Галактики Всесвіту. Чумацький Шлях

Міфологічні уявлення про Чумацький Шлях та його сьогоднішнє розуміння. Розмаїття галактик Всесвіту, їх класифікація та властивості. Структура, зовнішній вигляд, склад і особливості Чумацького Шляху, гіпотеза щодо його зіткнення з іншою галактикою.

Рубрика Астрономия и космонавтика
Вид реферат
Язык украинский
Дата добавления 20.11.2010
Размер файла 16,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

План

1. Чумацький Шлях - дорога з Олімпу на землю

2. Різноманіття галактик

3. Наша Галактика - Чумацький Шлях

4. Колись Чумацький Шлях зіткнувся з іншою галактикою

Список літератури

1. Чумацький Шлях - дорога з Олімпу на землю

Вночі в незасвічені місцях можна бачити, що через чисте небо проходить молочна смуга. Ця незвичайна смуга дифузного світла видно кожен місяць і з будь-якого місця. До відкриття телескопа ніхто не знав, з чого складається цей "чумацький шлях". Приблизно 300 років тому телескопи зробили дивовижне відкриття: Чумацький Шлях складався з зірок.

Відповідно до одного із стародавніх міфів, Чумацький Шлях - це дорога з Олімпу на Землю. Згідно з іншим - це пролите молоко.

Тільки 70 років тому більш потужні телескопи зробили відкриття, що Чумацький Шлях це одна галактика серед безлічі галактик. Сучасні космічні телескопи дають ще більш глибоке розуміння. Сьогоднішня картинка була отримана супутником для дослідження космічного фону. На ній зображена площину нашої Галактики в інфрачервоному світлі. Видно тонкий диск нашої спіральної галактики.

2. РІЗНОМАНІТТЯ ГАЛАКТИК

Метагалактика - частина Всесвіту, доступна сучасним астрономічним методам досліджень - містить кілька мільярдів галактик - зоряних систем, в яких зірки пов'язані одна з одною силами гравітації. Існують галактики, які включають трильйони зірок. Наша Галактика - Чумацький Шлях - також досить велика (у ній більш 200 млрд. зірок). Найменші галактики містять зірок у мільйон разів менше. Крім звичайних зірок, галактики містять у собі міжзоряний газ, пил, а також різні екзотичні об'єкти: білі карлики, нейтронні зірки, чорні діри. Найближчими до нас і найяскравішими на небі галактиками є Магелланові хмари. Вони відносяться до найбільших видимих на небі астрономічних об'єктів. Зовнішній вигляд і структура зоряних систем дуже різняться. У відповідності до цього галактики поділяються на морфологічні типи: еліптичні, спіральні, неправильні. Наша Галактика належить до типу спіральних.

Галактики рідко бувають поодинокими. Більше 90% яскравих галактик входять або в невеликі групи, що містять лише кілька великих членів, або у скупчення галактик, в яких їх налічується багато тисяч. У околицях нашої Галактики, в межах півтора мегапарсек від неї, розташовані ще близько 40 галактик, які утворюють місцеву групу.

Галактика - сімейство зірок, пов'язаних разом взаємним гравітаційним притяганням, що має деякі відмітні властивості, виділяє з інших галактик. Діапазон розмірів і мас галактик величезний, велика також розмаїтість їх структур і властивостей. Найменші відомі галактики - довколишні карликові галактики, містять лише 100000 зірок, що набагато менше, ніж у типовому кульовому скупченні.

Всі галактики поділяються на три основних види:

1) еліптичні, що позначаються Е;

2) спіральні, що позначаються S;

3) неправильні, що позначаються J.

