чем отличаются по составу спиральные и эллиптические галактики

Различные типы галактик во Вселенной

Наши знания о галактиках (в том числе о Млечном Пути) эволюционировали от философского мышления Аристотеля в 5-м веке до нашей эры до революционных открытий Эдвина Хаббла в начале 1920-х годов до крупных научных открытий в конце 20-го и 21-го века.

В наблюдаемой вселенной насчитывается около двух триллионов галактик или более. Большинство обнаруженных галактик на сегодняшний день имеют отличительные особенности и различаются по форме и размерам.

Чтобы классифицировать различные галактики, астрономы и исследователи используют морфологическую классификацию, известную как последовательность Хаббла (разработанная Эдвином Хабблом), которая помогает им точно изучать отдельные галактики.

Метод Хаббла был позже изменен французским астрономом Жераром де Вокулером в 1959 году. На основе этих классификаций и нескольких других характеристик мы обсудили различные типы галактик ниже.

Последовательность Хаббла

Схема классификации галактик по Хабблу

В 1926 году Эдвин Хаббл выдвинул первую в мире морфологическую схему классификации галактик; классификация Хаббла. Он распознает три основных типа галактик; Эллиптические, спиральные и линзовидные. Эти широкие категории галактик подразделяются на систему, называемую диаграммой камертона.

Эллиптические галактики

Эллиптические галактики, как правило, гладкие и безликие. Схема классификации Хаббла, разделить эти галактики на основе их скорости эллиптичности, E0, будучи почти сферической к E7, высоко вытянутой галактики.

Одной из наиболее примечательных особенностей эллиптических галактик является то, что они имеют очень небольшое количество открытых скоплений (группа из нескольких тысяч звезд) и низкий уровень звездообразования. Эти галактики обычно состоят из более старых, более развитых звезд.

Примеры эллиптических галактик: Messier 87, IC 1101 и Maffei 1 (ближайшая эллиптическая галактика).

Спиральные галактики

Рукава спиральной галактики отчетливо видны из-за присутствия в изобилии молодых, все еще формирующихся звезд.

Спиральная галактика с перемычкой

Предполагается, что эти галактические бары являются временными (они распадаются со временем) и вызваны либо выбросом энергии из ядра наружу, либо мощным приливным взаимодействием с соседней галактикой.

Примеры спиральных галактик с перемычкой: Млечный Путь, Галактика Андромеды и Галактика Водоворот.

Линзовидная (линзообразная) галактика

В самом центре системы Хаббла, где раздваиваются две ветви спиральных галактик, можно увидеть промежуточные галактики, обозначенные символом S0.

Эти типы галактик известны как линзовидные галактики. Они имеют яркую выпуклость в своей основе и имеют эллиптическую форму. Однако, в отличие от спиральных галактик, у них нет спиральных рукавов и они не производят новых звезд со значительной скоростью.

Система классификации галактик де Вокулера

Основываясь на последовательности Хаббла, французский астроном де Вокулер разработал расширение морфологической классификации галактики. Он утверждал, что классификация Хаббла неполна и не описывает их в полной мере.

В то время как система де Вокулер сохраняет первичную классификацию галактик, эллиптических, спиралевидных, линзовидных и неправильных, она вводит более детальную классификацию галактик, которая фокусируется на их кольцах, барах и спиральных рукавах.

Некоторые другие типы галактик основаны на их морфологии

Пекулярная галактика

Пекулярная галактика: Пекулярная галактика, как следует из названия, представляет собой галактику странной формы, размера и неизвестного состава. Только небольшой процент всех обнаруженных галактик относится к категории особых галактик. AGN (активные галактические ядра) и взаимодействующие галактики в настоящее время представляют собой два типа пекулярных галактик, идентифицированных астрономами.

Считается, что эти типы галактик являются результатом гравитационного перетягивания каната между двумя галактиками, когда они находятся очень близко друг к другу. Две пострадавшие стороны развивают своеобразные визуальные свойства из-за массового приливного взаимодействия.

Снимок объекта Хога, сделанный телескопом Хаббл. Предоставлен NASA/ESA.

