Галактика

• Галактики

Галактика — это гигантская звёздная система, состоящая из миллионов и миллиардов звёзд, связанных между собой гравитацией, а также межзвёздного газа, пыли, тёмной материи и других объектов. Наша собственная Галактика называется Млечный Путь, и в ней находится наша Солнечная система.

Термин «галактика» происходит от древнегреческого слова γαλαξίας («галактос» — молоко), так как древние греки сравнивали светящуюся полосу Млечного Пути с след от пролитого молока на ночном небе.

Что такое галактика?

Галактика — это огромное скопление звёзд, удерживаемое вместе силой тяжести. В каждой галактике могут быть:

• Звёзды разных возрастов
• Облака межзвёздного газа и пыли
• Чёрные дыры (включая сверхмассивную в центре)
• Шаровые скопления
• Планеты, кометы и метеориты

Существует три основных типа галактик:

• Спиральные
• Эллиптические
• Неправильные

Наша галактика — спиральная с перемычкой (Sb или SBc), и в ней примерно от 200 до 400 миллиардов звёзд.

Классификация галактик

1. Спиральные галактики

• Имеют чётко выраженные рукава, закрученные вокруг центрального ядра.
• Часто содержат много молодых голубых звёзд, формирующихся в этих рукавах.
• Пример: Млечный Путь, галактика Андромеды (M31).

2. Эллиптические галактики

• Форма варьируется от почти круглой до сильно вытянутой.
• Состоят в основном из старых звёзд, таких как красные гиганты.
• Редко образуют новые звёзды, так как в них мало газа и пыли.
• Пример: М87 (галактика в скоплении Девы).

3. Неправильные галактики

• Не имеют чёткой формы.
• Могут быть искажены в результате слияния с другими галактиками.
• Много молодых звёзд и газа.
• Пример: Большое Магелланово Облако — спутник Млечного Пути.

Наша Галактика — Млечный Путь

Млечный Путь — спиральная галактика с перемычкой, диаметром около 100 000 световых лет, и содержит более 200 миллиардов звёзд. Он относится к типу SBc, то есть имеет слабо очерченные спирали и большую центральную перемычку.

Основные особенности:

• Центральная часть: балдж (утолщение), где находится сверхмассивная чёрная дыра Стрелец A*.
• Рукава: четыре крупных рукава, в одном из которых — рукаве Ориона — расположена наша Солнечная система.
• Гало: окружающая диск оболочка, заполненная старыми звёздами и шаровыми скоплениями.
• Вращение: звёзды и газ вращаются вокруг центра со скоростью около 220 км/с. Наши Солнце делает один оборот за 230 миллионов лет.

Как мы видим Млечный Путь?

Поскольку мы находимся внутри нашей галактики, мы не можем увидеть её полностью. Однако невооружённым глазом в ясную ночь можно наблюдать светящуюся полосу Млечного Пути, которая представляет собой скопление далёких звёзд, лежащих в плоскости галактики.

Эта полоса напоминает разлитое молоко по небу — отсюда и название.

С помощью телескопов и радиообсерваторий мы можем строить модели и карты галактики, используя наблюдения за движением звёзд, газа и других структур.

Состав галактики

1. Звёзды

• От маленьких красных карликов до массивных голубых сверхгигантов.
• Многие звёзды образуют двойные и кратные системы.
• Некоторые находятся в шаровых скоплениях, которые обращаются вокруг галактики.

2. Межзвёздный газ и пыль

• Основной компонент для рождения новых звёзд.
• Содержит водород, гелий и другие элементы.
• Может быть плотным (молекулярные облака) или разреженным (HI-области).

3. Тёмная материя

• Хотя она невидима, её присутствие определяется по движению звёзд и газа.
• Предполагается, что гало Млечного Пути окружено ореолом из тёмной материи.
• Без неё галактика не смогла бы удерживать свою структуру.

4. Чёрные дыры

• В центре Млечного Пути — чёрная дыра Стрелец А* массой 4,3 млн масс Солнца.
• Есть и другие чёрные дыры, особенно в ядрах звёздных скоплений.

Галактика и её соседи

Млечный Путь не одинок. Он является частью Местной группы галактик, куда входят:

• Андромеда (M31) — самая близкая к нам крупная галактика, в два раза больше нашей.
• Галактика Треугольника (M33) — третья по величине в группе.
• Более чем 50 карликовых галактик, включая Большое и Малое Магеллановы Облака.

Интересно, что через примерно 4–5 миллиардов лет Млечный Путь начнёт сливаться с Андромедой, образуя новую галактику, которую иногда называют Милкомедой (Milkomeda) или MilkyWaymede.

Галактика Андромеды

Андромеда (M31) — это ближайшая к нам большая галактика, удалённая на 2,52 миллиона световых лет. Она немного больше Млечного Пути и содержит до одного триллиона звёзд.

Особенности:

• Визуально кажется как светящееся эллиптическое пятно на ночном небе.
• Впервые упоминалась ещё в VI веке до н.э., но только в XX веке стало ясно, что это не просто туманность, а полноценная галактика.
• У неё есть свои спутники — более десятка карликовых галактик, такие как галактика Андромеды dSph.

Как устроена наша галактика?

Млечный Путь состоит из нескольких частей:

1. Диск

• Самая заметная часть, где находятся спиральные рукава.
• Здесь рождаются новые звёзды, потому что много газа и пыли.

2. Балдж (центральное утолщение)

• Расположен в направлении созвездия Стрельца.
• Содержит Стрельца А* — сверхмассивную чёрную дыру.
• В балдже много старых звёзд, и он может быть остатком древней галактики.

3. Перемычка (бар)

• Центральная звёздная структура, идущая через балдж.
• Её наличие подтверждено наблюдениями телескопа Спитцер.

4. Гало

• Шарообразная область вокруг диска.
• Содержит старые звёзды, шаровые скопления, потоки звёзд и темную материю.

5. Спиральные рукава

• В Млечном Пути их четыре основных, хотя точная структура всё ещё изучается.
• Мы находимся в одном из второстепенных рукавов — рукаве Ориона.

Интересные факты о галактиках

• Галактика Треугольника (M33) — третья по размеру в нашей группе, но её масса всего 5% от Млечного Пути.
• Большое Магелланово Облако — карликовая галактика, связанная с Млечным Путём гравитационно. В ней активно образуются новые звёзды.
• Самая далёкая известная галактика — UDFj-39546284, удалённая на 13,3 миллиарда световых лет.
• Галактика Андромеды будет первым галактическим соседом, с которым мы столкнёмся через несколько миллиардов лет.
• У некоторых галактик нет спиральной структуры, они хаотичны и называются неправильными, например, Малое Магелланово Облако.

Современные исследования галактик

Сегодня астрономы используют:

• Космический телескоп Хаббл — для наблюдения далёких галактик;
• Джеймс Уэбб — для изучения самых ранних галактик во Вселенной;
• Gaia — для построения точной карты Млечного Пути;
• ALMA и VLT — для изучения химического состава и структуры галактик;
• Радиоинтерферометрия — для наблюдения за активными ядрами галактик.

Один из главных вопросов современной астрономии:

Почему галактики вращаются так быстро, если масса обычного вещества недостаточна для этого?
Ответ — тёмная материя, которая, возможно, составляет до 90% массы галактики.