Наша галактика – Млечный путь

Южно-Уральский  Государственный университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат по КСЕ

на тему: «Наша галактика – Млечный путь» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

студент группы ПС-108

Прутов Д.

Преподаватель:

Соболев А.Н. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Челябинск - 2010

МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ.

Ночью в не засвеченных местах можно видеть, что через чистое небо проходит молочная полоса. Эта необычная полоса диффузного света видна каждый месяц и из любого места. До открытия телескопа никто не знал, из чего состоит этот "млечный путь". Примерно 300 лет назад телескопы сделали изумительное открытие: Млечный Путь состоял из звезд .

Согласно одному из древних мифов, Млечный Путь – это дорога с  Олимпа на Землю. Согласно другому –  это пролитое Герой молоко.

 Только 70 лет назад более мощные телескопы сделали открытие , что Млечный Путь это одна галактика среди множества галактик. Современные космические телескопы дают еще более глубокое понимание. Сегодняшняя картинка была получена спутником для исследования космического фона . На ней изображена плоскость нашей Галактики в инфракрасном свете . Виден тонкий диск нашей спиральной галактики . На картинке звезды показаны белым цветом, межзвездная пыль - красным.

Метагалактика - часть Вселенной, доступная современным  астрономическим методам исследований - содержит несколько миллиардов галактик - звездных систем, в которых звезды связаны друг с другом силами гравитации. Существуют галактики, включающие триллионы звезд. Наша Галактика - Млечный Путь - также достаточно велика (в ней более 200 млрд. звезд). Самые маленькие галактики содержат звезд в миллион раз меньше. Помимо обычных звезд галактики включают в себя межзвездный газ, пыль, а также различные экзотические объекты: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. Ближайшими к нам и самыми яркими на небе галактиками являются Магеллановы облака. Они относятся к самым крупным видимым на небе астрономическим объектам. Внешний вид и структура звездных систем весьма различны и в соответствии с этим галактики делятся на морфологические типы: эллиптические, спиральные, неправильные. Наша Галактика принадлежит к типу спиральных.

Галактики редко наблюдаются одиночными. Более 90% ярких галактик входят либо в небольшие  группы, содержащие лишь несколько  крупных членов, либо в скопления  галактик, в которых их насчитывается  многие тысячи. В окрестностях нашей  Галактики, в пределах полутора мегапарсек от нее, расположены еще около 40 галактик, которые образуют местную группу.

Галактика - семейство звезд, связанных вместе взаимным гравитационным притяжением, обладающее некоторым отличительным свойством, выделяющим его из других галактик. Диапазон размеров и масс галактик огромен, велико также разнообразие их структур и свойств. Самые маленькие известные галактики - относительно близлежащие карликовые галактики, содержащие только 100000 звезд, что намного меньше, чем в типичном шаровом скоплении.

     
 

 Все  Галактики делятся на три основных  вида:

    

1. эллиптические, обозначаемые Е;
2. спиральные, обозначаемые S;
3. неправильные, обозначаемые J

 

     Эллиптические Галактики внешне  самый невыразительный тип Галактик. Они имеют вид гладких эллипсов или кругов с постепенным уменьшением яркости от центра к периферии. Эллиптические Галактики состоят из второго типа населения. Они построены из звёзд красных и желтых гигантов, красных и желтых карликов и некоторого количества белых звёзд не очень высокой светимости. Отсутствуют бело- голубые сверхгиганты и гиганты, группировки которых можно было бы наблюдать в виде ярких сгустков, придающих структуристость системе. Нет пылевой материи, которая в тех Галактиках, где она имеется, создает тёмные полосы, оттеняющие форму звёздной системы. Поэтому внешне эллиптические Галактики отличаются друг от друга в основном одной чертой- большим или меньшим сжатием.

     Как выяснилось, очень сильно  сжатых эллиптических галактик  нет, показателем сжатия 8, 9 и 10 не встречаются. Наиболее сжатые эллиптические галактики – это- Е 7. У некоторых показатели сжатия 0. Такие галактики практически не сжаты.

     Эллиптические галактики в скоплениях  галактик- это гигантские галактики,  в то время как эллиптические галактики вне скоплений- это карлики в мире галактик.

     Спиральные галактики- один из  самых живописных видов галактик  во Вселенной. Спиральные галактики  являют собой пример динамичности  формы. Их красивые ветви, выходящие  из центрального ядра и как  бы теряющие очертания за пределами галактики , указывают на мощное, стремительное движение. Поражает так же многообразие форм и рисунков спиральных ветвей.

     Ядра у таких галактик всегда  большие, обычно составляют около  половины наблюдаемого размера  самой галактики.

     Как правило, у галактики имеются  две спиральные ветви, берущие  начало в противоположных точках  ядра, развивающиеся сходным симметричным  образом и теряющиеся в противоположных  областях периферии галактики.

     Доказано, что сильно сжатая звёздная система в ходе эволюции не может стать слабо сжатой. Невозможен и противоположный переход. Значит, эллиптические галактики не могут превращаться в спиральные, а спиральные в эллиптические. Эти два типа представляют собой различные эволюционные пути, вызываемые различным  сжатием систем. А различное сжатие обусловлено различным количеством вращения систем. Те галактики, которые при формировании получили достаточное количество вращения, приняли сильно сжатую форму, в них развились спиральные ветви. Галактики, материя которых после формирования имела меньшее количество вращения, оказались менее сжатыми и эволюционируют в виде эллиптических галактик.