Кольцевая Галактика: Кольцевая галактика содержит множество массивных, молодых и ярких звезд, окружающих относительно менее яркое ядро. Объект Хога является прекрасным примером кольцевых галактик, расположенных на расстоянии около 600 млн световых лет в созвездии Змеи.

Одной из ведущих теорий относительно их образования является гравитационное разрушение, вызванное близким проходом меньшей галактики вблизи ядра большей.

Неправильные галактики: те галактики, которые нельзя отнести ни к эллиптическим, ни к спиральным, известны как Нерегулярные галактики. Они имеют хаотичный вид и не имеют ни спиральной руки, ни центральной выпуклости. Нерегулярные галактики можно разделить на три подкатегории: галактики Irr-I, lrr-II и dI-галактики, ни одна из которых не совпадает со схемой Хаббла.

Активные галактики

В приведенном выше разделе мы рассмотрели галактики, основанные на их морфологии или их внешнем виде. Но если галактика, независимо от ее формы, содержит активное галактическое ядро, то она также может быть классифицирована как активная галактика.

Что такое активное галактическое ядро, спросите вы, ну, это компактная область вблизи центра галактики, которая имеет большую, чем обычно, светимость почти по всему электромагнитному спектру.

Активные галактики делятся на две категории; радио-тихие AGN и радио-громкие AGN. В радиомолчании AGN, таких, как галактики Сейферта, наблюдаются узкие, а иногда и широкие линии излучения, нечастое сильное рентгеновское излучение и слабая радиоструя. Другими типами радио-тихих AGN являются LINER, Quasar 2 и радио-тихие квазары.

Изображение, полученное телескопом Хаббла, показывает выброшенную струю материи из Мессье 87, активной галактики, движущейся почти со скоростью света.

Галактика со вспышкой звездообразования

Известно, что галактики со вспышками звезд генерируют новые звезды с исключительно высокой скоростью. Эта скорость настолько высока, что эти галактики обязаны использовать весь свой звездообразующий газовый резервуар намного быстрее, чем любые другие типы галактик. Большинство наблюдаемых галактик со звездными всплесками либо проходят через галактическое слияние, либо вот-вот столкнутся с ним.

На протяжении многих лет астрономы незначительно классифицировали галактики звездообразования на основе их отчетливых видимых характеристик. Это голубые компактные галактики, светящиеся инфракрасные галактики и галактики Вольфа-Райе. Один из них описан ниже.

Светящиеся инфракрасные галактики: инфракрасные галактики, скорее всего, представляют собой одиночные газообразные спирали, которые получают свою инфракрасную светимость либо от большого числа звезд, упакованных в компактную область, либо от активного галактического ядра. Считается, что светящаяся инфракрасная галактика имеют яркость более чем в 100 миллиардов раз больше, чем Солнце.

Обычно считается, что некоторые светящиеся инфракрасные галактики создают почти 100 новых звезд по сравнению только с 7 звездами Млечного Пути каждый год, таким образом, они поддерживают свои чрезвычайно высокие уровни яркости.

Галактики с низкой активностью

Галактика низкой поверхностной яркости: галактики этого типа в основном карликовые, и большая часть их вещества находится в газообразной водородной форме, а не в звездах. Они очень слабые из-за отсутствия звездообразования.

Источник

Филин С. Концепции современного естествознания: конспект лекций

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЛЕКЦИЯ № 4. Галактики. «Трупы» звезд
1. Галактики. Многообразие галактик

