Другие галактики

10-11 класс
УМК Б.А.Воронцова-Вельяминова

Веста

Паллада

Каталог Мессье

Наиболее яркие галактики были включены в каталог, составленный Мессье ещё в XIX в., когда их природа была совершенно неизвестна.

Веста

Паллада

Туманность Андромеды

Туманность Андромеды по каталогу Мессье обозначена М31.
В «Новый общий каталог» (New General Catalog), который содержит сведения об объектах далёкого космоса, в том числе о более чем 13 тыс. галактик, она включена как NGC 224.

В состав всех галактик входят звёзды, межзвёздный газ и тёмная материя.
Но их относительное содержание в галактиках различного типа существенно отличается.

Веста

Паллада

Квинтет Стефана — группа из пяти галактик в созвездии Пегаса.
Четыре из пяти галактик в Квинтете Стефана находятся в постоянном взаимодействии

Для большинства галактик определить расстояние по наблюдениям цефеид оказывается невозможным.
В этих случаях пользуются другими методами, среди которых наиболее надёжным считается определение расстояния по закону «красного смещения», открытому в 1929 г. американским астрономом Эдвином Хабблом.

Веста

Паллада

«Красное смещение»
в спектрах галактик

Он обнаружил, что в спектрах всех галактик (за исключением туманности Андромеды и других ближайших галактик) линии смещены к красному концу.
Это «красное смещение» означало, что они удаляются от нашей Галактики.

Эдвин Хаббл
(1889-1953)

Веста

Паллада

Сравнив расстояние до галактик со скоростями их удаления, Эдвин Хаббл
установил, что между этими величинами существует весьма простая зависимость (закон Хаббла):
v = HR,
где v — скорость галактики, R — расстояние до неё, а H — коэффициент пропорциональности, называемый теперь постоянной Хаббла.
По современным данным, величина H составляет 69 км/(с•Мпк).

Красное смещение в спектрах далёких галактик.

Чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она удаляется.
За счёт эффекта Доплера длина волны принятого на Земле её излучения становится тем больше, чем выше её скорость.
Видно, что D-линия натрия смещается из жёлтой области спектра в красную, в область бóльших длин волн.

Веста

Паллада

Закон Хаббла дал возможность определить расстояние до наиболее далёких объектов во Вселенной, когда непригодны все другие способы, применяемые в астрономии.
Определив скорость галактики по смещению линий в её спектре, можно вычислить расстояние до неё по формуле:
R = v / H.

К настоящему времени измерены «красные смещения» и определены расстояния до нескольких миллионов галактик.
От самых далёких из них свет идёт около 13 млрд лет.

Веста

Паллада

По внешнему виду и структуре галактики весьма разнообразны, однако большинство из них хорошо укладывается в предложенную Хабблом ещё в 1923 г. простую и стройную классификацию.
Все галактики были разбиты на три типа:
эллиптические - E, спиральные - S и неправильные (иррегулярные) - I.

Веста

Паллада

Форма эллиптических галактик различна: от почти круглой до очень сильно сплюснутой.

Веста

Паллада

В спиральных галактиках выделены два подтипа:
нормальные спирали, у которых спиральные рукава начинаются непосредственно из центральной области;
пересечённые спирали, у которых рукава выходят не из ядра, а связаны с перемычкой, проходящей через центр галактики.

Веста

Паллада

Ближайшими и самыми яркими оказались две галактики неправильного типа, которые получили названия Большое и Малое Магеллановы Облака.
Они хорошо видны невооружённым глазом в Южном полушарии неподалёку от Млечного Пути. Магеллановы Облака являются спутниками нашей Галактики, расстояние до Большого около 200 тыс. св. лет, до Малого - 170 тыс. св. лет.

Веста

Паллада

Определить точную массу галактик практически невозможно.
Согласно исследованиям, почти у каждой из галактик (в том числе и у нашей Галактики) обнаружено существование обширных корон из тёмного вещества, так называемой скрытой массы или тёмной материи. По расчётам, её масса в несколько раз превышает общую массу всех наблюдаемых объектов галактики

Каждому значительному скоплению галактик соответствует большой сгусток темной материи.
Совместив крупное скопление на левой картинке с соответствующим гало темной материи на правой картинке, мы обнаружим, что они совпадают и что обычная материя словно находится в каркасе из темной материи.

Веста

Паллада

Выяснилось также, что между галактиками в их скоплениях находится газ, разогретый до температуры более 10 млн К. Его полная масса сравнима с суммарной массой всех галактик скопления. Такую массу очень горячего газа гравитационные силы галактик могут удержать лишь в том случае, если в скоплении также существует тёмная материя.

Веста

Паллада

Установлено, что на роль тёмной материи не подходят ни газ, ни слабосветящиеся звёзды, ни другие объекты, состоящие из обычного вещества (протонов, нейтронов и электронов).
Возможно, тёмная материя состоит из элементарных частиц подобно нейтрино, слабо взаимодействующих с обычным веществом.

Модель космической паутины темной материи