     Встречается большое число галактик  неправильной формы, без какой  либо общей закономерности структурного строения.

     Неправильная форма у галактики  может быть в следствии того, что она не успела принять  правильной формы из- за малой  плотности в ней материи или  из- за молодого возраста. Есть  и другая версия: галактика может  стать неправильной в следствии искажения формы в результате взаимодействия с другой галактикой.

     Оба таких случая встречаются  среди неправильных галактик, может  быть, с этим связано разделение  неправильных галактик на два  подтипа.

     Подтип J1 характеризуется сравнительно высокой поверхностной яркостью и сложностью неправильной структуры. Французский астроном Вокулер в некоторых галактиках этого подтипа обнаружил признаки разрушенной спиральной структуры. Кроме того, Вокулер заметил, что галактики этого подтипа часто встречаются парами. Существование одиночных галактик так же возможно. Объясняется это тем, что встреча с другой галактикой могла иметь место в прошлом, теперь галактики разошлись, но для того, чтобы принять снова правильную форму им требуется длительное время.

     Другой подтип J 2 отличается очень низкой поверхностной яркостью. Эта черта выделяет их среди галактик всех других типов. Галактики этого подтипа отличаются так же отсутствием ярко выраженной структурности.

     Если галактика имеет очень  низкую поверхностную яркость при обычных линейных размерах, то это означает, что в ней очень мала звёздная плотность, и , следовательно, очень малая плотность материи.

     Вращающееся жидкое тело под  действием внутренних сил в  равновесном состоянии принимает  форму эллипсоида. В общей теории этой задачи доказывается, что при определённых состояниях между плотностью жидкости и угловой скоростью вращения эллипсоид может быть и сжатым эллипсоидом вращения и вытянутым трехосным эллипсоидом, напоминающим сигару или даже иглу.

     Долгое время исследователи галактик предполагали, что вращающиеся звёздные системы, придя в равновесие, должны обязательно принять форму сжатого эллипсоида вращения. Однако в 1956 г. К.Ф. Огородников, специально рассмотрев вопрос о применяемости теории фигур равновесия жидких тел к звёздным системам , пришел к выводу, что среди звёздных систем могут быть и такие, которые приняли форму вытянутого трехосного эллипсоида.

     Также Огородников приводит примеры  галактик, которые, вероятно имеют  форму вытянутых трехосных эллипсоидов- сигар, а  не являются дисками, наблюдаемыми с ребра.

     Для таких галактик характерно  отсутствие ядра- утолщения, наблюдаемого  в центральной части. 

     Именно Огородников назвал эти  галактики иглообразными.

     Галактики довольно часто встречаются в виде пар, но гораздо труднее выяснить, является ли наблюдаемая пара физически двойной галактикой или это только оптическая пара. У двойной галактики движение одного компонента по орбите вокруг другого настолько медленно, что его невозможно заметить даже после многолетних наблюдений.

     Каталог двойных галактик был  составлен шведским астрономом  Хольмбером. Он выделил все пары  галактик, у которых взаимное  расстояние компонентов не более  , чем в два раза превосходит  сумму их диаметров.

     В каталоге оказалось 695 двойных  галактик. Подавляющее большинство  из них физически двойные галактики.  Но о каждой паре отдельно  можно сказать: вероятно, что это  физически двойная галактика.

     Пару галактик можно назвать  физически двойной в трех случаях:

1. Если компоненты имеют общее происхождение;
2. Если компоненты динамически связаны, т. е. Сумма кинетической и потенциальной энергии компонентов отрицательна;
3. Если компоненты расположены в пространстве близко друг к другу.

Компоненты  физически двойной галактики находятся практически на одинаковом от нас расстоянии. Поэтому лучевые скорости, вызванные расширением пространства, у них одинаковы.

     Понятие « Метагалактика» не  является вполне ясным. Оно сформировалось на основании аналогии со звёздами. Наблюдения показывают, что галактики, подобно звёздам, группирующимся в рассеянные и шаровые скопления, также объединяются в группы- скопления различной численности.

1.      Однако для звёзд известны объединения более высокого порядка- звёздные системы( галактики), характерные большей автономностью, т. е. Независимостью от влияния других тел, и большей замкнутостью, чем у звёздных скоплений. В частности, все звёзды, которые могут наблюдаться простым глазом в телескопы, образуют звёздную систему- нашу Галактику, насчитывающую около 100млд. Членов. В случае галактик аналогичные системы более высокого порядка непосредственно не наблюдаются.

На другом конце диапазона - самая массивная  из известных галактик - гигантская эллиптическая галактика M87, содержащая 3000 млрд. солнечных масс, т.е. приблизительно в 15 раз больше нашей собственной Галактики.

 Большинство  галактик можно классифицировать, отнеся к одному из известных  морфологических типов. Спиральные галактики имеют дискообразную форму с центральным балджем (утолщением), от которого отходят спиральные рукава. В спиральных галактиках с перемычкой балдж пересекается перемычкой из звезд, а рукава кажутся присоединенными к концам перемычки. Спиральные галактики содержат очень яркие молодые звезды и значительные количества межзвездного вещества, сконцентрированного в рукавах.