Підсистеми Галактики та її спіральна структура

    Міністерство  освіти і науки України

    Ковельський промислово-економічний коледж ЛНТУ 
 
 
 
 
 

    Реферат

    Підсистеми  Галактики та її спіральна  структура 

    підготував  студент 159"Д" групи

    Ратнюк Олег 
 
 
 
 
 
 

    м. Ковель

    2010 р.

    План

1. Чумацький Шлях.
2. Гало.
3. Диск.
4. Ядро.
5. Спіральні гілки.
6. Підсистеми Галактики та її спіральна структура.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Грунтуючись на результатах своїх підрахунків, Гершель зробив спробу визначити розміри Галактики. Він довів, що наша зоряна система має кінцеві розміри і утворює свого роду товстий диск: у площині Чумацького Шляху вона тягнеться на відстань не більше 850 одиниць, а в перпендикулярному напрямі - на 200 одиниць, якщо прийняти за одиницю відстань до Сіріуса. За сучасною шкалою відстаней це відповідає 7300 х 1700 світлових років.

    Ця  оцінка в цілому, вірно, відображає структуру Чумацького Шляху, хоча вона вельми неточна. Річ у тому, що окрім  зірок до складу диска Галактики  входять також численні газопилові хмари, які ослабляють світло віддалених зірок. Перші дослідники Галактики  не знали про цю поглинаючу речовину і вважали, що вони бачать всі її зірки.

    Реальні розміри Галактики були встановлені  тільки в XX в. Виявилось, що вона є значно плоскішим утворенням, ніж припускали раніше. Діаметр галактичного диска  перевищує 100 тис. світлових років, а  товщина - близько 1000 світлових років. На вигляд Галактика нагадує зерно  чечевиці з потовщенням посередині.

     

    Через те, що Сонячна система знаходиться  практично в площині Галактики, заповненою поглинаючою матерією, дуже багато деталей будови Чумацького Шляху  приховано від погляду земного  спостерігача. Проте їх можна вивчати  на прикладі інших галактик, схожих з нашою.

    Так, в 40-і рр. XX сторіччя, спостерігаючи  галактику М 31, більше відому як туманність Андромеди, німецький астроном Вальтер  Бааде (в ті роки він працював в США) відмітив, що плоский лінза подібний диск цієї величезної галактики занурений в більш розріджену зоряну хмару сферичної форми - гало. Оскільки туманність Андромеди дуже схожа на нашу Галактику, Бааде припустив, що подібна структура є і у Чумацького Шляху. Зірки галактичного диска були названі населенням I типу, а зірки гало (або сферичною складовою) - населенням II типу.

    Як  показують сучасні дослідження, два види зоряного населення відрізняються  не тільки просторовим положенням, але і характером руху, а також  хімічним складом. Ці особливості пов'язані  в першу чергу з різним походженням  диска і сферичної складової.

    2. Гало. Межі наший Галактики визначаються розмірами гало. Радіус гало значно більше розмірів диска і за деякими даними досягає декількох сотен тисяч світлових років. Центр симетрії гало Чумацького Шляху співпадає з центром галактичного диска. Складається гало в основному з дуже старих, неяскравих мало масивних зірок. Вони зустрічаються як поодинці, так і у вигляді кульових скупчень, які можуть включати більше мільйона зірок. Вік населення сферичної складової Галактики перевищує 12 млрд. років. Його зазвичай приймають за вік самої Галактики.

    Характерною особливістю зірок гало є надзвичайно  мала частка в них важких хімічних елементів. Зірки, які створюють  кульові скупчення, містять металів  в сотні разів менше, ніж Сонце.

    Зірки сферичної складової концентруються відповідно центру Галактики. Центральна, найбільш щільна частина гало в межах  декількох тисяч світлових років  від центру Галактики називається  балдж (у перекладі з англійського "потовщення").

    Зірки і зоряні скупчення гало рухаються  навколо центру Галактики по дуже витягнутих орбітах. Через те, що обертання  окремих зірок відбувається майже  безладно (тобто швидкості сусідніх зірок можуть мати самі різні напрями), гало в цілому обертається дуже поволі.

    

    3. Диск. В порівнянні з гало диск обертається помітно швидше. Швидкість його обертання не однакова на різних відстанях від центру. Вона швидко зростає від нуля в центрі до 200-240 км/с на відстані 2 тис. світлових років від нього, потім декілька зменшується, знову зростає приблизно до того ж значення і далі залишається майже постійною. Вивчення особливостей обертання диска дозволило оцінити його масу. Виявилось, що вона в 150 млрд. разів більше маси Сонця.

    Населення диска дуже сильно відрізняється  від населення гало. Поблизу площини  диска концентруються молоді зірки  і зоряні скупчення, вік яких не перевищує  декількох мільярдів років. Вони утворюють так звану плоску складову. Серед них дуже багато яскравих і  гарячих зірок.

    Газ в диску Галактики також зосереджений в основному поблизу його площини. Він розподілений нерівномірно, утворюючи  численні газові хмари - від гігантських  неоднорідних по структурі понад  хмари протяжністю декілька тисяч  світлових років до маленьких  хмарок розмірами не більше парсека.

