Розмірі и структура Нашої Галактики

Реферат з тими:

Розмірі и структура НашоїГалактики

Вступ

Галактика Складається з двох основнихпідсістем диска и гало, вкладень одна в іншу и гравітаційно-пов'язаних Один зодним. Перша - сферичності гало, її зірки концентруються до центру галактики, ащільність речовіні, скроню в центре галактики, Досить Швидко падає звіддаленням від нього. Центральна, найбільш щільна частина гало в межахдекількох тисяч світловіх РОКІВ от центра Галактики назівається балджа. Другапідсістема - ції масивною Зоряний диск. Його маса дорівнює 150 млрд. мас Сонця.ВІН являє собою Як бі Дві складені краями тарілкі. У диску концентрація зірокоднозначно Більше, Ніж в гало.

Центральна, найбільш компактнаобласть Галактики назівається ядром. Якби ми жили на планеті Біля зірки, Щознаходится Поблизу ядра Галактики, то на небі булі б відні десятки зірок, пояскравості порівнянніх з Місяцем. Однак Сонце розташоване Досить далеко відядра Галактики - на відстані 8 КПК (близьким 26000 світловіх років). Тому, ЯКЩОна околицях Сонця, в диску, одна зірка пріпадає на 8 кубічніх парсеків, то вцентре Галактики в одному кубічному парсек перебуває 10 000 зірок.ЦентрГалактики знаходится в навпростець сузір'я Стрільця. У 2004 году остаточнодоведено, Що в центре Галактики знаходится чорна діра з масою близьким трьохмільйонів мас Сонця.

У кільцевій області галактічногодиска від 3 до 7 КПК зосереджено Майже ВСІ молекулярної речовіна міжзоряногосередовища (хмари пилу и газу); там знаходится найбільша кількість пульсарів иджерел інфрачервоного випромінювання. Бачимо віпромінювання центральнихобластей Галактики повністю Прихована від нас могутнімі кулями поглінаючоїматерії, так Як Сонце знаходится в площіні галактічного диска. РозміріГалактики: Діаметр диска - 30 КПК (100 000 світловіх років), товщина диска - 1000світловіх РОКІВ.

Вивчення Власний рухів зірок уГалактіці показує, Що галактічній диск обертається. Обертання Галактикивідбувається за годінніковою стрілкою, ЯКЩО смотреть на Галактику з боку їїпівнічного полюса, Що знаходится в Сузір'ї волосся Веронікі. Дослідженняпоказали, Що Галактика має добрі вираженість спіральну структуру. Спіраліпредставляють собою Хвилі щільності, Що пошірюються в Бік обертання дискаГалактики, з постійною кутовий швідкістю.

Зірки Галактики

Обертання зірок Галактики не підпорядковуєтьсяи законом Ньютона. Цей незрозумілій факт прівів до нових дивне відкріттів,пов'язаних з поняттям темної матерії.

Наше Сонце розташоване Міжспіральнімі рукавами Стрільця и Персея, рухається Зі швідкістю близьким 220 км /с, и робіть повний оборот Навколо центру Галактики за 200 мільйонів РОКІВ. Загодину свого існування Сонце облетіло Галактику пріблізно 30 разів. Швідкістьобертання Сонця Навколо центру Галактики практично збігається з тією швідкістю,з Якою в даного районі рухаються спіральні рукави. Така Ситуація неординарнадля Галактики. Єдине Місце, де швідкості зірок и спіральніх рукавів збігаються,- Ції коротаціоне коло І, самє Поблизу неї розташовано Сонце. Може буті, цяобставинних дала можлівість вінікнуті и зберегтись життя на земли. Аджея вспіральніх рукавах відбуваються бурхліві процеси, потужной віпромінювання відякіх Згуба б все живе на земли. Так Що наше періферійне положення повідношенню до галактічної В«столиціВ» можна вважаті навіть прівілейованім.

Зірки галактічного диска булі названінаселенням I типу, зірки гало - населенням II типу. До диску відносяться, Якправило, зірки ранніх спектральних класів О і В, тобто молоді зірки. Гало,навпаки, становляться об'єкти, Що вініклі на ранніх стадіях еволюції Головна Галактики. Вікнаселення іншого типу порядком 10 - 12 мільярдів РОКІВ. Населення Першого типувідрізняється від населення іншого типу великим вмістом Важко елементів.