Еліптичні галактики - зовні самий невиразний тип галактик. Вони мають вигляд гладких еліпсів чи кіл із поступовим зменшенням яскравості від центру до периферії. Еліптичні галактики складаються з другого типу населення. Вони побудовані з зірок червоних і жовтих гігантів, червоних і жовтих карликів і певної кількості білих зірок не дуже високої світності. Відсутні біло-блакитні надгіганти і гіганти, угруповання яких можна було б спостерігати у вигляді яскравих згустків, які надають структурності системі. Немає пилової матерії, яка в тих галактиках, де вона є, створює темні смуги, що відтіняють форму зоряної системи. Тому зовні еліптичні галактики відрізняються одна від одної, в основному, однією рисою - більшим чи меншим стисненням.

Як з'ясувалося, дуже сильно стиснутих еліптичних галактик немає, показник стиснення 8,9 і 10 не зустрічається. Найбільш стислі еліптичні галактики - це-Е 7. У деяких показники стискування 0. Такі галактики практично не стиснуті.

Еліптичні галактики в скупченнях галактик - це гігантські галактики, в той час як еліптичні галактики поза скупчень - це карлики у світі галактик.

Спіральні галактики - один із найбільш мальовничих видів галактик у Всесвіті. Спіральні галактики є прикладом динамічності форми. Їх красиві гілки, що виходять з центрального ядра і ніби втрачають обриси за межами галактики, вказують на потужний, стрімкий рух. Вражає так само різноманіття форм і малюнків спіральних гілок.

Ядра у таких галактик завжди великі, зазвичай складають близько половини розміру самої галактики.

Як правило, у галактики є дві спіральні гілки, що беруть початок у протилежних точках ядра, розвиваються подібним симетричним чином.

Доведено, що сильно стиснута зоряна система в ході еволюції не може стати слабко стиснутою. Неможливий і протилежний перехід. Значить, еліптичні галактики не можуть перетворюватися в спіральні, а спіральні в еліптичні. Ці два типи являють собою різні еволюційні шляхи, викликані різним стиском систем. А різне стиснення зумовлено різним кількістю обертання систем. Ті галактики, які при формуванні отримали достатню кількість обертання, прийняли сильно стиснуту форму, у них розвинулися спіральні гілки. Галактики, матерія яких після формування мала меншу кількість обертання, виявилися менш стиснутими і еволюціонували у вигляді еліптичних галактик.

Зустрічається велика кількість галактик неправильної форми, без якоїсь спільної закономірності структурної будови.

Неправильна форма у галактики може бути внаслідок того, що вона не встигла прийняти правильної форми через малу щільність у ній матерії або через молодий вік. Є й інша версія: Галактика може стати неправильною внаслідок спотворення форми через взаємодію з іншою галактикою.

Обидва таких випадки зустрічаються серед неправильних галактик, з цим пов'язаний поділ неправильних галактик на два підтипи.

Підтип J1 характеризується порівняно високою поверхневою яскравістю і складністю неправильної структури. Французький астроном Вокулера в деяких галактиках цього підтипу виявив ознаки зруйнованої спіральної структури. Крім того, Вокулера зауважив, що галактики цього підтипу часто зустрічаються парами. Існування одиночних галактик так само можливе. Пояснюється це тим, що зустріч з іншого галактикою могла бути в минулому, тепер галактики розійшлися, але для того, щоб прийняти знову правильну форму їм потрібен тривалий час.

Інший підтип J2 відрізняється дуже низькою поверхневою яскравістю. Ця риса виділяє їх серед галактик всіх інших типів. Галактики цього підтипу відрізняються так само відсутністю яскраво вираженої структурності.

Якщо галактика має дуже низьку поверхневу яскравість при звичайних лінійних розмірах, то це означає, що в ній дуже мала зоряна щільність, і, отже, дуже мала щільність матерії.

Обертове рідке тіло під дією внутрішніх сил в рівноважному стані приймає форму еліпсоїда. У загальній теорії цієї задачі доводиться, що при певних станах щільності рідини і кутовій швидкості обертання еліпсоїд може бути і стиснутим еліпсоїдом обертання і витягнутим тривісним еліпсоїдом, що нагадує сигару або навіть голку.

