Το 1845 από τον Άγγλο αστρονόμο Λόρδο Ροςανακαλύφθηκε μια ολόκληρη κατηγορία σπειροειδών νεφελωμάτων. Η φύση τους καθιερώθηκε μόνο στις αρχές του εικοστού αιώνα. Οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι αυτά τα νεφελώματα είναι τεράστια αστρικά συστήματα, παρόμοια με τον Γαλαξία μας, αλλά απέχουν πολλά εκατομμύρια έτη φωτός από αυτόν.
Σπειροειδείς γαλαξίες (οι φωτογραφίες φαίνονται σε αυτόάρθρο, αποδείξτε τα χαρακτηριστικά της δομής τους) στην εμφάνισή τους μοιάζουν με ένα ζευγάρι πιάτων στοιβαγμένων μεταξύ τους ή με αμφίκυρτο φακό. Περιέχουν τόσο έναν τεράστιο αστρικό δίσκο όσο και ένα φωτοστέφανο. Το κεντρικό τμήμα, που οπτικά μοιάζει με διόγκωση, συνήθως ονομάζεται διόγκωση. Και η σκοτεινή λωρίδα (ένα αδιαφανές στρώμα του διαστρικού μέσου) που τρέχει κατά μήκος του δίσκου ονομάζεται διαστρική σκόνη.
Οι σπειροειδείς γαλαξίες συμβολίζονται συνήθως με το γράμμα S.Επιπλέον, είναι συνηθισμένο να τα χωρίζουμε ανάλογα με το βαθμό της δομής τους. Για να το κάνετε αυτό, προσθέστε τα γράμματα a, b ή c στον βασικό χαρακτήρα. Έτσι, το Sa αντιστοιχεί σε έναν γαλαξία με υπανάπτυκτη σπειροειδή δομή, αλλά με μεγάλο πυρήνα. Η τρίτη κατηγορία - Sc - αναφέρεται σε αντίθετα αντικείμενα, με αδύναμο πυρήνα και ισχυρούς σπειροειδείς κλάδους. Ορισμένα συστήματα αστεριών στο κεντρικό τμήμα μπορεί να έχουν μια ράβδο, η οποία συνήθως ονομάζεται μπάρα. Σε αυτή την περίπτωση, το σύμβολο Β προστίθεται στην ονομασία Ο Γαλαξίας μας ανήκει σε έναν ενδιάμεσο τύπο, χωρίς άλτη.
Επίπεδα σχήματα δίσκου που εξηγούνται με περιστροφήσμήνη αστεριών. Υπάρχει μια υπόθεση ότι κατά τη διαδικασία σχηματισμού γαλαξιών, η φυγόκεντρη δύναμη εμποδίζει τη συμπίεση του λεγόμενου πρωτογαλαξιακού νέφους προς την κατεύθυνση κάθετη προς τον άξονα περιστροφής. Θα πρέπει επίσης να γνωρίζετε ότι η φύση της κίνησης των αερίων και των άστρων μέσα στα νεφελώματα δεν είναι η ίδια: τα διάσπαρτα σμήνη περιστρέφονται γρηγορότερα από τα παλιά αστέρια. Για παράδειγμα, εάν η χαρακτηριστική ταχύτητα περιστροφής του αερίου είναι 150-500 km / s, τότε το αστέρι θα κινείται πάντα πιο αργά. Οι διογκώσεις από τέτοια αντικείμενα θα έχουν ταχύτητα τρεις φορές πιο αργή από τους δίσκους.
