Галактики

Огромните и сложни съвременни телескопи приближиха звездите до нас повече от всякога. Сега човечеството може да надникне дълбоко в Космоса и да види, че Вселената е много по-сложна и красива и от най-смелите ни представи в миналото. Може би в далечното бъдеще, когато нашите потомци се научат свободно да пътешестват сред звездите, те ще започнат да гледат на Млечния път (а не само на Земята) като на естествена среда за обитаване от човешкия род.

До 20-те години на нашия век Млечният път оставаше единствената известна на човечеството галактика. Другите огромни системи от стотици и стотици милиарди звезди дори през телескоп изглеждали просто като мъгляви петна по небето. Едва през 1924 г. американският астроном Едуин Хъбъл открил в голямата мъглявина от съзвездието Андромеда множество цефеиди и определил разстоянието до нея. Оказало се, че тя е огромна звездна система, подобна на нашата Галактика.

Доста други "мъглявини" се оказали извън нашата Галактика. Започнали да ги наричат извънгалактични мъглявини, а след това - и галактики. Извънгалактичната астрономия изучава разнообразните и много отдалечени космически обекти от мегасвета и непрекъснато разширява нашите представи за Вселената, понеже галактиките са основните структурни единици на Вселената.

Ярките галактики се означават според номерата, които имат в най-известния каталог на мъглявини и галактики, наречен Нов общ каталог (New General Catalogue - NGC) или в каталога на Месие. Така галактиката в Андромеда се означава с NGC 224 или М 31. Тя е най-отдалеченият обект, който можете да видите с просто око. Намира се на разстояние 2 200 000 ly.


Млечния път - модел на галактика
В ясна безлунна нощ по небето се вижда светлата ивица на Млечния път. Това е видимата част на огромно струпване на звезди и междузвездна материя, което представлява нашата Галактика. В Галактиката има около 200 - 400 млрд. звезди, но само около 0,5 - 1% от тях могат да се наблюдават със съвременните телескопи.

Ние виждаме Млечния път като ивица, разделяща небесната полусфера на две почти равни части. Това е така, защото Слънцето е разположено в екваториалната равнина на Галактиката (наречена галактична равнина). Гледана отстрани Галактиката има форма на двойноизпъкнал диск с диаметър 30 kpc и с дебелина на разширението около центъра 4 kpc. Погледнат отгоре, дискът се състои от навити към центъра спирални ръкави. Изучаването на строежа на нашата Галактика е трудно, тъй като ние сме вътре в нея и не можем да я обхванем с поглед като другите галактики.

Центърът на Галактиката се проектира в най-широката и най-ярка част от Млечния път, намираща се в съзвездието Стрелец. Той е отдалечен на около 10 крс от Слънчевата система.Около центъра на Галактиката има огромно сгъстяване от звезди, наречено ядро. То не може да се наблюдава във видимата област на спектъра, тъй като е закрито от гигантски газово-прахови облаци. Обаче неговото излъчване в инфрачервения и радиодиапазона не се поглъщат така силно и ядрото може да се наблюдава.
[img]В ясна безлунна нощ по небето се вижда светлата ивица на Млечния път. Това е видимата част на огромно струпване на звезди и междузвездна материя, което представлява нашата Галактика. В Галактиката има около 200 - 400 млрд. звезди, но само около 0,5 - 1% от тях могат да се наблюдават със съвременните телескопи. Ние виждаме Млечния път като ивица, разделяща небесната полусфера на две почти равни части. Това е така, защото Слънцето е разположено в екваториалната равнина на Галактиката (наречена галактична равнина). Гледана отстрани Галактиката има форма на двойноизпъкнал диск с диаметър 30 kpc и с дебелина на разширението около центъра 4 kpc. Погледнат отгоре, дискът се състои от навити към центъра спирални ръкави. Изучаването на строежа на нашата Галактика е трудно, тъй като ние сме вътре в нея и не можем да я обхванем с поглед като другите галактики. Центърът на Галактиката се проектира в най-широката и най-ярка част от Млечния път, намираща се в съзвездието Стрелец. Той е отдалечен на около 10 крс от Слънчевата система.Около центъра на Галактиката има огромно сгъстяване от звезди, наречено ядро. То не може да се наблюдава във видимата област на спектъра, тъй като е закрито от гигантски газово-прахови облаци. Обаче неговото излъчване в инфрачервения и радиодиапазона не се поглъщат така силно и ядрото може да се наблюдава.



Галактиката се върти около ос, перпендикулярна на галактичната равнина и преминаваща през нейния център. Слънчевата система се движи със скорост около 250 km/s по почти кръгова орбита в галактичната равнина. При това движението на Слънцето около галактичния център е вълнообразно - то се "гмурка" под галактичната равнина и "изскача" над нея подобно на делфин веднъж на всеки 25 млн. години. При тази скорост Слънцето прави една обиколка около центъра на Галактиката за около 250 млн. години - това е нашата галактична година. Общата маса на Галактиката, определена по въртенето й, е около 2.1011 М$ (оттук може да се определи и броят на звездите в нея).

