Презентация "Галактическая астрономия"
Подписи к слайдам:
Галактическая астрономия
Учебные материалы астрономического кружка «Лаборатория космической мысли» Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева
Р.А. УПЕРЧУК
Вместо предисловия- Презентация создавалась на основе лекций по циклу «Галактики», читавшихся на встречах клуба в 2016-2017 гг. Работая с ней, вы получите новые знания или освежите уже имеющиеся по данной теме. Материалы рассчитаны на самый широкий круг пользователей. Распространяется свободно с условием сохранения полной идентичности структуры и компонентов.
- Вы узнаете об устройстве нашей галактики, Млечного пути, его месте в общей классификации, а также о происхождении, строении и эволюционном развитии галактик. Будут затронуты межгалактические объекты и крупные ассоциации, как скопления и сверхскопления галактик, войды. Приятного прочтения!
- Лекция 1. Галактики. Классификации галактик
- Лекция 2. Строение галактик
- Лекция 3. Галактическая активность
- Лекция 4. Происхождение и эволюция галактик
- Лекция 5. Межгалактические структуры
- Лекция 6. Темная материя и темная энергия
- Лекция 7. Черные дыры
- Галактика — гравитационно связанная система звезд, звездных скоплений, межзвездного газа и пыли, планетарных систем, темной материи и прочих объектов, участвующих в движении относительно общего центра масс.
- Различают эллиптические, линзовидные, спиральные и неправильные галактики.
- В галактике различают следующие структуры, которые могут присутствовать и отсутствовать в силу морфологических особенностей:
- Ядро — крайне малая область в центре галактики. Когда речь заходит о ядрах галактик, то чаще всего говорят об активных ядрах галактик, где процессы нельзя объяснить свойствами сконцентрированных в них звёзд.
- Диск — относительно тонкий слой, в котором сконцентрировано большинство объектов галактики. Подразделяется на газопылевой диск и звёздный диск.
- Полярное кольцо — редкий компонент. В классическом случае галактика с полярным кольцом имеет два диска, вращающихся в перпендикулярных плоскостях. Центры этих дисков в классическом случае совпадают. Причина возникновения полярных колец до конца не ясна.
- СФЕРОИДАЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ — сфероподобное распределение звёзд.
- Балдж — наиболее яркая внутренняя часть сфероидального компонента.
- Гало — внешний сфероидальный компонент. Граница между балджем и гало размыта и достаточно условна.
- Спиральная ветвь (спиральный рукав) — уплотнение из межзвёздного газа и преимущественно молодых звёзд в виде спирали. Скорее всего, являются волнами плотности, вызванными различными причинами, однако вопрос об их происхождении до сих пор окончательно не решён.
- Бар (перемычка) — плотное вытянутое образование, состоящее из звёзд и межзвёздного газа. По расчётам, главный поставщик межзвёздного газа к центру галактики. Однако почти все теоретические построения основываются на факте, что толщина диска много меньше его размеров, иными словами, диск плоский, и почти все модели — упрощённые двумерные модели, расчётов трёхмерных моделей дисков крайне мало. А трёхмерный расчёт галактики с баром и газом в известной литературе всего один. По данным автора данного расчёта, газ не попадает в центр галактики, а проходит довольно далеко.
E (эллиптические)
S0 (линзовидные)
S (спиральные)
Irr (неправильные)
Состав галактик Звездообразование в галактиках Звездообразование — крупномасштабный процесс формирования звезд в гравитационно неустойчивых газопылевых облаках. Оно происходит:- В ядрах галактик;
- На концах спиральных ветвей;
- На периферии неправильных галактик, в сферических образованиях;
- В наиболее ярких частях небольших галактик. Образовавшиеся звезды формируют звездный диск (у всех галактик, кроме эллиптических)
- Активные ядра галактик — ядра, в которых происходит выделение большого количества энергии, не связанное с процессами звездообразования.
- Наиболее частые проявления активности:
- Выбросы струй газа или быстрых частиц из ядер.
- Высокая мощность радиоизлучения, связанного с выбросом высокоэнергичных электронов из ядра, излучающих в магнитном поле (синхротронный механизм излучения).
- Быстрое движение газа со скоростями в тысячу километров в секунду, которое приводит к сильному уширению линий излучения в спектре ядра вследствие эффекта Доплера.
- Излучение большой мощности в коротковолновых (оптической, ультрафиолетовой и рентгеновской) областях спектра, сконцентрированное в очень небольшой области размером менее светового года. Спектр его не похож на спектр абсолютно чёрного тела и имеет степенную форму (Fv ~ vn, где v ≈ 0.6—0.8). Излучение обычно имеет переменный характер без чётко выраженного периода; характерное время заметного изменения светимости составляет от нескольких лет до нескольких дней или даже часов.
- АКТИВНЫЕ ГАЛАКТИКИ — галактики с активным ядром.
- Сейфертовские галактики — спиральные или неправильные галактики с активным ядром, спектр излучения которых содержит множество ярких широких полос, что указывает на мощные выбросы газа со скоростями до нескольких тысяч километров в секунду.
- Радиогалактики — тип галактик, которые обладают намного большим радиоизлучением по сравнению с остальными галактиками. Их радиосветимости (мощность радиоизлучения) достигают 1045 эрг/с.
- Квазары (микроквазары) — активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск.
- Блазары — объекты высокой светимости, активные галактические ядра с релятивистскими струями, направленными в сторону наблюдателя (менее 20 градусов от луча зрения).
- Квазаги — космические объекты, напоминающие квазары, но не обладающие сильным радиоизлучением. Причина повышенного излучения — наличие массивной черной дыры в центре активной галактики.
- Существуют две основные теории образования галактик.
- Иерархическая теория — образовавшиеся звезды объединились и сформировали более крупную структуру, галактику.
- Инфляционная теория — зачатки галактик сформировались сразу после Большого взрыва и расширялись, поглощая пространство-время (наиболее приемлемая теория).
- Галактики образуют скопления галактик.
- Регулярные скопления галактик имеют почти правильную сферическую форму, в них преобладают эллиптические и линзовидные галактики.
- Иррегулярные скопления галактики не имеют определенной формы, значительно меньше регулярных по размерам, в них преобладают спиральные галактики.
Спасибо за внимание!