Δισεκατομμύρια αστρικά συστήματα κινούνται μόνα τουςοι τροχιές μέσα στους γαλαξίες μπορούν να θεωρηθούν ως μια συλλογή σωματιδίων που σχηματίζουν ένα είδος αστρικού αερίου. Και το πιο ενδιαφέρον, οι ιδιότητές του είναι πολύ κοντά σε αυτές του συνηθισμένου αερίου. Μπορεί να εφαρμοστεί σε έννοιες όπως "συγκέντρωση σωματιδίων", "πυκνότητα", "πίεση", "θερμοκρασία". Το ανάλογο της τελευταίας παραμέτρου εδώ είναι η μέση ενέργεια της «χαοτικής» κίνησης των άστρων. Σε περιστρεφόμενους δίσκους που σχηματίζονται από αστρικό αέριο, μπορούν να διαδοθούν κύματα ενός σπειροειδούς τύπου πυκνότητας συμπίεσης και ψεκασμού, κοντά στα ηχητικά κύματα. Είναι σε θέση να περιστρέψουν τον γαλαξία με σταθερή γωνιακή ταχύτητα για αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Είναι υπεύθυνοι για το σχηματισμό σπειροειδών κλάδων. Τη στιγμή που το αέριο συμπιέζεται, ξεκινά η διαδικασία σχηματισμού ψυχρών νεφών, η οποία οδηγεί σε ενεργό σχηματισμό αστέρων.
Στο φωτοστέφανο και στα ελλειπτικά συστήματα, το αέριο είναιδυναμικό, δηλαδή καυτό. Κατά συνέπεια, η κίνηση των άστρων σε έναν γαλαξία αυτού του τύπου είναι χαοτική. Ως αποτέλεσμα, η μέση διαφορά μεταξύ των ταχυτήτων τους για χωρικά κοντινά αντικείμενα είναι αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο (διασπορά ταχύτητας). Για τα αστρικά αέρια, η διασπορά ταχύτητας είναι συνήθως 10-50 km / s · κατά συνέπεια, ο «βαθμός» τους είναι αισθητά κρύος. Πιστεύεται ότι ο λόγος αυτής της διαφοράς έγκειται σε εκείνους τους μακρινούς χρόνους (περισσότερα από δέκα δισεκατομμύρια χρόνια πριν), όταν οι γαλαξίες του Σύμπαντος μόλις είχαν αρχίσει να σχηματίζονται. Τα σφαιρικά συστατικά ήταν τα πρώτα που σχηματίστηκαν.
Τα σπειροειδή κύματα είναι κύματα πυκνότητας,που λειτουργούν σε περιστρεφόμενο δίσκο. Ως αποτέλεσμα, όλα τα αστέρια ενός γαλαξία αυτού του τύπου εξαναγκάζονται με κάποιο τρόπο έξω στα κλαδιά τους και μετά βγαίνουν από εκεί. Το μόνο μέρος όπου οι ταχύτητες των σπειροειδών βραχιόνων και των αστεριών συμπίπτουν είναι στον λεγόμενο κύκλο περιστροφής. Παρεμπιπτόντως, αυτό είναι ακριβώς το μέρος όπου βρίσκεται ο Sunλιος. Για τον πλανήτη μας, αυτή η περίσταση είναι πολύ ευνοϊκή: η Γη υπάρχει σε ένα σχετικά ήσυχο μέρος του γαλαξία, με αποτέλεσμα, για πολλά δισεκατομμύρια χρόνια να μην βιώνει κάποια ιδιαίτερη επίδραση κατακλυσμών γαλαξιακής κλίμακας.
Σε αντίθεση με τους ελλειπτικούς σχηματισμούς, το καθέναο σπειροειδής γαλαξίας (παραδείγματα μπορείτε να δείτε στη φωτογραφία που παρουσιάζεται στο άρθρο) έχει τη δική του μοναδική γεύση. Εάν ο πρώτος τύπος σχετίζεται με την ηρεμία, τη στασιμότητα, τη σταθερότητα, τότε ο δεύτερος τύπος είναι η δυναμική, οι δίνες, οι περιστροφές. Maybeσως αυτός είναι ο λόγος που οι αστρονόμοι λένε ότι το σύμπαν (σύμπαν) είναι "ξέφρενο". Η δομή ενός σπειροειδούς γαλαξία περιλαμβάνει έναν κεντρικό πυρήνα, από τον οποίο αναδύονται όμορφα χέρια (κλαδιά). Σταδιακά χάνουν περιγράμματα έξω από το αστρικό τους σμήνος. Μια τέτοια εμφάνιση δεν μπορεί παρά να σχετίζεται με μια ισχυρή, ορμητική κίνηση. Οι σπειροειδείς γαλαξίες χαρακτηρίζονται από μια ποικιλία σχημάτων και σχεδίων των κλάδων τους.