Згідно сучасности уявленням, Галактикаутворена з Повільно обертається газової хмари, за Своїми розмірамі перевершувавїї в десятки разів. Спочатку воно складалося з суміші 75% водних і 25% гелію иМайже НЕ містіло Важко елементів. Протяг пріблізно мільярда РОКІВ ця хмараВільно стіскалося Під дією сил гравітації. Цей колапс неминучий прізвів дофрагментації и качанів процесу зореутворення. Спочатку газу Було багато, и ВІНперебував на великих відстанях від площіні обертання. Вініклі зірки ПершогоПокоління, в тому чіслі й Досить масівні, а кож кульові скупчення. Їх СучаснеПросторово Розподіл відповідає первісному розподілу газу, близьким досферичності.

Найбільш масівні зірки Першого ПоколінняШвидко про еволюціонувалі и збагатілі міжзоряне середовище Важко елементами,Головним чином за рахунок спалахів надновой. Та частина газу, Яка НЕперетворилася в зірки, продовжувала Свій процес стисненими до центру Галактики. З-заЗбереження моменту кількості руху, її обертання ставало швідше, утворівся диск,І, в ньому Знову почався процес зореутворення. Це друга Покоління зіроквіявілося Багата Важко елементами. Газ, Що залішівся зціпивши в більштонкий шар, так вінікла плоски складового - основна арена сучасногозореутворення. Зрозуміло, віділення двох або трьох поколінь зірок Дуже умовно:швідше за все, зореутворення Було єдінім безперервнім процесом, хоча в ньому иможліві булі окремі етапи уповільнення.

аналіз обертання тіл в Галактіціпоказавши, Що маса її повинна буті в десять разів Більше тієї, Якові мі візначаємоЗа видимою об'єктах. Значити, крім гало, балджа и диска, разом з перебувають уних спостерігаються зірками и газом, є велічезні кількості невидимої речовіні,його призначення та проявляє себе Тільки в гравітаційній взаємодії, альо НЕ фіксується ніякіміприладами. Його назвали темною матерією. Диск и гало Галактики занурені вкорону темної матерії, розмірі и маса якої в 10 разів Більше, Ніж розмірі дискаи маса відімої речовіні Галактики.

Природа кинула Справжній викликЛюдський знань: на качанах XXI століття ми навіть НЕ уявляємо, з ЧогоСкладається речовіна, в основному заповнює Всесвіт! За однією з гіпотез частинатемної матерії Може полягаті в коричневих карліків, у щільніх и холодномолекулярних хмарки, які мают малий Розмір и недоступні для звичайнаспостережень, а кож у велічезній кількості нейтрино, які мают ненульову масуспокою и заповнюють періферію Галактики. Темна матерія Може знаходітіся и впомерлих зірках. Однак більшість космологів пріпускає, Що темна речовінаСкладається не з баріонів, а з екзотічніх часток, Що залишилась після ВеликогоВибух.

Темна маса існує НЕ Тільки в НашійГалактіці. Так, в середіні вісімдесятіх РОКІВ Було встановлено, Що Місцевагрупа галактик рухається Зі швідкістю прежде 600 км/с біля Бік великогосверхскоплений галактик. Ця швідкість занадто велика, щоб її можна Булопоясніті гравітаційною дією спостережуваних галактик. Вона свідчіть пропрісутність темної Масі и Між галактиками. Новітні спостереження слабкихгалактик за допомог чутлівіх ПЗС-матриць дозволили не просто підтвердітіНаявність пріхованої Масі в скупченнях галактик, альо и"Картографуваті" її Розподіл в скупченнях. У даного випадкагравітація скупчення "працює" як збіральної лінзі для збереженийслабких блакитних галактик знаходяться далеко за самим скупченням. При цьомузображення далеких галактик спотворюються, "вітягаючісь" в дугирізної довжина з центром, Що збігається з центром скупчення.

Природа сама придумала дляастрофізіків гігантській всехвільовій Космічний телескоп, заснованій на ефектігравітаційного лінзування. Це Явища, засноване на загальній Теорії відносності,Було теоретично передбачених у трідцяті рокі ХХ століття Альбертом Ейнштейнами. ЯКЩОна шляху світла від далекого джерела до нас є який-небудь масивною об'єкт,Наприклад типом, то промені світла в її полі тяжіння Будуть вікрівлятіся, игалактика виступить у ролі лінзі, Що збірає світло. Результат, зокрема, Можеполягаті в появі кратного (Подвійного, потрійного и т.д.) Зображення одного итого ж об'єкта, або Посилення Його яскравості, ЯКЩО Земля віявілася напотрібній відст...ані від гравітаційної лінзі. Перша гравітаційна лінза БулаВідкрита в 1979 р. Це БУВ квазар. Зараз відомо Більше 25 гравітаційніх Лінз. Середгравітаційніх Лінз зустрічаються утворення різної форми, а найбільш ефектнімівіглядають хрести и кільця Ейнштейна. Природа ж пріхованої Масі у Всесвітізалішається незрозумілою до теперішнього часу.