Неизвестно, когда впервые человек посмотрел на небо: с тех далеких времен прошло много тысячелетий. Достоверно известно только то, что человек всегда почитал небо, а также уважал и боялся его. Такое отношение объяснить очень просто: там, на небе, жили боги. Человек старался их задобрить, умилостивить. Если боги будут добры, значит, они пошлют дождь, а будет дождь – будет и урожай на будущий год. Если же боги разозлятся, то они пошлют гром, молнию и засуху на землю. Поэтому в те далекие времена никто не решался разозлить своих богов; у каждого народа были свои боги.
А что же такое звезды? Звезды – это души умерших, которые смотрят и следят за нами. Так считалось в далекой древности.
Откуда людям было тогда знать, что звезды – это далеко не души, а небесное тело с невероятно высокой температурой. Через столетия люди стали замечать на небе какие-то непонятные «дымки», туманные пятна. С помощью телескопов человеческий глаз увидел, что внутри этих туманностей находятся целые скопления звезд. Такие скопления звезд получили название галактики.
Еще в XVIII в. В. Гершель, известный английский астроном и оптик, открывший планету Уран, исследовавший двойные звезды и структуру Млечного Пути, построивший несколько крупнейших для своего времени телескопов, открыл несколько тысяч туманных пятен (которые получили название туманности). В. Гершель заносил открытые им туманности в каталоги. В процессе исследования и наблюдения за этими туманностями было установлено, что многие из них имеют спиральную структуру.
В науке астрономии все галактики делят на три большие группы. В основе данной классификации лежит внешний вид галактик.
Три группы (класса) галактик:
1) спиральные галактики;
2) неправильные галактики;
3) эллиптические галактики.
Рассмотрим эти виды галактик.
Спиралевидные галактики. Их ветви состоят из горячих звезд, сверхгигантов; они излучают радиоволны. Примерно десять процентов от массы всей такой галактики составляет масса нейтрального водорода. Главное отличие спиральных галактик заключается в том, что они вращаются с бешеной скоростью.
Неправильные галактики. Что же их отличает? Для начала окунемся в историю. В XVI в. Фердинанд Магеллан совершал свои знаменитые кругосветные путешествия, которые помогли «уничтожить» множество «белых пятен» на географической карте нашей планеты. Путешественники в южном полушарии неба заметили и в течение продолжительного отрезка времени наблюдали за двумя небольшими звездными облаками. Позже эти облака стали называться в честь самого знаменитого путешественника: Большим и Малым Магеллановыми Облаками. На самом деле это никакие не облака, а самые настоящие галактики, которые относятся к группе неправильных. Эти галактики отличаются тем, что:
1) они имеют бесформенный вид;
2) их звездный состав такой же, как и у ветвей спиральных галактик, за одним исключением: у неправильных нет ядра;
3) неправильные галактики встречаются очень-очень редко.
Эллиптические галактики. Данные галактики встречаются гораздо чаще, чем спиральные и неправильные галактики. Назовем отличительные черты эллиптических галактик:
1) их можно принять за шаровые скопления звезд, если не учесть, что галактика больше их по размерам;
2) вращаются они очень медленно, и, следовательно, они слабо сплюснуты. Это главное их отличие от спиральных галактик (которые вращаются очень быстро и вследствие этого, сильно похожи на веретено);
3) эллиптические галактики не содержат в себе ни звезд-гигантов, ни туманностей.

2. «Трупы» звезд: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры
Белые карлики

Звезды, как и многое в нашей Вселенной, не вечны, продолжительность их жизни составляет десятки миллионов лет, тем не менее это несравнимо с годами существования Вселенной.
В конце своей жизни звезда становится белым карликом. «Смерть» небесного тела наступает после того, как оно исчерпало весь запас своих источников термоядерной энергии. Причем белыми карликами становятся не все звезды, а лишь звезды средней и малой массы.
Белые карлики не светятся сами по себе, так как у них внутри нет никаких ядерных процессов. Но все-таки «трупы» звезд светятся. Почему? Свечение белых карликов объясняется очень просто: свечение происходит за счет медленного остывания. Ученый, индийский физик Раман Чандрасекара высчитал массу белого карлика, которую он не может превышать. Согласно Чандрасекаре, масса данного небесного тела равна примерно 1,4 массы Солнца.