Παρά αυτή την ποικιλομορφία, οι επιστήμονες μπόρεσανταξινομήστε όλους τους γνωστούς σπειροειδείς γαλαξίες. Αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί ο βαθμός ανάπτυξης των βραχιόνων και το μέγεθος του πυρήνα τους ως κύρια παράμετρος και το επίπεδο συμπίεσης, ως περιττό, ξεθώριασε στο παρασκήνιο.
Έντουιν Π.Ο Hubble ανέθεσε στην κατηγορία Sa εκείνους τους σπειροειδείς γαλαξίες που έχουν υποανάπτυκτους κλάδους. Τέτοια σμήνη έχουν πάντα μεγάλους πυρήνες. Συχνά, το κέντρο ενός γαλαξία αυτής της κατηγορίας έχει το μισό μέγεθος ολόκληρου του σμήνους. Αυτά τα αντικείμενα χαρακτηρίζονται από τη μικρότερη εκφραστικότητα. Μπορούν ακόμη και να συγκριθούν με ελλειπτικά σμήνη αστεριών. Τις περισσότερες φορές, οι σπειροειδείς γαλαξίες στο Σύμπαν έχουν δύο βραχίονες. Βρίσκονται σε αντίθετα άκρα του πυρήνα. Τα κλαδιά είναι αδιάσπαστα με συμμετρικό, παρόμοιο τρόπο. Καθώς απομακρύνεστε από το κέντρο, η φωτεινότητα των κλάδων μειώνεται και σε μια ορισμένη απόσταση παύουν να είναι ορατά, χάνονται στις περιφερειακές περιοχές του συμπλέγματος. Ωστόσο, υπάρχουν αντικείμενα που έχουν περισσότερα από δύο μανίκια. Είναι αλήθεια ότι μια τέτοια δομή του γαλαξία είναι αρκετά σπάνια. Είναι ακόμη λιγότερο συχνό να βρεθούν ασύμμετρα νεφελώματα, όταν ο ένας κλάδος είναι πιο ανεπτυγμένος από τον άλλο.
Υποκατηγορία Sb σύμφωνα με την ταξινόμηση του Edwin P.Το Hubble έχει αισθητά πιο ανεπτυγμένα όπλα, αλλά δεν έχουν πλούσιες επιπτώσεις. Οι πυρήνες είναι αισθητά μικρότεροι από ό, τι στο πρώτο είδος. Η τρίτη υποκλάση (Sc) των σπειροειδών σμήνων αστεριών περιλαμβάνει αντικείμενα με πολύ ανεπτυγμένους κλάδους, αλλά το κέντρο τους είναι σχετικά μικρό.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η δομή της σπείρας είναιτο αποτέλεσμα της ασταθούς κίνησης των άστρων που προκύπτει από ισχυρή συμπίεση. Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ότι, κατά κανόνα, ζεστοί γίγαντες συγκεντρώνονται στους βραχίονες και οι κύριες μάζες της διάχυτης ύλης - διαστρική σκόνη και διαστρικό αέριο - συσσωρεύονται εκεί. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να προβληθεί από την άλλη πλευρά. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι ένα πολύ συμπιεσμένο σμήνος αστεριών κατά την εξέλιξή του δεν θα είναι πλέον σε θέση να χάσει τον βαθμό συμπύκνωσης του. Αυτό σημαίνει ότι η αντίθετη μετάβαση είναι επίσης αδύνατη. Ως αποτέλεσμα, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι οι ελλειπτικοί γαλαξίες δεν μπορούν να μετατραπούν σε σπείρα και το αντίστροφο, επειδή έτσι λειτουργεί το σύμπαν (το Σύμπαν). Με άλλα λόγια, αυτοί οι δύο τύποι σμήνων αστεριών δεν είναι δύο διαφορετικά στάδια μιας εξελικτικής εξέλιξης, αλλά εντελώς διαφορετικά συστήματα. Κάθε ένας από αυτούς τους τύπους είναι ένα παράδειγμα αντίθετων εξελικτικών διαδρομών λόγω διαφορετικών λόγων συμπίεσης. Και αυτό το χαρακτηριστικό, με τη σειρά του, εξαρτάται από τη διαφορά στην περιστροφή των γαλαξιών. Για παράδειγμα, εάν ένα αστρικό σύστημα λαμβάνει αρκετή περιστροφή κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του, τότε μπορεί να λάβει συμπιεσμένο σχήμα και θα αναπτύξει σπειροειδείς βραχίονες. Εάν ο βαθμός περιστροφής είναι ανεπαρκής, τότε ο γαλαξίας θα είναι λιγότερο συμπιεσμένος και οι κλάδοί του δεν θα σχηματιστούν - θα είναι ένα κλασικό ελλειπτικό σχήμα.
Μεταξύ ελλειπτικού και σπειροειδούς αστρικούσυστήματα, υπάρχουν και άλλες διαφορές. Έτσι, ο πρώτος τύπος γαλαξία με χαμηλό επίπεδο συμπίεσης χαρακτηρίζεται από μικρή ποσότητα (ή πλήρη απουσία) διάχυτης ύλης. Ταυτόχρονα, τα σπειροειδή σμήνη με υψηλό επίπεδο συμπίεσης περιέχουν σωματίδια αερίου και σκόνης. Οι επιστήμονες εξηγούν αυτή τη διαφορά ως εξής. Τα σωματίδια σκόνης και αερίου συγκρούονται περιοδικά κατά την κίνησή τους. Αυτή η διαδικασία είναι ανελαστική. Μετά τη σύγκρουση, τα σωματίδια χάνουν μέρος της ενέργειας τους, και ως αποτέλεσμα, εγκαθίστανται σταδιακά σε εκείνα τα μέρη του αστρικού συστήματος όπου υπάρχει η λιγότερη δυναμική ενέργεια.
Εάν η διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω συμβαίνει σε έντονασυμπιεσμένο αστρικό σύστημα, τότε η διάχυτη ύλη θα πρέπει να εγκατασταθεί στο κύριο επίπεδο του γαλαξία, επειδή εδώ το επίπεδο της δυνητικής ενέργειας είναι το μικρότερο. Τα σωματίδια αερίου και σκόνης συλλέγονται επίσης εδώ. Επιπλέον, η διάχυτη ύλη αρχίζει να κινείται στο κύριο επίπεδο του σμήνους των αστεριών. Τα σωματίδια κινούνται σχεδόν παράλληλα σε κυκλικές τροχιές. Ως αποτέλεσμα, οι συγκρούσεις είναι αρκετά σπάνιες εδώ. Εάν συμβούν, τότε οι απώλειες ενέργειας είναι ασήμαντες. Από αυτό προκύπτει ότι η ύλη δεν κινείται περαιτέρω στο κέντρο του γαλαξία, όπου η δυνητική ενέργεια έχει ακόμη χαμηλότερο επίπεδο.