    Основним  хімічним елементом в наший Галактиці  є водень. Приблизно на 1/4 вона складається  з гелію. В порівнянні з цими двома  елементами інші присутні в дуже невеликих  кількостях. В середньому хімічний склад зірок і газу в диску  майже такий же, як у Сонця. 

    4. Ядро. Однією з найцікавіших областей Галактики вважається її центр, або ядро, розташоване у напрямі сузір'я Стрільця. Видиме випромінювання центральних областей Галактики повністю приховано від нас могутніми шарами поглинаючої матерії. Тому його почали вивчати тільки після створення приймачів інфрачервоного і радіовипромінювання, яке поглинається у значно менше.

    Для центральних областей Галактики  характерна сильна концентрація зірок: у кожному кубічному парсеку  поблизу центру їх міститься багато тисяч. Відстані між зірками в  десятки і сотні разів менше, ніж на околицях Сонця. Якби ми жили на планеті біля зірки, що знаходиться  поблизу ядра Галактики, то на небі були б видні десятки зірок, по яскравості дорівнюючих Місяцю, і  багато тисяч яскравіших, ніж найяскравіші зірки нашого неба.

    

    Крім  великої кількості зірок в  центральній області Галактики  біля ядра спостерігається газовий  диск, що складається переважно з  молекулярного водню. Його радіус перевищує 1000 світлових років. Ближче до центру розташовуються області іонізованого водню і численні джерела інфрачервоного випромінювання, що свідчать про зірко  утворення, яке там відбувається. У самому центрі Галактики передбачається існування масивного компактного  об'єкту - чорної дірки масою близько  мільйона мас Сонця. У центрі знаходиться  також яскраве радіоджерело Стрілець А, походження якого пов'язують з  активністю ядра.

    5. Спіральні гілки. Одним з найбільш помітних утворень в дисках галактик, подібних наший, є спіральні гілки (або рукави). Вони і дали назву цьому типу об'єктів - спіральні галактики. Спіральна структура в наший Галактиці дуже добре розвинена. Уздовж рукавів в основному зосереджені наймолодші зірки, багато розсіяних зоряних скупчень і асоціації, а також ланцюжки щільних хмар між зоряного газу, в яких продовжують утворюватися зірки. У спіральних гілках знаходиться велика кількість змінних і спалахуючих зірок, в них найчастіше спостерігаються вибухи деяких типів найновіших. На відміну від гало, де які-небудь прояви зоряної активності надзвичайно рідкісні, в гілках продовжується бурхливе життя, пов'язане з безперервним переходом речовини з міжзоряного простору в зірки і назад. Галактичне магнітне поле, яке пронизує весь газовий диск, також зосереджене головним чином в спіралях.

    Спіральні рукави Чумацького Шляху в значній  мірі приховані від нас поглинаючою  матерією. Докладне їх дослідження  почалося після появи радіотелескопів. Вони дозволили вивчати структуру  Галактики за спостереженнями радіовипромінювання  атомів міжзоряного водню, що концентрується уздовж Довгих спіралей. По сучасних уявленнях, спіральні Рукави пов'язані з  хвилями стиснення, що розповсюджуються по диску галактики. Проходячи через  області стиснення, речовина диска  ущільнюється, а утворення зірок  з газу стає інтенсивнішим. Причини виникнення в дисках спіральних галактик такої своєрідної хвильової структури не цілком ясні. Над цією проблемою працюють багато астрофізиків.

    6. Наша Галактика структурована як за об’єктами, що до неї належать, так і за своєю будовою. В Галактиці розрізняють гало (корону) ― зовнішню частину, що складається в основному з газу, газових хмар і дуже старих, не яскравих зір. Ці зорі переважно зібрані у кулясті зоряні скупчення. Інші зорі, концентруючись до центра Галактики, утворюють балдж ― своєрідне потовщення навколо ядра Галактики, яке і є центром нашої зоряної системи. В площині, що проходить через ядро Галактики, лежить її диск ― плоске зоряне утворення діаметром 100000 св. р. і товщиною 10000 св. р.

    Як  показали дослідження, зорі, що належать до гало (сферична підсистема чи складова) і зорі диска (плоска підсистема) розрізняються  не тільки просторовим розподілом, а головне ― хімічним складом. Зорі гало (їх називають населенням ІІ типу) містять значно менше металів, ніж зорі диска (населення І типу).

    Наша  Галактика має дуже добре виражену спіральну структуру. Спіральні  рукави, утворені газом, пилом та молодими зорями, лежать у площині диска  Галактики. В рукавах і у наш  час відбувається активний процес зореутворення. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Список  використаної літератури: 

1. Бойко Р.Д. Загальне землезнавство. Навчальний посібник для студентів І курсу географічних спеціальностей вузів. - Тернопіль, 1998. - 193 с.

 

2. Гілецький Й.Р., Богович М.М., Сливка Р.Р. Географія. Універсальний посібник для випускників та абітурієнтів. Львів: ВНТЛ-Класика, 2003. - 575 с.

 

3. Криволуцкий А.Е. Голубая планета: (Земля среди планет. Геогр.аспект).-М.:Мысль, 1985. - 335 с., ил.

 

  4. Свинко Й.М., Сивий М.Я. Геологія: Підручник. - К.: Либідь, 2003. – 480 с.