1845 m. anglų astronomas lordas Rossas atrado visą spiralinio tipo ūkų klasę. Jų prigimtis susiformavo tik XX amžiaus pradžioje. Mokslininkai įrodė, kad šie ūkai yra didžiulės žvaigždžių sistemos, panašios į mūsų Galaktiką, tačiau jie yra nutolę nuo jos daug milijonų šviesmečių.
Bendra informacija
Spiralinės galaktikos (šiame straipsnyje pateiktos nuotraukos parodo jų struktūros ypatybes) atrodo kaip lėkštės, sukrautos kartu, arba abipus išgaubtas objektyvas. Jie gali aptikti ir didžiulį žvaigždžių diską, ir aureolę. Centrinė dalis, kuri vizualiai primena patinimą, paprastai vadinama iškilimu. O tamsi juosta (nepermatomas tarpžvaigždinės terpės sluoksnis), einanti palei diską, vadinama tarpžvaigždinėmis dulkėmis.
Spiralinės galaktikos dažniausiai žymimos raide S. Be to, jos dažniausiai skirstomos pagal sandaros laipsnį. Norėdami tai padaryti, prie pagrindinio simbolio pridedamos raidės a, b arba c. Taigi Sa atitinka galaktiką su neišsivysčiusiaspiralinės struktūros, bet su didele šerdimi. Trečioji klasė – Sc – reiškia priešingus objektus, turinčius silpną šerdį ir galingas spiralines šakas. Kai kurios žvaigždžių sistemos centrinėje dalyje gali turėti trumpiklį, kuris paprastai vadinamas strypu. Šiuo atveju prie žymėjimo pridedamas simbolis B. Mūsų galaktika yra tarpinio tipo, be trumpiklio.
Kaip susidarė spiralinės disko struktūros?
Plokščios disko formos formos paaiškinamos žvaigždžių spiečių sukimu. Egzistuoja hipotezė, kad formuojantis galaktikai išcentrinė jėga neleidžia suspausti vadinamojo protogalaktinio debesies sukimosi ašiai statmena kryptimi. Taip pat turėtumėte žinoti, kad dujų ir žvaigždžių judėjimo ūkuose pobūdis yra nevienodas: difuzinės grupės sukasi greičiau nei senos žvaigždės. Pavyzdžiui, jei būdingas dujų sukimosi greitis yra 150-500 km/s, tai halo žvaigždė visada judės lėčiau. Ir iškilimų, sudarytų iš tokių objektų, greitis bus tris kartus mažesnis nei diskų.
Žvaigždžių dujos
Milijardai žvaigždžių sistemų, judančių savo orbitomis galaktikų viduje, gali būti laikomos dalelių, kurios sudaro tam tikras žvaigždžių dujas, rinkiniu. Ir kas įdomiausia, jo savybės labai artimos įprastoms dujoms. Jai gali būti taikomos tokios sąvokos kaip „dalelių koncentracija“, „tankis“, „slėgis“, „temperatūra“. Paskutinio parametro analogas čia yra vidutinė energija„chaotiškas“žvaigždžių judėjimas. Besisukančiuose diskuose, sudarytuose iš žvaigždžių dujų, gali sklisti spiralinio retėjimo-suspaudimo tankio bangos, artimos garso bangoms. Jie gali bėgti aplink galaktiką pastoviu kampiniu greičiu kelis šimtus milijonų metų. Jie yra atsakingi už spiralinių šakų formavimąsi. Tuo metu, kai įvyksta dujų suspaudimas, prasideda š altų debesų formavimosi procesas, kuris veda į aktyvų žvaigždžių formavimąsi.
Tai įdomu
Aureole ir elipsinėse sistemose dujos yra dinamiškos, ty karštos. Atitinkamai, žvaigždžių judėjimas tokio tipo galaktikoje yra chaotiškas. Dėl to vidutinis skirtumas tarp jų greičių erdviškai arti objektų yra keli šimtai kilometrų per sekundę (greičio dispersija). Žvaigždžių dujų greičio sklaida paprastai būna atitinkamai 10-50 km/s, jų „laipsnis“pastebimai š altas. Manoma, kad šio skirtumo priežastis slypi tuose tolimuose laikuose (prieš daugiau nei dešimt milijardų metų), kai Visatos galaktikos tik pradėjo formuotis. Pirmieji susiformavo sferiniai komponentai.
Spiralinės bangos vadinamos tankio bangomis, kurios eina išilgai besisukančio disko. Dėl to visos tokio tipo galaktikos žvaigždės tarsi išstumiamos į savo šakas ir iš ten išeina. Vienintelė vieta, kur sutampa spiralės pečių ir žvaigždžių greičiai, yra vadinamasis vainikinis ratas. Beje, čia yra saulė. Mūsų planetai ši aplinkybė yra labai palanki: Žemė egzistuoja gana ramioje galaktikos vietoje, todėl daugelį milijardų metų ji nebuvo ypač paveikta galaktikos masto kataklizmų.
