SBbc/P
Большая Медведица
12 ч 9 м 59,3 с
46° 27' 26''
SBc
104°
Большая Медведица
11 ч 39 м 20,5 с
46° 30' 47''
SBcd
Гончие Псы
12 ч 54 м 37,8 с
46° 31' 53''
Sb
25°
Волопас
14 ч 38 м 12,1 с
46° 38' 17''
Sc
82°
Волопас
14 ч 38 м 37,6 с
46° 39' 49''
S
36°
Гончие Псы
13 ч 28 м 10 с
46° 40' 20''
SBbc
103°
Волопас
14 ч 38 м 53 с
46° 40' 28''
S0
140°
Большая Медведица
11 ч 26 м 17,6 с
46° 58' 28''
S0-a
130°
Гончие Псы
12 ч 23 м 27,9 с
46° 59' 38''
SB0
99°
Гончие Псы
13 ч 29 м 59,2 с
47°
SB0
Гончие Псы
12 ч 16 м 26,3 с
47° 01' 32''
Sa/P
127°
Большая Медведица
11 ч 33 м 20,8 с
47° 01' 40''
SBc
10°
Гончие Псы
12 ч 15 м 50,6 с
47° 05' 24''
Sb
50°
Рысь
7 ч 12 м 28,6 с
47° 10' 02''
SBbc
165°
Гончие Псы
13 ч 56 м 16,7 с
47° 14' 08''
SBa
23°
Геркулес
16 ч 59 м 1,3 с
47° 14' 16''
SB0
19°
Большая Медведица
11 ч 58 м 37,1 с
47° 15' 37''
SBcd
66°
Волопас
14 ч 49 м 34,3 с
47° 22' 34''
SBab
150°
Гончие Псы
12 ч 17 м 50,4 с
47° 24' 33''
SBb
108°
Гончие Псы
12 ч 16 м 49 с
47° 26' 20''
SBb/P
155°
Гончие Псы
12 ч 16 м 48,9 с
47° 27' 29''
SA
33°
Большая Медведица
12 ч 6 м 0,9 с
47° 28' 33''
SBc
20°
Большая Медведица
11 ч 46 м 7,3 с
47° 29' 40''
Sc
35°

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.