Τώρα εξετάστε πώς το ελλειψοειδέςγαλαξίας. Ένα αστρικό σύστημα αυτού του τύπου διακρίνεται από μια εντελώς διαφορετική εξέλιξη αυτής της διαδικασίας. Εδώ το κύριο επίπεδο δεν είναι καθόλου έντονη περιοχή με χαμηλό επίπεδο δυνητικής ενέργειας. Μια ισχυρή μείωση αυτής της παραμέτρου συμβαίνει μόνο στην κεντρική κατεύθυνση του σμήνους αστεριών. Αυτό σημαίνει ότι η διαστρική σκόνη και το αέριο θα έλκονται στο κέντρο του γαλαξία. Κατά συνέπεια, η πυκνότητα της διάχυτης ύλης εδώ θα είναι πολύ υψηλή, πολύ περισσότερο από ό, τι στο επίπεδο σκέδασης σε ένα σπειροειδές σύστημα. Τα σωματίδια σκόνης και αερίου που συλλέγονται στο κέντρο της συσσώρευσης θα αρχίσουν να συστέλλονται υπό την επίδραση της δύναμης της βαρύτητας, σχηματίζοντας έτσι μια μικρή ζώνη πυκνής ύλης. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι νέα αστέρια θα αρχίσουν να σχηματίζονται από αυτήν την ύλη στο μέλλον. Αυτό που είναι σημαντικό εδώ είναι κάτι άλλο - ένα σύννεφο αερίου και σκόνης, μικρού μεγέθους, που βρίσκεται στον πυρήνα ενός ασθενώς συμπιεσμένου γαλαξία, δεν επιτρέπει να ανιχνευθεί κατά την παρατήρηση.
Έχουμε εξετάσει δύο κύριους τύπους αστρικώνσυστάδες - με ασθενές και με ισχυρό επίπεδο συμπίεσης. Ωστόσο, υπάρχουν και ενδιάμεσα στάδια όταν η συμπίεση του συστήματος είναι μεταξύ αυτών των παραμέτρων. Σε τέτοιους γαλαξίες, αυτό το χαρακτηριστικό δεν είναι αρκετά ισχυρό ώστε η διάχυτη ύλη να συγκεντρωθεί σε όλο το κύριο επίπεδο του σμήνους. Και ταυτόχρονα, δεν είναι αρκετά αδύναμο για να συγκεντρωθούν σωματίδια αερίου και σκόνης στην περιοχή του πυρήνα. Σε τέτοιους γαλαξίες, η διάχυτη ύλη συγκεντρώνεται σε ένα μικρό επίπεδο που συγκεντρώνεται γύρω από τον πυρήνα του σμήνους των αστεριών.
Ένας άλλος υπότυπος σπειροειδών γαλαξιών είναι γνωστός -είναι ένα σμήνος αστέρων με φραγμούς. Η ιδιαιτερότητά του έχει ως εξής. Εάν σε ένα συμβατικό σπειροειδές σύστημα οι βραχίονες εξέρχονται απευθείας από τον πυρήνα σε σχήμα δίσκου, τότε σε αυτόν τον τύπο το κέντρο βρίσκεται στη μέση της ευθείας γέφυρας. Και οι κλάδοι ενός τέτοιου συμπλέγματος ξεκινούν από τα άκρα του δεδομένου τμήματος. Ονομάζονται επίσης διασταυρωμένοι σπειροειδείς γαλαξίες. Παρεμπιπτόντως, η φυσική φύση αυτής της γέφυρας είναι ακόμα άγνωστη.
Επιπλέον, οι επιστήμονες κατάφεραν να βρουν ένα άλλοάποψη των σμήνων αστεριών. Έχουν έναν πυρήνα, όπως οι σπειροειδείς γαλαξίες, αλλά δεν έχουν χέρια. Η παρουσία ενός πυρήνα υποδηλώνει ισχυρή συμπίεση, αλλά όλες οι άλλες παράμετροι μοιάζουν με ελλειψοειδή συστήματα. Τέτοια σμήνη ονομάζονται φακοειδή. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι αυτά τα νεφελώματα σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της απώλειας διάχυτης ύλης από τον σπειροειδή γαλαξία.