Нейтронные звезды

Нейтронная звезда – это, можно сказать, тоже «труп» звезды, но звезды гораздо больших размеров, которая обладает массой, превышающей десять масс нашего Солнца. Радиус нейтронной звезды примерно в полтора-два раза больше массы Солнца, а ее радиус равен примерно 10 – 20 км… В очень редких случаях асса нейтронной звезды может превышать массу Солнца, но не более чем в три раза (это так называемый «предел Оппенгеймера – Волкова». Что произойдет с такой «небольшой» звездочкой, мы узнаем ниже.
В 1930-х гг. Вальтер Бааде и Фриц Цвики выдвинули теорию, согласно которой в результате взрыва сверхновой звезды (сверхновыми звездами называют звезды, которые «неожиданно вспыхивают и угасают подобно новым звездам. Однако в максимуме светимости они бывают в тысячи раз ярче, чем новые звезды») образуется сверхплотная нейтронная звезда. Данная теория была подтверждена почти тридцать лет спустя, когда в Крабовидной туманности был открыт пульсар, т. е. нейтронная звезда, которая вращается с невероятно большой скоростью.
Черные дыры
Понятие «черная дыра» было введено в 1968 г. американским физиком Джоном Уиллером. Этим понятием он обозначил нейтронные звезды, которые в результате действия силы гравитации сжались до такой степени, что свет уже просто не может преодолеть их притяжение. Выше говорилось о том, что масса нейтронной звезды примерно в полтора-два раза больше массы Солнца, но иногда ее масса может быть больше массы Солнца в три и более раза. Так вот, черными дырами и становятся такие вот «исключительные» нейтронные звезды. Гравитационный радиус – это радиус, до которого нейтронная звезда должна сжаться, чтобы стать черной дырой. Если звезда была очень большой, то этот радиус равняется всего нескольким десяткам километров.
.

Источник

Разница между спиральными и эллиптическими галактиками

Содержание:

Спиральные и эллиптические галактики

Спиральные галактики

В целом спиральные галактики содержат примерно 10 9 до 10 11 массы Солнца и имеют светимость от 10 8 и 2 × 10 10 солнечная светимость. Диаметр спиральных галактик может варьироваться от 5 до 250 килопарсеков. Диск спиральных галактик содержит более молодые звезды населения I, тогда как центральный балдж и гало содержат звезды населения I и II.

Теоретически спиральные рукава создаются волнами плотности, пробегающими по диску галактики. Эти волны плотности создают области звездообразования, и более яркие молодые звезды с высокой плотностью в этих областях приводят к более высокой светимости из этой области.

Эллиптические галактики

Эллиптическая галактика может содержать 10 5 до 10 13 солнечных масс и может создавать светимость от 3 × 10 5 до 10 11 солнечные светимости. Диаметр может составлять от 1 килограмма парсека до 200 килограммов парсека. Эллиптическая галактика содержит смесь звезд населения I и населения II внутри тела.

Эллиптические галактики имеют восемь подклассов E0-E7, где эксцентриситет увеличивается в направлении от E0 до E7, а E0 имеет примерно сферическую форму.

В чем разница между спиральными и эллиптическими галактиками?

• Спиральные галактики имеют очень плотное ядро ​​и область звезд, выступающих наружу из дисков и, следовательно, называемую центральным балджем. Эллиптические галактики также имеют плотные центры, но они не выступают за пределы тела галактики.

• Спиральные галактики являются наиболее распространенным типом галактик и содержат три четверти всего населения галактик. Эллиптические галактики относительно редки и составляют лишь пятую часть населения галактик.

• Спиральные галактики имеют области звездообразования в спиральных рукавах; следовательно, у большинства есть звезды населения I. В гало и центральной выпуклости есть звезды населения I и II. Эллиптические галактики, не имеющие структуры, имеют смесь звезд населения I и II.

Источник

Разновидности галактик во Вселенной

Галактики Вселенной-это система звёзд, скоплений, пыли и газа, а также тёмной материи, энергии и планет. К тому же, в этой системе все связано силой гравитации. Считается, что во Вселенной множество соединённых между собой систем. Разумеется, они различны по форме и размерам. Между прочим, существуют определённые виды и типы галактик.

Множество галактик

Спиральные галактики

Они имеют форму плоского диска, центр которого очень яркий. Это и есть ядро.
Более того, характеризуются такие галактики наличием спиральных рукавов. В зависимости от их закрученности разработали классификацию.

