Галактики

     С древнейших  времен людей интересовало, что  же находится за горизонтом, и  они отправлялись исследовать  далекие и незнакомые земли. Сегодня  исследователи Вселенной, используя  современные телескопы и ЭВМ, продвигаются в направлении всё  больших расстояний в поисках  предела Космоса - последней его  границы. 
     Проникая все дальше и дальше, астрономы нашли такой предел, и оказалось, что наше Солнце - одна из огромного числа звезд, образующих систему под названием Галактика. За границей Галактики была тьма. 
      XX век принес новое открытие: наша Галактика-это еще не вся Вселенная. За самыми далекими звездами Млечного Пути находятся другие галактики, похожие на нашу и простирающиеся в пространстве до пределов видимости наших крупнейших телескопов. Грандиозные звездные системы - одни из самых потрясающих и наиболее изучаемых современной астрономией объектов, и именно о них пойдет речь далее.

    Галактики —  это большие звёздные системы, в которых звёзды связаны друг  с другом силами гравитации. Существуют  галактики, включающие триллионы  звёзд.     Галактики во Вселенной не похожи друг на друга. Астрономы, следуя пионерской работе Эдвина Хаббла, опубликованной в 20-х годах, подразделяют галактики по их форме на три основных типа: эллиптические, спиральные и неправильные, обозначаемые соответственно Е, S и Ir. 

    Эллиптические  галактики внешне самый невыразительный  тип галактик. Они имеют вид  гладких эллипсов или кругов  с общим падением яркости по  мере удаления от центра к  периферии. Наблюдения показывают, что эти галактики не вращаются, в них очень мало газа и пыли. Массы самых крупных эллиптических галактик достигают 1013 М . 
    Эллиптические галактики состоят из звезд красных и желтых гигантов, красных и желтых карликов и некоторого количества белых звезд не очень высокой светлости. Внешне эллиптические галактики отличаются друг от друга в основном одной чертой - большим или меньшим сжатием.

    Спиральные галактики  это может быть самые живописные  объекты во Вселенной и, в отличие  от эллиптических галактик, являют  собой пример динамичности формы. Идеальные спиральные галактики  имеют две спиральные ветви (рукава), исходящие либо прямо из ядра, либо из двух концов бара (перемычки), в центре которого расположено  ядро. Этот признак позволил разделить  спиральные галактики на два  основных подтипа:  нормальные спиральные галактики (S) и пересеченные спиральные галактики (SB). Нормальных спиральных галактик во много раз больше, чем пересеченных. Спиральные галактики вращаются, в них много газа и пыли, которые концентрируются к плоскости галактики в спиральных рукавах, в них много молодых горячих звезд спектральных классов О и В. Эти звезды возбуждают свечение диффузных газовых туманностей, разбросанных вместе с пылевыми облаками вдоль спиральных ветвей. Обилие газовых пылевых облаков и присутствие в них голубых звезд спектральных классов О и В говорят об активных процессах звездообразования, происходящих в спиральных рукавах этих галактик. Массы спиральных галактик составляют от 1010 до 1012М . 
 
 
Промежуточным между эллиптическим и спиральным типами галактик является тип линзообразных галактик (S0). Как и галактики типа Е, они не имеют определенной структуры, однако яркость от центра к краю у них изменяется скачками («ступеньками»). У таких галактик различают ядро, сильно сплюснутое сгущение – линзу, и слабый, иногда кольцеобразный ореол.

К неправильным галактикам относятся те, у которых отсутствует четко выраженное ядро и не обнаружена вращательная симметрия. Неправильная форма у галактики может быть вследствие того, что она не успела принять правильной формы из-за малой плотности в ней материи или из-за молодого возраста, а также возможно искажение формы галактики вызвано вследствие ее взаимодействия с другой галактикой. Примерами неправильных галактик служат Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако — самые близкие к нам галактики.

В ядрах некоторых галактик происходят бурные процессы, такие галактики получили название активных галактик. Радионаблюдения галактик показали, что большинство из них являются слабыми источниками радиоизлучения, основная доля их излучения приходится на свет звезд галактики. Однако существуют такие галактики, радиоизлучение которых не только сравнимо, но и значительно превышает их оптическое излучение. Эти галактики получили название радиогалактик.      
Еще более мощными источниками радиоизлучения являются квазары, полное название которых — квазизвездные (почти звездообразные) радиоисточники. Примером такого источника является ближайший к нам квазар С273 в созвездии Девы. Квазары являются также мощными источниками инфракрасного, рентгеновского и гамма-излучения. По современным представлениям, в ядрах галактик, как и в ядре нашей Галактики, находятся массивные черные дыры. Поэтому наиболее разработанной моделью квазара является модель с массивной черной дырой, расположенной в центре определенного типа галактик с высокой звездной плотностью.

Систематические исследования распределения галактик по небу показали, что наряду с отдельными галактиками наблюдаются скопления галактик. Так, наша Галактика, туманность Андромеды, Большое и Малое Магеллановы Облака и еще несколько звездных систем образуют Местную группу, в которую входят 35 галактик. Сейчас известно около 4000 скоплений галактик, в которых насчитываются сотни и тысячи звездных систем.

     Свет галактик  в основном представляет собой  суммарный свет миллиардов звезд  и газа. Для изучения физических свойств галактик астрономы используют методы спектрального анализа света. 
     Наблюдения показывают, что линии в спектрах всех известных галактик смещены к красному концу спектра. Это явление было названо красным смещением. . Отношение  
 
где  0 - длина волны спектральной линии, наблюдаемой в лаборатории, характеризует красное смещение. 
     Общепринятая в настоящее время интерпретация этого явления связана с эффектом Доплера, согласно которому смещение спектральных линий вызвано движением (удалением) излучающего объекта (галактики) со скоростью   по направлению от наблюдателя. При малых красных смещениях (z   1) скорость объекта может быть найдена по формуле Доплера: 
 
где с = 3 • 105 км/с — скорость света.

     После того  как по красному смещению были  найдены расстояния до галактик, известный астроном О. Хаббл установил  интересную зависимость, названную  законом Хаббла: скорости удаления галактик возрастают прямо пропорционально расстоянию до них: 
 =  Hr.    (17.2) 
     В этой формуле коэффициент пропорциональности Н называется постоянной Хаббла. Ее числовое значение зависит от выбранных единиц измерения. Если в законе Хаббла скорость выражена в километрах в секунду, а расстояние - в мегапарсеках, то постоянная Хаббла Н = 75 км/(с • Мпк).  
     Используя закон Хаббла, удается измерить расстояния до галактик по их красному смещению.

Таким образом, галактики принято подразделять на эллиптические, неправильные и спиральные. Эллиптические галактики видны в форме эллипса, но на самом деле они сферичны. Неправильные галактики не имеют какой-либо определённой формы. Что же касается спиральных галактик, то они обладают центральным утолщением (ядром, балджем), напоминающим эллиптическую галактику, а также тонким диском. Сейчас астрономам известны миллионы галактик. Обнаружены целые скопления и облака галактик. Есть все основания думать, что все видимые в настоящее время галактики составляют часть, и притом не очень большую часть, неизмеримо более грандиозной космической системы - Метагалактики.