Довгий час дослідники галактик припускали, обертальні зоряні системи, прийшовши в рівновагу, повинні обов'язково прийняти форму стиснутого еліпсоїда обертання. Однак в 1956 р. к.ф. Огородніков, спеціально розглянувши питання про застосованість теорії фігур рівноваги рідких тіл до зоряних систем, прийшов до висновку, що серед зоряних систем можуть бути і такі, які прийняли форму витягнутого тривісного еліпсоїда.

Також Огородніков наводить приклади галактик, які, ймовірно мають форму витягнутих тривісних еліпсоїдів-сигар, а не є дисками, які спостерігаються з ребра.

Для таких галактик характерною є відсутність ядра - потовщення, спостережуваного в центральній частині.

Саме Огородніков назвав ці галактики голкоподібними.

Галактики досить часто зустрічаються у вигляді пар, але набагато важче з'ясувати, чи є спостережувана пара фізично подвійною галактикою, чи це тільки оптична пара. У подвійній галактиці рух одного компонента по орбіті навколо іншого настільки повільний, що його неможливо помітити навіть після багаторічних спостережень.

Каталог подвійних галактик був складений шведським астрономом Хольмбером. Він виділив всі пари галактик, у яких взаємна відстань компонентів не більш, ніж у два рази перевищує суму їх діаметрів.

У каталозі виявилося 695 подвійних галактик. Переважна більшість з них фізично подвійні галактики. Але про кожну пару окремо можна сказати: ймовірно, що це фізично подвійна галактика.

Пару галактик можна назвати фізично подвійний у трьох випадках:

1) Якщо компоненти мають спільне походження;

2) Якщо компоненти динамічно пов'язані, тобто сума кінетичної і потенційної енергії компонентів негативна;

3) Якщо компоненти перебувають у просторі близько один до одного.

Компоненти фізично подвійних галактик знаходяться практично на однаковій від нас відстані. Тому променеві швидкості, викликані розширенням простору, у них однакові.

Поняття «Метагалактика» не є цілком зрозумілим. Воно сформувалося на підставі аналогії з зірками. Спостереження показують, що галактики, подібно до зірок, що групуються в розсіяні й кульові скупчення, також об'єднуються в групи - скупчення різної чисельності.

1. Однак для зірок відомі об'єднання більш високого порядку - зоряні системи (галактики), що відрізняються більшою автономністю, тобто незалежністю від впливу інших тіл, і більшою замкнутістю, ніж у зоряних скупчень. Зокрема, всі зірки, які можуть спостерігатися оком в телескопи, утворюють зоряну систему - нашу Галактику, яка налічує близько 100 млрд. членів.

На іншому кінці діапазону - сама масивна з відомих галактик - гігантська еліптична галактика M87, що містить 3000 млрд. сонячних мас, тобто приблизно в 15 разів більше нашої Галактики.

Більшість галактик можна класифікувати, віднісши до одного з відомих морфологічних типів. Спіральні галактики мають дископодібну форму з центральним балджем (потовщенням), від якого відходять спіральні рукави. У спіральних галактиках з перемичкою балдж перетинається перемичкою із зірок, а рукави здаються приєднаними до кінців перемички. Спіральні галактики містять дуже яскраві молоді зірки й значну кількість міжзоряної речовини, сконцентрованої в рукавах.

Еліптичні галактики. До цього типу можуть належати і самі маленькі, і найбільші галактики. Передбачається, що вони повністю складаються зі старих зірок з відносно малою кількістю міжзоряної речовини. Тривимірна форма галактик еліптичного типу може бути сфероїдальною, в тому числі і практично сферичною.

Третя основна група - неправильні галактики, які не є ні спіральними, ні еліптичними. Вони складають до чверті всіх відомих галактик. У видимому світлі неправильні галактики не показують жодної специфічної кругової симетрії і мають хаотичний вигляд. Невелика кількість галактик має незвичну структуру, часто приписувану гравітаційній взаємодії з іншою галактикою.

