Urok28-Наша Галактика

Урок 28

Тема: Наша Галактика

Рассеянные скопления h и Х Персея (NGC 869/884), нанесенные на карту еще в 130г до НЭ Гиппархом, 13.04.2006г

Млечный путь

Полная фотокарта, составленная в Лундской обсерватории (Швеция). Правее и ниже центра видны Магеллановы Облака.

Млечный Путь - полоса туманного света, опоясывающая небо, которая образуется светом огромного количества звезд нашей Галактики. Предположение, что Млечный Путь скопище слабо светящих звезд, впервые высказал Демокрит (460-370, Др.Греция), доказал  это в декабре 1609г Галилео Галилей (1564-1642, Италия), направив свой 32-х кратный телескоп на небо.

Состав Галактики

Галактика является гравитационно-связанной космической системой: силы тяготения играют решающую роль в ее существовании и наряду с силами инерции и силами электромагнитной природы определяют структуру и основные свойства Галактики.

Состав:

200-250 млрд.

скопления звезд (шаровые, рассеянные)

более 6000 ГМО (до 50% межзвездного газа)

туманности (разных видов)

планетные тела и их системы

белые и коричневые карлики

нейтронные звезды

черные дыры

области ионизированного водорода

области нейтрального водорода

космическая пыль и газ

глобулы

космические лучи

магнитное поле

гравитационное поле

Спиральная галактика NGC4414

Галактика - спиральная система масса ≈ 2-11,5 . 10 11 М  ,

диаметр ≈ 100000-150000 св.лет

светимость ≈ 2-4 . 10 10 L  .

возраст 13,7 ± 0,8 млрд. лет

Рассеянные звездные скопления

Содержат обычно от 50 до 2000 массивных больших звезд , распределенных в области размером от 1,5 до 20пк с концентрацией в среднем 1зв/пк 3 , в центре до 80зв/пк 3 .  Их массы от 10 до сотни масс Солнца, типичный возраст около 10 млн.лет, расположены в диске Галактики. Состоят из относительно плотного ядра и более разреженной короны, содержащей, однако, сравнимое с ядром число звезд. Известно около 1200 рассеянных скоплений.     Они движутся почти по круговым орбитам со скоростью 150-200 км/с. Среди общеизвестных рассеянных скоплений выделяются Плеяды, Гиады, "Шкатулка драгоценностей" и другие.

Рассеянное скопление M50 в созвездии Единорога

Рассеянное звездное скопление "Бабочка" (M6, соз. Скорпиона)

Рассеянное скопление «Плеяды» (M45, соз. Тельца).

Шаровые звездные скопления

Плотное скопление сотен тысяч или даже миллионов звезд (в основном красные гиганты и субгиганты с возрастом до 13 млрд. лет), форма которого близка к сферической. Самое яркое и одно из самых старых скопление - Омега Центавра (ω Cen) диаметром 620 св. лет (обычно от 15 до 600 св.лет). Шаровые скопления распределены внутри сферического гало Галактики и движутся по очень вытянутым эллиптическим орбитам со скоростями более 50 км/с. Известно более 170 таких скоплений. Концентрация звезд в центральной части - до десятков тысяч в 1 пк 3 ,  масса составляют 10 4 -10 6 М  . В скоплениях встречаются переменные звезды различных типов.

Шаровое скопление в созвездии Центавра

Шаровое скопление M13 в созвездии Геркулеса

Шаровое скопление M10 в созвездии Змееносца

Туманности

На фото (направление на центр Галактики), красным - эмиссионные туманности - светящиеся облака водорода, нагретого излучением вблизи расположенных ярких молодых звезд. Голубые - отражательные туманности - облака газа и мельчайшей пыли, отражающей свет ближайших ярких звезд. Сверху абсолютно темная туманность Курительная трубка. Это - более плотные вкрапления пыли и холодные облака молекулярного газа. Диффузное свечение Млечного Пути обусловлено излучением миллиардов слабых звезд типа нашего Солнца.

