În 1845, astronomul englez Lord Ross a descoperit o întreagă clasă de nebuloase de tip spirală. Natura lor a fost stabilită abia la începutul secolului al XX-lea. Oamenii de știință au demonstrat că aceste nebuloase sunt sisteme stelare uriașe asemănătoare galaxiei noastre, dar se află la multe milioane de ani lumină de aceasta.
Informații generale
Galaxiile spirale (fotografiile din acest articol demonstrează caracteristicile structurii lor) arată ca o pereche de farfurii stivuite împreună sau ca o lentilă biconvexă. Ele pot detecta atât un disc stelar masiv, cât și un halou. Partea centrală, care seamănă vizual cu umflarea, se numește în mod obișnuit umflătură. Iar banda întunecată (un strat opac al mediului interstelar) care străbate discul se numește praf interstelar.
Galaxiile spirale sunt de obicei notate cu litera S. În plus, ele sunt de obicei împărțite în funcție de gradul de structură. Pentru a face acest lucru, literele a, b sau c sunt adăugate personajului principal. Astfel, Sa corespunde unei galaxii cu un subdezvoltatstructură în spirală, dar cu miez mare. A treia clasă - Sc - se referă la obiecte opuse, cu un miez slab și ramuri puternice în spirală. Unele sisteme stelare din partea centrală pot avea un jumper, care se numește în mod obișnuit bară. În acest caz, la denumire se adaugă simbolul B. Galaxia noastră este de tip intermediar, fără jumper.
Cum s-au format structurile discurilor spiralate?
Formele plate în formă de disc sunt explicate prin rotația clusterelor de stele. Există o ipoteză că, în timpul formării unei galaxii, forța centrifugă împiedică comprimarea așa-numitului nor protogalactic într-o direcție perpendiculară pe axa de rotație. De asemenea, trebuie să știți că natura mișcării gazelor și a stelelor în interiorul nebuloaselor nu este aceeași: clusterele difuze se rotesc mai repede decât stelele vechi. De exemplu, dacă viteza caracteristică de rotație a gazului este de 150-500 km/s, atunci steaua halo se va mișca întotdeauna mai încet. Și umflăturile constând din astfel de obiecte vor avea o viteză de trei ori mai mică decât discurile.
Star gaz
Miliarde de sisteme stelare care se mișcă pe orbitele lor în interiorul galaxiilor pot fi considerate ca o colecție de particule care formează un fel de gaz stelar. Și ceea ce este cel mai interesant, proprietățile sale sunt foarte apropiate de gazul obișnuit. I se pot aplica concepte precum „concentrația particulelor”, „densitate”, „presiune”, „temperatura”. Analogul ultimului parametru de aici este energia mediemișcarea „haotică” a stelelor. În discurile rotative formate din gaz stelar, se pot propaga unde de tip spirală de densitate de rarefacție-compresie apropiată de undele sonore. Ei sunt capabili să alerge în jurul galaxiei cu o viteză unghiulară constantă timp de câteva sute de milioane de ani. Ei sunt responsabili pentru formarea ramurilor spiralate. În momentul în care are loc compresia gazului, începe procesul de formare a norilor reci, care duce la formarea de stele active.
Acest lucru este interesant
În sistemele halo și eliptice, gazul este dinamic, adică fierbinte. În consecință, mișcarea stelelor într-o galaxie de acest tip este haotică. Ca rezultat, diferența medie dintre vitezele lor pentru obiectele apropiate spațial este de câteva sute de kilometri pe secundă (dispersia vitezei). Pentru gazele stelare, viteza de dispersie este de obicei de 10-50 km/s, respectiv, „gradul” lor este vizibil rece. Se crede că motivul acestei diferențe constă în acele vremuri îndepărtate (cu mai bine de zece miliarde de ani), când galaxiile Universului tocmai începeau să se formeze. Componentele sferice au fost primele care s-au format.