3. НАША ГАЛАКТИКА - ЧУМАЦЬКИЙ ШЛЯХ

Наша Галактика - зоряна система, в яку занурена Сонячна система, називається Чумацький Шлях. Чумацький Шлях - грандіозне скупчення зірок, видиме на небі як світла туманна смуга. На давньогрецькій мові слово "глактікос" означає "молочний", "чумацький", тому Чумацький Шлях і схожі на нього зоряні системи називають галактиками.

У нашій Галактиці - Чумацькому Шляху - понад 200 млрд. зірок найрізноманітнішої світності і кольору.

Околиці Сонця - це обсяг галактики, у якому доступними сучасній астрономії засобами можна спостерігати і вивчати зірки різних типів. Як показує практика, це "куля", яка містить близько 1,5 тисяч зірок. Радіус цієї кулі - 20 парсек. В даний час в околицях Сонця досліджені всі або майже всі зірки за винятком зовсім карликових, випромінюючих дуже мало світла. У безпосередніх околицях Сонця - кулі радіусом близько 5 парсек - досліджені абсолютно всі зірки - їх близько 100.

Більшість серед них (майже дві третини) - це дуже слабкі червоні карлики з масою в 3-10 разів менше, ніж у Сонця. Зірки, схожі на Сонце, дуже рідкісні, їх всього 6%. Білих і жовтуватих зірок масами від 1,5 до 2 сонячних взагалі одиниці. Більше масивних зірок (астрономам відомі зірки з масами приблизно до 100 сонячних) в безпосередніх околицях Сонця не знайдено, що вказує на їх рідкісність. Крім живих зірок, учені виявили у тому обсязі ще 7 білих карликів.

У структурі галактики виділяють плаский лінзоподібний диск, занурений в більш розріджену зоряну хмару сферичної форми - гало. Однією з найцікавіших областей галактики вважається її центр, або ядро, розташоване в напрямку сузір'я Стрільця. Видиме випромінювання центральних областей галактики повністю приховане від нас могутніми шарами поглинаючої матерії. У самому центрі галактики передбачається існування масивного компактного об'єкта - чорної діри масою близько мільйона мас Сонця. Одним з найбільш помітних утворень в дисках галактик, подібних нашій, є спіральні гілки (або рукави).

Чумацький Шлях оперізує небесну сферу по великому колу. Жителям північної півкулі Землі в осінні вечори вдається побачити ту частину Чумацького Шляху, яка проходить через Кассіопею, Цефей, Лебідь, Орел і Стрільця, а під ранок з'являються інші сузір'я. У південній півкулі Землі Чумацький Шлях простирається від Стрільця до сузір'їв Скорпіон, Циркуль, Центавр, Південний Хрест, Кіль, Стріла.

Чумацький Шлях, що проходить через зоряний розсип південної півкулі, дивовижно гарний і яскравий. У сузір'ях Стрільця, Скорпіона, Щита багато яскравих зоряних хмар. Саме в цьому напрямку знаходиться центр нашої Галактики. У цій же частині Чумацького Шляху особливо чітко виділяються темні хмари космічного пилу - темні туманності. Якби не було цих темних, непрозорих туманностей, то Чумацький Шлях у напрямку до центру галактики був би яскравішим в тисячу разів.

Дивлячись на Чумацький шлях, нелегко уявити, що він складається з безлічі нерозпізнаних неозброєним оком зірок. Але люди здогадалися про це давно. Одне з таких припущень приписують вченому і філософу Стародавньої Греції - Демокриту.

Він жив майже на дві тисячі років раніше, ніж Галілей, який вперше довів на основі спостережень за допомогою телескопа зоряну природу Чумацького Шляху. У своєму знаменитому «Зоряному віснику» в 1609 році Галілей писав: «Я звернувся до спостереження сутності чи речовини Чумацького Шляху, і за допомогою телескопа виявилося можливим зробити її настільки доступною нашому зору, що всі суперечки замовкли самі собою завдяки наочності і очевидності, які й мене звільняють від багатослівного диспуту.