Розмірі Галактики

грунтуючись на результатах своїхпідрахунків, Гершель зроб Спроба візначіті розмірі Галактики. ВІН зробВисновок, Що наша зоряна система має кінцеві розмірі и свого роду Товстій диск:у площіні Чумацький шлях вон простірається на відстань НЕ Більше 850 одиниць,а в перпендикулярному направленні - на 200 одиниць, ЯКЩО прийнятя за одиницювідстань до Сіріус. За сучасности шкалою расстохуванням Це відповідає 7300 х 1700світловіх РОКІВ.

Ця Оцінка в цілому, вірно, відображаєструктуру Чумацький шлях, хоча вон вельми неточна. Праворуч в тому, Що окрімзірок до складу диска Галактики входять кож чісленні газопілові Хмари, якіослабляють світло віддаленіх зірок. Перші досліднікі Галактики не знали про Цепоглінає речовіну и вважаєтся, Що смороду бачать ВСІ її зірки.

Справжні розмірі Галактики булівстановлені Тільки в XX ст. Віявілося, Що вон є однозначно більш плоскимУтворення, Ніж припускали раніше. Діаметр Галактічного диска перевіщує 100тіс. світловіх РОКІВ, а товщина - близьким 1000 світловіх РОКІВ. За зовнішнімвиглядах Галактика нагадує чечевичное зерно з потовщенням посередіні.

Через ті, Що Сонячна системазнаходится практично в площіні Галактики, заповненості поглінающей матерією,Дуже Багато деталей Будови Чумацький шлях пріховані от подивимось земногоспостерігача. Проти їх можна вівчаті на прікладі інших галактик, схожих зНашою. Так, в 40-і рр.. XX Століття, спостерігаючі Галактику М 31, Більше відомуЯк туманність Андромеди, Німецький астроном Вальтер Бааде (в ті роки ВІН Працюваву США) зауважів, Що плоский лінза подібній диск цієї велічезної галактикизануреній в більш розрідженеве Зоряне хмару сферічної форми - гало. Оскількітуманність Андромеди Дуже схожа на нашу Гаки, Бааде припустив, Що подібнаструктура є й у Чумацький Шлях. Зірки галактічного диска булі названінаселенням I типу, а зірки гало (або сферичності состагенної складової) -населенням II типу.

Як показують Сучасні Дослідження, двавіді Зоряного населення відрізняються НЕ Тільки пропросторові становищах, а й характеромруху, а кож хімічнім складом. Ці Особливості пов'язані в дерло Черга з різнімПоходження диска и сфери-Чеський складової.

Гало

Межі Нашої Галактики визначаютьсярозмірамі гало. Радіус гало однозначно Більше розріз диска и за Деяк данімі досягаєдекількох сотень тисяч світовіх РОКІВ. Центр сіметрії гало Чумацький шляхспівпадає з центром галактічного диска.

Складається гало в основному з Дужестарих, неяскравіх мало масивною зірок. Смороду зустрічаються Як поодінці, так и увігляді кульовіх скупчень, які можут включать в себе Більше мільйона зірок.Вік населення сферічної складової Галактики перевіщує 12 млрд. РОКІВ. ЙогоЗвичайний пріймають за вік самої Гаки.

Характерною особлівістю зірочок галоє НАДЗВИЧАЙНИХ мала частка в них важка хімічніх елементів. Зірки, Що утворюютькульові скупчення, містять металів в сотні разів менше, Ніж Сонце.

Зірки сферічної концентруються доцентру Гаки. Центральна, найбільш щільна частина гало в межах декількох тисячсвітловіх РОКІВ от центра Галактики назівається балджа (у перекладі занглійського "потовщення").

Зірки и Зоряні скупчення галорухаються Навколо центру Галактики по Дуже вітягнутіх орбітах. Через ті, Щообертання окремого зірок відбувається Майже безладно (тобто швідкості сусідніхзірок можут мати Самі Різні напрями), гало в цілому обертається Дуже Повільно.

Диск

У порівнянні з гало диск обертаєтьсяпомітно швідше. Швідкість Його обертання не однаково на розособістіх відстаняхвід центру. Вона Швидко зростає від нуля в центре до 200-240 км/с на відстані2 тис.. світловіх РОКІВ от нього, потім наскількі зменшується, Знову вікупріблізно до того ж значення І Далі залішається Майже постійною. ВивченняОсоблива обертання диска дозволило оцініті Його масу. Віявілося, Що вон в150 млрд. раз більша за масу Сонця.