Undele spiralate se numesc unde de densitate care circulă de-a lungul unui disc care se rotește. Drept urmare, toate stelele unei galaxii de acest tip sunt, parcă, forțate să iasă în ramurile lor, apoi să iasă de acolo. Singurul loc în care vitezele brațelor spiralate și ale stelelor coincid este așa-numitul cerc de corotație. Apropo, aici se află soarele. Pentru planeta noastră, această împrejurare este foarte favorabilă: Pământul există într-un loc relativ liniștit în galaxie, drept urmare, de multe miliarde de ani nu a fost afectat în mod deosebit de cataclisme de scară galactică.
Caracteristici ale galaxiilor spirale
Spre deosebire de formațiunile eliptice, fiecare galaxie spirală (exemple pot fi văzute în fotografiile prezentate în articol) are propria sa aromă unică. Dacă primul tip este asociat cu calmul, staționaritatea, stabilitatea, atunci al doilea tip este dinamica, vârtejele, rotațiile. Poate de aceea astronomii spun că cosmosul (universul) este „furios”. Structura unei galaxii spirale include un nucleu central, din care ies brațe (ramuri) frumoase. Ei își pierd treptat contururile în afara clusterului lor stelar. O astfel de apariție nu poate decât să fie asociată cu o mișcare puternică și rapidă. Galaxiile spirale sunt caracterizate printr-o varietate de forme și modele ale ramurilor lor.
Cum sunt clasificate galaxiile
În ciuda acestei diversități, oamenii de știință au reușit să clasifice toate galaxiile spirale cunoscute. Am decis să folosim gradul de dezvoltare al brațelor și dimensiunea miezului lor ca parametru principal, iar nivelul de compresie a dispărut în fundal ca fiind inutil.
Sa
Edwin P. Hubble a atribuit clasei Sa acele galaxii spirale care au ramuri subdezvoltate. Astfel de grupuri au întotdeauna nuclee mari. Adesea centrul unei galaxii dintr-o anumită clasăeste jumătate din dimensiunea întregului cluster. Aceste obiecte se caracterizează prin cea mai mică expresivitate. Ele pot fi chiar comparate cu grupurile de stele eliptice. Cel mai adesea, galaxiile spirale ale Universului au două brațe. Sunt situate pe marginile opuse ale nucleului. Ramurile se desfășoară într-un mod simetric, similar. Odată cu distanța față de centru, luminozitatea ramurilor scade, iar la o anumită distanță acestea încetează deloc să fie vizibile, pierzându-se în regiunile periferice ale clusterului. Cu toate acestea, există obiecte care nu au două, ci mai multe mâneci. Adevărat, o astfel de structură a galaxiei este destul de rară. Și mai rare sunt nebuloasele asimetrice, când o ramură este mai dezvoltată decât ceal altă.
Sb și Sc
Subclasa Edwin P. Hubble Sb are brațe mult mai dezvoltate, dar nu au ramificații bogate. Nucleele sunt vizibil mai mici decât cele ale primei specii. A treia subclasă (Sc) de clustere de stele spiralate include obiecte cu ramuri foarte dezvoltate, dar centrul lor este relativ mic.
Este posibilă renașterea?
Oamenii de știință au descoperit că structura spirală este rezultatul mișcării instabile a stelelor, rezultată din comprimarea puternică. În plus, trebuie remarcat faptul că, de regulă, giganții fierbinți sunt concentrați în brațe și principalele mase de materie difuză - praf interstelar și gaz interstelar - se acumulează acolo. Acest fenomen poate fi privit și din alt unghi. Nu există nicio îndoială că un grup de stele foarte comprimat în cursul evoluției salenu-și mai poate pierde gradul de compresie. Prin urmare, tranziția opusă este, de asemenea, imposibilă. Drept urmare, ajungem la concluzia că galaxiile eliptice nu se pot transforma într-una în spirală, și invers, pentru că așa este aranjat cosmosul (Universul). Cu alte cuvinte, aceste două tipuri de clustere de stele nu sunt două etape diferite ale unei singure dezvoltări evolutive, ci sisteme complet diferite. Fiecare astfel de tip este un exemplu de căi evolutive opuse datorită unui raport de compresie diferit. Și această caracteristică, la rândul său, depinde de diferența de rotație a galaxiilor. De exemplu, dacă un sistem stelar primește suficientă rotație în timpul formării sale, se poate contracta și dezvolta brațe spiralate. Dacă gradul de rotație este insuficient, atunci galaxia va fi mai puțin comprimată, iar ramurile sale nu se vor forma - va fi o formă eliptică clasică.