Насправді Чумацький Шлях являє собою не що інше, як незліченну безліч зірок, як би розташованих в купах, в яку б область не направляти телескоп, зразу стає видимою величезна кількість зірок, з багато є досить яскравими і цілком помітними, кількість же зірок більш слабких не допускає взагалі ніякого підрахунку».

Яке ж відношення зірки Чумацького Шляху мають до єдиної зірки Сонячної системи, до нашого Сонця? Відповідь сьогодні загальновідома. Сонце - одна з зірок нашої Галактики - Чумацький Шлях. Яке ж місце займає Сонце в Чумацькому Шляху? Вже з того факту, що Чумацький Шлях оперізує наше небо по великому кругу, вчені зробили висновок, що Сонце знаходиться поблизу головної площини Чумацького Шляху.

Щоб отримати більш точне уявлення про стан Сонця в Чумацькому Шляху, а потім і уявити собі, яка в просторі форма нашої галактики, астрономи (В. Гершель, В. Я. Струве та ін) використовували метод зоряних підрахунків. Суть в тому, що в різних ділянках неба підраховують число зірок в послідовному інтервалі зоряних величин. Якщо допустити, що світності зірок однакові, то, спостерігаючи блиск можна судити про відстані до зірок, далі, припускаючи, що зірки в просторі розташовані рівномірно, розглядають кількість зірок, що опинилися в сферичних обсягах, з центром в Сонці.

На основі цих підрахунків вже в XVIII столітті зроблено висновок про «сплюснутості» нашої Галактики.

До складу галактики входять не менше 150 млрд. зірок, подібних до нашого Сонця. Поблизу центральної області галактики зоряна густина в мільйони разів більше, ніж поблизу Сонця. Беручи участь в обертанні галактики, наше Сонце мчить зі швидкістю понад 220 км/с, здійснюючи один оберт за 200-250 мільйонів років. Галактика має складну будову і складний склад. Сучасні дослідження галактики вимагають технічних засобів, але почалося дослідження галактики з допитливого углядування в Чумацький Шлях.

Крім нашої Галактики, у Всесвіті існує безліч інших галактик. Зовнішній вигляд їх надзвичайно різноманітний і деякі з них дуже мальовничі. Для кожної галактики, який би не був складний її зовнішній малюнок, можна розшукати іншу галактику, дуже на неї схожу, на перший погляд, двійника. Однак більш уважний розгляд завжди виявить помітні відмінності в будь-якій парі галактик, а більшість галактик дуже сильно відрізняються одна від одної своїм зовнішнім виглядом.

4. Колись Чумацький Шлях зіткнувся з іншою галактикою

Останні дослідження астрономів дають підставу припустити, що мільярди років тому наша Галактика (Чумацький Шлях) зіткнулася з іншою, меншою за розмірами, і результати цієї взаємодії у вигляді залишків цієї галактики все ще присутні у Всесвіті. Спостерігаючи близько 1500 сонцеподібних зірок, міжнародна команда дослідників дійшла до висновку, що траєкторія їх руху, а також взаємне розташування, може бути свідченням такого зіткнення. "Чумацький Шлях - велика галактика і ми вважаємо, що вона виникла в результаті злиття кількох дрібніших", - заявила Розмарі Віс (Rosemary Wyse) з університету Джона Хопкінса. Всі її колеги з Великобританії і Австралії вели спостереження периферійних зон Чумацького Шляху, вважаючи, що саме там можуть бути присутні сліди сутичок. Попередній аналіз результатів досліджень підтвердив їх припущення, а розширений пошук (учені планують вивчити близько 10 тисяч зірок) дозволить встановити це з точністю. Зіткнення, що мали місце в минулому, можуть повторитися і в майбутньому. Так, згідно з розрахунками, через мільярди років повинні зіткнутися Чумацький Шлях і туманність Андромеди, найближча до нас спіралеподібна галактика.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Арзуманян «Небо. Зірки. Всесвіт». - М., 1987.

