Реферат: Галактика
РАЗМЕРЫ ИСТРОЕНИЕ НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ
Основываясь на результатах своихподсчётов, Гершель предпринял попытку определить размеры Галактики. Онзаключил, что наша звёздная система имеет конечные размеры и образует своегорода толстый диск: в плоскости Млечного Пути она простирается на расстояние неболее 850 единиц, а в перпендикулярном направлении— на200единиц, если принять за единицу расстояние до Сириуса. По современной шкалерасстояний это соответствует7300 х1700 световых лет.
Эта оценка в целом, верно, отражаетструктуру Млечного Пути, хотя она весьма неточна. Дело в том, что кроме звёзд всостав диска Галактики входят также многочисленные газопылевые облака, которыеослабляют свет удалённых звёзд. Первые исследователи Галактики не знали обэтом поглощающем веществе и считали, что они видят все её звёзды.
Истинные размеры Галактики былиустановлены только вXX в. Оказалось,что она является значительно более плоским образованием, чем предполагалиранее. Диаметр галактического диска превышает100 тыс. световых лет, а толщина—около 1000 световых лет. По внешнему видуГалактика напоминает чечевичное зерно сутолщением посередине.
Из-за того, что Солнечная системанаходится практически в плоскости Галактики, заполненной поглощающей материей,очень многие детали строения Млечного Пути скрыты от взгляда земногонаблюдателя. Однако их можно изучать на примере других галактик, сходных снашей. Так, в 40-е гг.XX столетия,наблюдая галактику М31, большеизвестную как туманность Андромеды, немецкий астроном Вальтер Бааде (в тегоды он работал в США) заметил, что плоский линза образный диск этой огромнойгалактики погружён в более разреженное звёздное облако сферической формы— гало. Поскольку туманность Андромедыочень похожа на нашу Галактику, Бааде предположил, что подобная структураимеется и у Млечного Пути. Звёзды галактического диска были названы населениемI типа, а звёзды гало (или сферической составляющей)— населениемIIтипа.
Как показывают современные исследования,два вида звёздного населения отличаются не только пространственнымположением, но и характером движения, а также химическим составом. Этиособенности связаны в первую очередь с различным происхождением диска и сферическойсоставляющей.
ГАЛО. Границы нашей Галактики определяютсяразмерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторымданным достигает нескольких сот тысяч световых лет. Центр симметрии галоМлечного Пути совпадает с центром галактического диска.
Состоит гало в основном из очень старых,неярких мало массивных звёзд. Они встречаются как поодиночке, так и в видешаровых скоплений, которые могут включать в себя более миллиона звёзд. Возрастнаселения сферической составляющей Галактики превышает12 млрд. лет. Его обычно принимают за возраст самой Галактики.
Характерной особенностью звёзд галоявляется чрезвычайно малая доля в них тяжёлых химических элементов. Звёзды,образующие шаровые скопления, содержат металлов в сотни раз меньше, чемСолнце.
Звёзды сферической составляющей концентрируются к центру Галактики.Центральная, наиболее плотная часть гало в пределах нескольких тысяч световыхлет от центра Галактики называется балдж (в переводе с английского“утолщение”).
Звёзды и звёздные скопления гало движутсявокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Из-за того, что вращениеотдельных звёзд происходит почти беспорядочно (т. е. скорости соседних звёздмогут иметь самые различные направления), гало в целом вращается оченьмедленно.
ДИСК. По сравнению с гало диск вращаетсязаметно быстрее. Скорость его вращения не одинакова на различных расстоянияхот центра. Она быстро возрастает от нуля в центре до200—240 км/с на расстоянии 2тыс. световых лет от него, затем несколько уменьшается, снова возрастаетпримерно до того же значения и далее остаётся почти постоянной. Изучениеособенностей вращения диска позволило оценить его массу. Оказалось, что она в150 млрд. раз больше массы Солнца.
Население диска очень сильно отличаетсяот населения гало. Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звёзды извёздные скопления, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет.Они образуют так называемую плоскую составляющую. Среди них очень много яркихи горячих звёзд.
Газ в диске Галактики также сосредоточенв основном вблизи его плоскости. Он распределён неравномерно, образуямногочисленные газовые облака— отгигантских неоднородных по структуре сверх облаков протяжённостью несколькотысяч световых лет до маленьких облачков размерами не больше парсека.
Основным химическим элементом в нашейГалактике является водород. Приблизительно на1/4 она состоит из гелия. По сравнению с этими двумя элементамиостальные присутствуют в очень небольших количествах. В среднем химическийсостав звёзд и газа в диске почти такой же, как у Солнца.
ЯДРО. Одной из самых интересных областейГалактики считается её центр, или ядро, расположенное в направлениисозвездия Стрельца. Видимое излучение центральных областей Галактикиполностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи. Поэтому его началиизучать только после создания приёмников инфракрасного и радиоизлучения,которое поглощается в меньшей степени.
Для центральных областей Галактикихарактерна сильная концентрация звёзд: в каждом кубическом парсеке вблизицентра их содержатся многие тысячи. Расстояния между звёздами в десятки и сотнираз 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, пояркости сопоставимых с Луной, и многие тысячи более ярких, чем самые яркиезвёзды нашего неба.
Помимо большого количества звёзд вцентральной области Галактики наблюдается околоядерный газовый диск,состоящий преимущественно из молекулярного водорода. Его радиус превышает1000 световых лет. Ближе к центру отмечаютсяобласти ионизованного водорода и многочисленные источники инфракрасногоизлучения, свидетельствующие о происходящем там звездообразовании. В самомцентре Галактики предполагается существование массивного компактного объекта— чёрной дыры массой около миллиона массСолнца. В центре находится также яркий радиоисточник Стрелец А, происхождениекоторого связывают с активностью ядра.
СПИРАЛЬНЫЕ ВЕТВИ. Одним из наиболеезаметных образований в дисках галактик, подобных нашей, являются спиральныеветви (или рукава). Они и дали название этому типу объектов— спиральные галактики. Спиральнаяструктура в нашей Галактике очень хорошо развита. Вдоль рукавов в основномсосредоточены самые молодые звёзды, многие рассеянные звёздные скопления иассоциации, а также цепочки плотных облаков меж звёздного газа, в которыхпродолжают образовываться звёзды. В спиральных ветвях находится большое количествопеременных и вспыхивающих звёзд, в них чаще всего наблюдаются взрывы некоторыхтипов сверхновых. В отличие от гало, где какие-либо проявления звёзднойактивности чрезвычайно редки, в ветвях продолжается бурная жизнь, связанная снепрерывным переходом вещества из межзвёздного пространства в звёзды иобратно. Галактическое магнитное поле, пронизывающее весь газовый диск, такжесосредоточено главным образом в спиралях.
Спиральные рукава Млечного Пути взначительной степени скрыты от нас поглощающей материей. Подробное ихисследование началось после появления радиотелескопов. Они позволили изучатьструктуру 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 звёздиз газа становится более интенсивным. Причины возникновения в дисках спиральныхгалактик такой своеобразной волновой структуры не вполне ясны. Над этойпроблемой работают многие астрофизики.