Населення диска Дуже сильно відрізняєтьсявід населення гало. Поблизу площіні диска концентруються молоді зірки и ЗоряніСкупчення, вік якіх НЕ перевіщує декількох мільярдів РОКІВ. Смороду прозорують так званніПлоскі содової. Серед них Дуже Багато Яскраве и гарячих зірок.

Газ в диску Галактики кож СОСРдоточили в основному Поблизу Його площіну. ВІН розподіленій нерівномірній,утворюючі чісленні газові хмари - від гігантськіх неоднорідніх за структуроюПонад хмарами які простягаються кілька тисяч світовіх РОКІВ до маленьких хмарокрозмірамі НЕ Більше парсеки.

Основним хімічнім елементом у НашійГалактіці є водень. Пріблізно на 1/4 вон з гелію. У порівнянні з цімі двомаелементами Інші прісутності в Дуже невеликих кількістюствах. У середнейхімічний склад зірок и газу в диску Майже такий же, Як у Сонця.

Ядро

Однією з найцікавішіх областейГалактики вважається її центр, або ядро, розташоване в навпростець сузір'яСтрільця. Бачимо віпромінювання центральних областей Галактики повністю Прихованавід нас могутнімі кулями поглінаючої матерії. Тому Його Почаїв вівчаті Тількипісля Створення пріймачів інфрачервоного и радіовіпромінювання його призначення тапоглінається у меншій мірі.

Для центральних областей Галактикихарактерна сильна концентрація зірок: у кожному кубічному парсек поблизу центруїх містіться Багато тісячі. Відстані Між зірками в десятки и сотні разів менше,Ніж в околицях Сонця. Якби ми жили на планеті Біля зірки, Що знаходитсяПоблизу ядра Галактики, то на небі булі б відні десятки зірок, по яскравостіпорівнянніх з Місяцем, и Багато тисяч яскравішіх, Ніж найяскравіші зірки нашогонеба.

Крім Великої кількості зірок вцентральній області Галактики спостерігається околоядерного газовий диск, ЩоСкладається переважно з молекулярного водних. Його радіус перевіщує 1000світловіх РОКІВ. Ближче до центру відзначаються області іонізованого водних ичісленні джерела інфрачервоного віпромінювання, Що свідчать про ті, Щовідбувається там зореутворення. У самому центре Галактики передбачаєтьсяіснування масивною компактного об'єкта - чорної дірі масою близьким мільйонамас Сонця. У центре знаходится кож яскраве радіоджерело Стрілець А,походження Якого пов'язують з актівністю ядра.

Спіральні гілкі

Одним з найбільш помітніх утворень вдисках галактик, подібніх Нашій, є спіральні гілкі (або рукави). смороду и далиНазв цьому типі об'єктів - спіральні галактики. Спіральна структура в НашійГалактіці Дуже добре розвинено. Уздовж рукавів в основному зосередженінаймолодші зірки, багаті розсіяні Зоряні скупчення й асоціації, а кожланцюжкі щільніх хмар Між Зоряного газу, в якіх продовжують утворюватіся зірки.У спіральніх гілках знаходится велика кількість змінніх и спалахують, в нихнайчастіше спостерігаються вибухо Деяк тіпів найновішіх. На відміну від гало,де будь-які вияви зоряної актівності НАДЗВИЧАЙНИХ рідкісні, в гілкахпродовжується бурхліве життя, пов'язана з безперервнім переходом речовіні зміжзоряного простору в зірки и назад. Галактічне магнітне поле, його призначення та пронізуєвесь газовий диск, кож зосереджені Головним чином в спіралях.

Спіральні рукави Чумацький шлях взначній мірі пріховані від нас поглінаючою матерією. Доповідна їх ДослідженняПочаїв після появи радіотелескопів. Смороду дозволили вівчаті структуруГалактики за спостереження радіовіпромінювання атомів міжзоряного водних,концентрується уздовж Довгих спіралей. За сучасности уявленнямі, спіральніРукави пов'язані з Хвильо стисненими, Що розповсюджуються по диску галактики. Проходячичерез області стисненими, речовіна диска ущільнюється, а утворення зірок з газустає інтенсівнішім. Причини Виникнення в дисках спіральніх галак...тик Такоїсвоєрідної хвільової структури не ЦІЛКОМ Ясні. Над цією проблемою ПрацюютьБагато астрофізікі.

Список літератури

1.Хойл Ф."Галактики, ядра и Квазар".

2.КононовичЄ.В, Мороз В.І. "Загальний курс астрономії". Москва, 2004.

3.А.Р.Орбінського. В«Успіхі астрономіїВ». 2000.

4.А.А.Іванов. В«Введення в астрономіюВ», 2001.