2. Воронцов Б.А. «Нариси про Всесвіт». - М., 1976.

3. Зігель Ф.Ю. «Скарби зоряного неба». - М., 1976.

4. Климишин І.А. «Астрономія наших днів». - М., 1980.

5. Агекян Т.А. «Зірки. Галактики. Метагалактика». - М., 1982.

6. Чіхевскій А.А. «Земне відлуння сонячних бур». - М., 1976.


Подобные документы

  • Уявлення про систему світу, розташування в просторі і русі Землі, Сонця, планет, зірок і інших небесних тіл. Спостереження переміщення Сонця серед зірок. Перша геліоцентрична система, обертання небесних сфер. Вивчення будови Галактики, Чумацького Шляху.

    реферат [41,5 K], добавлен 09.09.2009

  • Виникнення скупчень галактик, відособлення і формування зірок і галактик, утворення планет і їх супутників. Гіпотеза про циклічність стану Всесвіту. Аргументи на користь "пульсуючого Всесвіту". Моделі Фрідмана як основа подальшого розвитку космології.

    реферат [30,3 K], добавлен 01.05.2009

  • Короткий опис будови Всесвіту, його космологічні моделі. Модель Великого Вибуху. Сутність фотометричного парадоксу Ольберса. Природа реліктового випромінювання. Інфляційна модель Всесвіту. Закон Хаббла (закон загального розбігання галактик), його зміст.

    курсовая работа [3,4 M], добавлен 24.05.2016

  • Механічна картина руху величезних мас Всесвіту і її глобальна структура. Виникнення структури Всесвіту — скупчень галактик, самих галактик з первинно однорідної речовини, що розширяється. Космологічна модель Всесвіту. Невидима речовина, прихована маса.

    реферат [34,0 K], добавлен 01.05.2009

  • Обертання зірок Галактики. Ефект гравітаційного лінзування. Встановлення розмірів Галактики. Характерна особливість зірочок гало. Спіральні гілки (рукави) як одне з найбільш помітних утворень в дисках галактик. Спіральні рукави Чумацького Шляху.

    реферат [16,6 K], добавлен 23.11.2010

  • Концепції космології: припущення А. Ейнштейна, висновки А. Фрідмана, емпіричний закон Хаббла, гіпотези Г. Гамова, реліктове випромінювання А. Пензіса і Р. Вільсона. Модель Всесвіту: великий вибух, поділ початковій стадії еволюції на ери; його структура.

    реферат [27,0 K], добавлен 23.08.2010

  • Різноманітність галактик, історія їх дослідження. Групи, скупчення, надскупчення та місцева група галактик. Великомасштабна структура Всесвіту, розширення метагалактики. Дослідження просторового розподілу та еволюції галактик; позагалактична астрономія.

    реферат [23,8 K], добавлен 19.07.2010

  • Астрономія як наука про будову і розвиток космічних тіл і їх систем, історія розвитку. Загальна характеристика Всесвіту, поняття галактики та метагалактики. Зірки: створення, еволюція, характеристики та класифікація. Проблема походження життя у Всесвіті.

    реферат [24,9 K], добавлен 01.05.2009

  • Формирование галактик. Неустойчивость, сжатие. Наблюдая эволюцию галактик. Типы галактик. Перерождение галактик. Фрагментация протогалактической туманности. Изображение эллиптической галактики. Большое и Малое Магеллановы Облака.

    курсовая работа [303,1 K], добавлен 24.04.2006

  • Галактики как гигантские звездные острова, находящиеся за пределами нашей звездной системы (нашей Галактики). Различие меду галактиками разных типов. Морфологическая классификация и структура, оценка расстояний, кинематика, ядра и системы галактик.

    реферат [4,3 M], добавлен 08.02.2006

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.