Може да се каже, че Галактиката е "сглобена" от две части, наречени компоненти - равнинна (нейният диск) и сфероидална (централното разширение). Разсеяните звездни купове, газовите мъглявини, междузвездния газ и прах, горещите звезди от ранен спектрален клас и други обекти са съсредоточени около галактичната равнина и образуват равнинната компонента на Галактиката. Те образуват населението от І тип на Галактиката. Кълбовидните звездни купове, някои типове променливи звезди и други обекти са разположени симетрично около сферичната компонента на Галактиката. Това са обектите от ІІ тип население.

Двете компоненти на Галактиката се различават по възраст - обектите от равнинната компонента са по-млади от тези на сферичната. Обектите от двата типа население се различават и по физични и еволюционни характеристики. Това са обекти от две различни поколения. Най-напред са се образували обектите от тип ІІ. Те са първото поколение, породено някога от бедна на елементи междузвездна среда, в която освен водород и хелий не е имало почти нищо друго. В хода на еволюцията в недрата на звездите са се синтезирали по-тежките елементи. При взривовете на нови и особено на свръхнови звезди тези по-тежки елементи са били изхвърлени обратно в междузвездната среда. От тази вече обогатена с тежки елементи среда са се образували по-младите обекти от второ поколение - обектите на равнинната компонента.

Формите на галактиките са изключително разнообразни, но по структура те могат да се обединят в няколко основни типа - елиптични (E), спирални (S) и неправилни (Ir). Галактиките от различните типове се различават по основните си физични характеристики - размери, маса, светимост и спектър.

Елиптични галактики
Елиптичните галактики са елипсоиди с различна степен на сплеснатост. Това са най-простите по структура галактики. Звездите в тях намаляват по брой от центъра към периферията. Това са стари галактики, защото в тях практически няма междузвездна материя за образуване на нови звезди. Сред елиптичните са както най-масивните, така и най-малките галактики във Вселената.



Спирални галактики
Спиралните галактики имат ядро и спирални ръкави. В тези галактики спиралните ръкави започват от ядрото. Но има и такива спирални галактики, в които ръкавите не започват от ядрото, а са свързани с пресичаща го ивица. Те се наричат пресечени спирални галактики. В ръкавите на спиралните галактики има голямо количество междузвездна материя и горещи млади звезди, а в ядрата им са съсредоточени по-старите поколения обекти.


M31

NGC 4945

NGC 4603

NGC 4414

NGC 4314

NGC 2997

M104

NGC 1365

Неправилни галактики
Част от Големия Магеланов облак Неправилните галактики не показват някакви закономерности в строежа и формата си. Те съдържат големи количества междузвезден газ и прах, а голямата част от звездното им население е младо. Неправилни галактики са Големият и Малкият Магеланов облак, които са спътници на нашия млечен път. Отдалечени са от нас на около 170 000 ly и понеже се виждат добре с невъоръжено око, веднага били забелязани и описани от Фернандо Магелан по време на околосветското му плаване.



Особени галактики

Една малка част от галактиките имат особена форма и странни характеристики. Наричат ги най-общо пекулярни галактики. Сред тях най-особено изглеждат взривяващите се галактики. Тези галактики излъчват огромно количество енергия във всички диапазони на спектъра. То не може да се обясни с обикновените термоядрени процеси, протичащи в недрата на звездите. Подобен вид имат и сблъскващите се галактики, които преминават една през друга. При преминаването практически всички звезди се разминават без особени последствия, но междузвездната среда активно взаимодейства, при което се поражда мощно радиоизлъчване и се стимулират процесите на образуване на нови звезди.

Мощно радиоизлъчване е регистрирано и от галактики, които не участват в сблъсъци. Наричат ги радиогалактики, понеже отделят толкова голямо количество енергия в радиодиапазона, колкото би дал едновременният взрив на 1 000 000 свръхнови звезди. Също толкава мощно излъчване се наблюдава и при така наречените сифъртови галактики - малка група от спирални галактики с необикновено ярки ядра. Ядрата им са много компактни, но светят около 100 пъти по-силно от цяла една галактика като Млечния път. Енергетичната активност на ядрата на тези галактики, както и на радиогалактиките, е много голяма, поради което ги наричаме още и активни галактики.


M87 - най-масивната от всички галактики, които познаваме (20 000 000 pc)

М82 - взривяваща се галактика

NGC 4038 и 4039 - сблъскващи се галактики


Купове от галактики Подобно на звездите съществуват двойни и кратни галактики. Повечето галактики образуват системи, наречени купове от галактики. Те съдържат от няколко (при бедните купове) до няколко хиляди галактики (при най-богатите купове). Обединяват ги взаимните гравитационни сили - галактиките в куповете се движат около общ център на тежестта.

Нашата Галактика, галактиката М31 в Андромеда и още около 30 други по-малки галактики (главно елиптични и неправилни) образуват малка група, която се нарича Местна група. "Местна" означава, че всички те се намират в област с размери 3 млн. ly около нашата Галактика.

Известни са около 3000 богати купа от галактики. Най-отдалеченият от тях е на разстояние 4 млрд. ly от Млечния път. Най-богат (около 2500 галактики) е купът в съзвездието Дева, намиращ се на около 60 млн. ly от нас. Централна галактика в него е радиогалактиката М87 - най-масивният обект във Вселената. Съществуват и свръхкупове (купове от купове) от галактики.Най-близкият до нас свръхкуп е с център също в съзвездието Дева. Куповете от галактики се наблюдават във всички направления и в голям мащаб Вселената изглежда сравнително еднородна.