Звезды во Вселенной распределены неравномерно.
Они образуют большие системы, называемые галактиками, каждая из которых насчитывает из сотни миллиардов звезд. Галактики бывают самых разных форм и размеров от гигантских эллиптических галактик до спиральных галактик вроде нашего Млечного Пути и до маленьких неправильных галактик вроде Большого и Малого Магеллановых облаков.
Происхождение названия «Галактика»
Если прямо перевести слово «галактика» на русский язык, получится «молочное кольцо». Это название было выбрано неслучайно – именно такими их видели древние астрономы, рассматривая светящиеся области на звездном небе. Изначально они предполагали, что видели туманности, но затем поняли, что наблюдают огромные звездные скопления. Поэтому объекты получили название «звездные острова». Ближе к современности, когда ученые наконец поняли, что эти скопления похожи на нашу собственную галактическую систему, их всех просто стали называть галактиками.
Исследование галактик
Еще древние греки активно изучали звездное небо. Первый крупный объект, который они заметили – Млечный Путь. Сложно не увидеть нечто настолько огромное, что выделяется на небосводе. По началу люди, конечно же, не могли объяснить, что это с точки зрения науки. Поэтому греки, как истинные мастера сложения мифов, придумали новую легенду, в которой ключевую роль отдали самому Гераклу. Согласно этой истории, Зевс решил наделить своего сына божественной силой, которой он не имел, так как был рожден человеческой женщиной. Он тайком пронес его в покои своей супруги – богини Геры, чтобы напоить ребенка ее грудным молоком. Но та проснулась и оттолкнула дитя, пролив немного молока. Оно разлилось по небу и превратилось в большую дорогу из звезд. «Дорогой богов» нашу галактику называли и древние славяне.
Но были в Древней Греции и те, кто все-таки пытались дать галактике научное объяснение. Например, философ Демокрит одним из первых выдвинул предположение о том, что это звездное скопление. Но доказать этого он, естественно, не мог. Лишь в семнадцатом веке Галилей смог подтвердить эту теорию, увидев Млечный Путь в телескоп. Затем Кант сказал. Что эта система может иметь форму диска, а Гершель это подтвердил. У последнего было самое мощное на тот момент оборудование, которое позволило ему увидеть больше различных объектов на небе, предположив, что в точно таком же живем и мы. Гершель также ввел термин «световой год» – единица измерения, которой удобно описывать расстояния в космических масштабах.
На этом изучение галактик не закончилось. Еще через сотню лет астроном Струве открыл звездную пыль, исследуя Млечный Путь и выяснил, что наша система находится далеко от его ядра. Уже практически в наше время было установлено, что вокруг этого ядра вращаются все объекты галактики.
Как появляются галактики
Галактические системы образуются в процессе естественного развития Вселенной под воздействием гравитации. Первые протоскопления начали формироваться сразу после Большого взрыва в первичной материи. В дальнейшем стали появляться более привычные нам галактические группы разных форм, которые зависели от условий их образования.
Галактики в основном состоят из старых и новых звезд, которые называют поколениями. Первые представляют собой объекты, состоящие из первичного газа, вторые – из водорода и гелия. Появляются они с помощью гравитации, сжимающей газовые облака до определенной плотности. Вследствие этого процесса происходит термоядерный взрыв, знаменующий появление новой звезды.
Скопления галактик
Сколько галактик во Вселенной никто не знает. Современные ученые предполагают, что только в обозримой части космоса их около ста миллиардов. В пространстве они расположены неравномерно – в одном месте могут быть огромные скопления галактик, в другом – одинокие объекты.
Последних во Вселенной определенно немного. Почти все галактики так или иначе собираются в группы, в которых преобладает одна самая мощная эллиптическая или спиралевидная. Под действием ее гравитационного поля притягиваются все остальные объекты, в результате чего образуется группа из нескольких десятков, а иногда и тысяч галактик. Скопления также могут иметь разные формы: одни вытягиваются в длинные цепочки, другие выстраиваются в плотные стены. Между группами располагаются войды – космические пустоты.