Care mai sunt diferențele
Există și alte diferențe între sistemele stelare eliptice și spiralate. Astfel, primul tip de galaxie, care are un nivel scăzut de compresie, se caracterizează printr-o cantitate mică (sau absența completă) de materie difuză. În același timp, grupurile spiralate cu un nivel ridicat de compresie conțin atât particule de gaz, cât și particule de praf. Oamenii de știință explică această diferență în felul următor. Particulele de praf și particulele de gaz se ciocnesc periodic în timpul mișcării lor. Acest proces este inelastic. După ciocnire, particulele își pierd o parte din energie și, ca urmare, se instalează treptat în acelelocuri din sistemul stelar unde există cea mai mică energie potențială.
Sisteme foarte comprimate
Dacă procesul descris mai sus are loc într-un sistem stelar foarte comprimat, atunci materia difuză ar trebui să se așeze pe planul principal al galaxiei, deoarece aici nivelul de energie potențială este cel mai scăzut. Aici sunt colectate particulele de gaz și praf. În plus, materia difuză își începe mișcarea în planul principal al clusterului de stele. Particulele se deplasează aproape paralel pe orbite circulare. Drept urmare, coliziunile aici sunt destul de rare. Dacă apar, atunci pierderile de energie sunt neglijabile. De aici rezultă că materia nu se deplasează mai departe în centrul galaxiei, unde energia potențială are un nivel și mai scăzut.
Sisteme slab comprimate
Acum luați în considerare cum se comportă o galaxie elipsoidă. Un sistem stelar de acest tip se distinge printr-o dezvoltare complet diferită a acestui proces. Aici, planul principal nu este deloc o regiune pronunțată cu un nivel scăzut de energie potențială. O scădere puternică a acestui parametru are loc doar în direcția centrală a clusterului stelar. Și asta înseamnă că praful și gazul interstelar vor fi atrase de centrul galaxiei. În consecință, densitatea materiei difuze aici va fi foarte mare, mult mai mare decât în cazul împrăștierii plane într-un sistem spiralat. Particulele de praf și gaz adunate în centrul acumulării sub acțiunea forței de atracție vor începe să se micșoreze, formând astfel o mică zonă de materie densă. Oamenii de știință sugerează că din această chestiune în viitornoi stele încep să se formeze. Altceva este important aici - un nor mic de gaz și praf, situat în miezul unei galaxii slab comprimate, nu se permite să fie detectat în timpul observației.
Etape intermediare
Am luat în considerare două tipuri principale de clustere stelare - cu un nivel slab și cu un nivel puternic de compresie. Există însă și etape intermediare când compresia sistemului este între acești parametri. În astfel de galaxii, această caracteristică nu este suficient de puternică pentru ca materia difuză să se acumuleze de-a lungul întregului plan principal al clusterului. Și, în același timp, nu este suficient de slab pentru ca particulele de gaz și praf să se concentreze în regiunea miezului. În astfel de galaxii, materia difuză se adună într-un mic plan care se adună în jurul miezului clusterului de stele.
galaxii interzise
Este cunoscut un alt subtip de galaxii spiralate - acesta este un grup de stele cu o bară. Caracteristica sa este următoarea. Dacă într-un sistem spiralat convențional brațele ies direct din miezul în formă de disc, atunci în acest tip centrul este situat în mijlocul podului drept. Și ramurile unui astfel de grup încep de la capetele acestui segment. Ele mai sunt numite și galaxii cu spirale încrucișate. Apropo, natura fizică a acestui săritor este încă necunoscută.
În plus, oamenii de știință au descoperit un alt tip de clustere de stele. Se caracterizează printr-un nucleu, ca galaxiile spirale, dar nu au brațe. Prezența unui miez indică o compresie puternică, dartoți ceilalți parametri seamănă cu sisteme elipsoidale. Astfel de grupuri sunt numite lenticulare. Oamenii de știință sugerează că aceste nebuloase se formează ca urmare a pierderii de materie difuză de către o galaxie spirală.