Схема строения спиральной галактики

Все спиральные галактики обозначаются буквой S.

Каталог Месье, можно сказать, общепринятый в астрономии. Месье изучал и охарактеризовал множество небесных объектов. Он составил каталог, где их описывал.

К спиральным галактикам, по каталогу Месье, относятся:

Помимо того, спиральные галактики могут быть с перемычкой. Их характерной особенностью является то, что спирали направлены не от ядра, а от перемычек.
Обозначают такие галактики Sb. В свою очередь, подразделяются они на Sba, Sbb, Sbc.
Между собой отличаются по форме и длине перемычки.
К этой группе Месье относил галактики:
⦁ Месье 58, 65, 95 и 109.

Эллиптические галактики

Они могут иметь форму от круглой до продолговато-овальной.
Интересно, что у них нет яркого ядра. И к удивлению, в их составе практически отсутствует межзвёздный газ. В результате, новые звёзды не образуются. Зато в таких галактиках большое количество старых красных звёзд.

эллиптическая галактика

Принято обозначение под буквой E. В зависимости от формы делятся на подвиды: от E0 до E7. Где 0 это абсолютно круглая галактика. В противоположность 7 самая вытянутая форма.
По каталогу Месье к эллиптическим относятся галактики:
⦁ Месье 32, 49, 87 и 89.
Стоит отметить, что эллиптические галактики одни из самых крупных во Вселенной.

Линзовидные галактики

Это, иначе говоря, промежуточный тип галактик. Который, ко всему прочему, имеет большое ядро и диск. Причем рукава отсутствуют. Вдобавок, в состав входят красные гигантские звёзды, такие же как в эллиптических галактиках. Поэтому в них по аналогии отсутствует межзвёздный газ. Но форма диска и движение линзовидных галактик схоже со спиральными.
Обозначают линзовидные галактики S0, SB1 и E8.

Линзовидная галактика

Неправильные галактики

У неправильных галактик отсутствует какая-либо конкретная форма. Но так как таких образований множество во Вселенной, то такие галактики тоже классифицировали.

Месье определил два неправильных формирования: галактики Месье 85 и 86.

Неправильная галактика

Безусловно, множественность и индивидуальность галактик это уже известный факт. Но их изучение продолжается. И вероятно, что учёные откроют ещё много нового.

Источник

Спиральные и эллиптические галактики

Спиральные галактики чаще всего наблюдаются в составе небольших групп, простираются в пространстве на несколько миллионов световых лет. Линзовидные галактики, является одной из разновидностей спиральных (они не имеют спиральных «рукавов»), наоборот, встречаются в составе многочисленных галактических скоплений, которые могут насчитывать сотни галактик и простираться на десятки миллионов световых лет.

Главным отличием эллиптических галактик от сферических является то, что им не хватает очень заметного дискового компонента. Таким образом, они состоят фактически только со сферической части. Именно поэтому эллиптические галактики иногда называют еще сферическими. В отличие от спиральных, эллиптические галактики содержат большое количество разогретого межзвездного газа, что делает их очень похожими на большие газовые пузыри. Пыли и холодного газа в них очень мало.

Эллиптические галактики, кажется, более «гостеприимные», чем их спиральные «сестры». Так, эллиптические галактики гораздо чаще встречаются в составе галактических скоплений. В основном именно крупные эллиптические галактики становятся центрами галактических скоплений, хотя на самом деле их – заметная меньшинство: всего около 15 % от общего количества крупных галактик.

Небольшое количество достаточно значительных по размерам наблюдаемых галактик неподалеку от нашей, не подпадают под описание одной из групп по указанному классификации Хаббла. Это группа так называемых нерегулярных галактик. Она включает в себя небольшие галактики вроде Магеллановых Облаков и различных специфических галактик. Нерегулярные галактики имеют беловатый цвет и похожи на диски спиральных галактик. Наблюдение дальнего космоса дали нам предположить, что спиральных галактик было значительно больше, когда Вселенная была моложе. Есть нерегулярность галактик можно рассматривать как один из этапов их эволюции.

Источник