В группах галактики также взаимодействуют друг с другом, сталкиваясь и даже сливаясь воедино. В процессе столкновения происходит взрыв воистину галактических масштабов, вследствие чего меняется сама структура галактик.
Звездные скопления могут действовать друг на друга и по-другому. На средних расстояниях они могут оказывать приливные воздействия. Если же они удалены друг от друга слишком далеко, но при этом движутся на высокой скорости, есть вероятность, что более крупная система вытянет из более мелкой межгалактический газ, лишив ее источника энергии. После этого новые звезды в этой системе появляться уже не будут.
Наиболее интересным взаимодействием галактик является слияние. Они приближаются друг к другу по спирали, и все их компоненты постепенно сливаются, образуя новые звезды.
Строение галактики
Все галактики строятся из различных звездных систем. Те в свою очередь состоят из планет, пыли и газа. Все это держится вместе с помощью гравитации и под ее же воздействием движется относительно ядра галактики. Можно выделить следующие компоненты в строении галактики:
- Ядро. Это галактический центр масс, которое притягивает все остальные элементы. В качестве ядра может выступать сверхмассивная черная дыра (как в случае Млечного Пути), облако пыли, скопление нескольких звезд или даже черных дыр.
- Диск. Так называют область галактики, где сосредоточены все ее объекты: звездные системы, межзвездный газ и пыль. От диска также исходят рукава – спиральные отростки, в которых располагаются молодые звезды.
В некоторых галактиках есть сразу два диска, и второй обычно называют полярным кольцом. Такое явление появляется при слиянии двух галактик.
- Сфероидальный компонент. Он лежит вне диска и состоит из небольшого количества звезд, размещенных по сфере относительно ядра галактики.
- Балдж. Так называется уплотнение из звезд, расположенное вокруг ядра. Оно состоит из самых больших и старых небесных светил, поэтому балдж является наиболее яркой частью галактики.
Какие бывают галактики
Как таковых границ у галактик нет, поэтому сложно выяснить их точную форму и понять, где они заканчиваются. Однако ученые все же выделяют несколько наиболее очевидных форм и дают этим видам галактик соответствующие названия:
- Эллиптические. Как нетрудно догадаться, такие галактики имеют форму эллипса. У них нет отростков в виде рукавов, как и диска, и даже ядра. Такие звездные скопления можно назвать балджем, но очень увеличенным в размерах и принявшим форму сферы. В состав таких скоплений входят звездные системы со старыми красными гигантами или желтыми карликами. В них практически никогда не встречаются сверхмассивные и очень яркие звезды.
- Линзовидная. В такой форме галактика долго не существует и в конце концов превращается в эллиптическую. Согласно предположениям ученых, такие галактики раньше были спиральными, но их рукава слились, а новые звезды перестали появляться. Линзовидное скопление имеет массивное ядро и диск, по форме напоминающий выпуклую линзу. Звездные системы состоят из различных звезд, как старых, так и новых, а также черных дыр.
- С перемычкой. Такие галактические системы имеют округлую форму с перемычкой посередине, представляющей собой скопления звезд и газа. По строению они напоминают спиральные галактики, но их рукава исходят не от ядра, а от перемычки.
- Спиральная. К таким системам относится Млечный Путь. Это классическая форма галактик, которые имеют спиральные рукава, исходящие от ядра, а иногда и перемычки.
- Неправильная. Галактики, не подходящие ни под одно из предыдущих описаний, называют неправильными. Они весьма редки и отличаются отсутствием основных структурных составляющих звездных скоплений. У них нет конкретной формы, и похожи они скорее на рваные куски облаков.
Млечный Путь, в котором находится и наша система, – это спиральная галактика с перемычкой. В нее входят около 150 миллиардов звезд. Солнечная система находится на самом краю Млечного Пути, на расстоянии около 30 тысяч световых лет от ядра.