Виды туманностей

Эмиссионной туманности и рассеянного звездного скопления NGC 2264 за ней

Крабовидная туманность (диффузная, М1)

NGC 2392 Планетарная туманность Эскимос

Остаток сверхновой Кеплера, SN 1604

Тёмная тум . Угольный мешок (соз. Юж . Крест)

IC 2220 отражательная тум . "Пивная кружка"

Строение Галактики

Ядро ( балдж ) наблюдается в созвездии Стрельца (a = 17 h 38 m , d = 30 о ). Ядро полностью скрыто за мощными темными газопылевыми облаками (ГМО). В центре ядра размером порядка 10 пк, наблюдается сгущение – керн – околоядерный газовый диск с черной дырой в 400 св.г от центра массой ≈ 4,6×10 6 М  . В области размером менее 1 кпк находится очень плотное скопление голубых сверхгигантов (до 50000 звезд) ≈ 5×10 6 М  .

Диск - содержит: ГМО "молекулярного кольца", звезды, туманности, рассеянные звездные скопления, межзвездная среда, космические лучи. Размер в поперечнике ≈100000 св.лет, толщина 300-3000 св. лет.

   Спиральные ветви – содержат диффузные газопылевые туманности, звездные ассоциации, молодые горячие звезды, межзвездная среда, космические лучи. В 4000 пк от центра Галактики начинают закручиваться 3 спиральные рукава: Ориона-Лебедя, Персея, Стрельца-Киля.

     Гало - редконаселенная область, почти сферической формы эллипсоид диаметром более 600000 св.лет. Вращается очень медленно. В гало наблюдаются облака атомарного водорода, звезды, шаровые звездные скопления, межзвездная среда. Но основной состав – это темная материя.

Вращение Галактики

    Галактика обладает сложным характером вращения вокруг своей оси. Галактика в целом вращается, но не как жесткое тело, а поэтому она постоянно деформируется. Собственные скорости звезд в ядре достигает 1000-1500 км/с. Скорость обращения галактических рукавов ниже скорости движения отдельных звезд на том же расстоянии от центра Галактики.

   Солнечная система располагается вблизи экваториальной плоскости Галактики в 26000 св. лет от ее центра и делает оборот вокруг центра Галактики за 195-220 миллионов лет (средняя ≈ 213 млн. лет).  Солнечная система перемещается относительно ближайших звезд со скоростью 20 км/с в направлении созвездия Геркулеса и вместе с ними вращается вокруг центра Галактики со скоростью 250 км/c в направление созвездий Лебедя и Цефея. Точка небесной сферы, в направлении которой движется Солнечная система, называется апексом (от лат. "вершина" -  α=17 h 38 ч , δ=+30 о ).      Плоскость Галактики и плоскость Солнечной системы не совпадают, а находятся под углом друг к другу и планетная система Солнца скорее катится, чем плывет, совершая оборот вокруг центра Галактики.

Радиоизлучение Галактики

   Карл ЯНСКИЙ (1905-1950, США) в декабре 1931г открыл космическое радиоизлучение идущее из Млечного Пути. Гроут Ребер (1911-2002, США ) составил в 1942г первую радиокарту неба и обнаружил, что на волне 1,85 м излучает весь Млечный Путь, но наиболее сильно – его центральная часть.

    Тепловое - рождается в горячем газе от случайного (теплового) движения заряженных частиц – электронов и протонов. Исходит например от эмиссионных туманностей.

Нетепловое (обычно синхротронное) , интенсивность растет с увеличением длины волны. Оно возникает при движении очень быстрых электронов в магнитном поле.

    Звезды – слабые источники радиоволн. В 1970-х годах открыто радиоизлучение от газовых оболочек, сброшенных новых звезд.  В.Бааде и Р.Минковский из обсерваторий Маунт-Вилсон и Маунт-Паломар (США) отождествили многие яркие радиоисточники с оптическими объектами, в том числе с остатками взрыва сверхновых звезд. В 1967 Э.Хьюиш , Дж.Белл и их коллеги из Кембриджа (Англия) открыли необычные переменные радиоисточники – пульсары .

  Нейтральный атомарный водород –самый распространенный элемент излучает радиолинию с длиной волны 21 см, обнаруженную в 1951г Х.Юэном и Э.Парселом .

Круговорот газа и пыли в Галактике