Spiralinių galaktikų ypatybės
Skirtingai nei elipsės formos, kiekviena spiralinė galaktika (pavyzdžius galima pamatyti straipsnyje pateiktose nuotraukose) turi savo unikalų skonį. Jei pirmasis tipas asocijuojasi su ramybe, stacionarumu, stabilumu, tai antrasis tipas – dinamika, viesulai, sukimai. Galbūt todėl astronomai sako, kad kosmosas (visata) yra „įniršusi“. Spiralinės galaktikos struktūra apima centrinę šerdį, iš kurios kyla gražios rankos (šakos). Jie palaipsniui praranda savo kontūrus už savo žvaigždžių spiečiaus ribų. Toks pasirodymas negali būti siejamas su galingu, greitu judesiu. Spiralinės galaktikos pasižymi įvairiomis formomis ir jų šakų raštais.
Kaip klasifikuojamos galaktikos
Nepaisant šios įvairovės, mokslininkai sugebėjo klasifikuoti visas žinomas spiralines galaktikas. Nusprendėme kaip pagrindinį parametrą naudoti rankų išsivystymo laipsnį ir jų šerdies dydį, o suspaudimo lygis išnyko į foną kaip nereikalingas.
Sa
Edvinas P. Hablas priskyrė Sa klasei tas spiralines galaktikas, kurių šakos yra nepakankamai išvystytos. Tokie klasteriai visada turi didelius branduolius. Dažnai tam tikros klasės galaktikos centrasyra pusė viso klasterio dydžio. Šie objektai pasižymi mažiausiai išraiškingumu. Juos netgi galima palyginti su elipsinėmis žvaigždžių spiečiukais. Dažniausiai spiralinės Visatos galaktikos turi dvi rankas. Jie yra priešinguose branduolio kraštuose. Šakos išsivynioja simetriškai, panašiai. Nutolus nuo centro, šakų ryškumas mažėja, o tam tikru atstumu jos visai nustoja būti matomos, prarandamos periferiniuose klasterio regionuose. Tačiau yra daiktų, kurie turi ne dvi, o daugiau rankoves. Tiesa, tokia galaktikos struktūra yra gana reta. Dar retesni yra asimetriniai ūkai, kai viena šaka yra labiau išsivysčiusi už kitą.
Sb ir Sc
Edwin P. Hablo poklasis Sb turi žymiai labiau išvystytus ginklus, tačiau jie neturi turtingų pasekmių. Branduoliai yra pastebimai mažesni nei pirmųjų rūšių. Trečiasis spiralinių žvaigždžių spiečių poklasis (Sc) apima objektus su labai išsivysčiusiomis šakomis, tačiau jų centras yra palyginti mažas.
Ar įmanomas atgimimas?
Mokslininkai nustatė, kad spiralinė struktūra yra nestabilaus žvaigždžių judėjimo, atsirandančio dėl stipraus suspaudimo, rezultatas. Be to, reikia pažymėti, kad karšti milžinai paprastai telkiasi rankose ir ten kaupiasi pagrindinės difuzinės medžiagos masės – tarpžvaigždinės dulkės ir tarpžvaigždinės dujos. Į šį reiškinį galima pažvelgti ir kitu kampu. Nėra jokių abejonių, kad labai suspaustas žvaigždžių spiečius savo evoliucijos eigojenebegali prarasti savo suspaudimo laipsnio. Taigi priešingas perėjimas taip pat neįmanomas. Dėl to darome išvadą, kad elipsinės galaktikos negali virsti spiralinėmis, ir atvirkščiai, nes taip yra išsidėstęs kosmosas (Visata). Kitaip tariant, šie du žvaigždžių spiečių tipai yra ne du skirtingi vieno evoliucinio vystymosi etapai, o visiškai skirtingos sistemos. Kiekvienas toks tipas yra priešingų evoliucijos kelių pavyzdys dėl skirtingo suspaudimo laipsnio. O ši charakteristika savo ruožtu priklauso nuo galaktikų sukimosi skirtumo. Pavyzdžiui, jei formuojantis žvaigždžių sistema pakankamai sukasi, ji gali susitraukti ir išvystyti spiralines rankas. Jei sukimosi laipsnis yra nepakankamas, galaktika bus mažiau suspausta, o jos šakos nesusiformuos - tai bus klasikinė elipsės forma.
Kokie dar skirtumai
Yra ir kitų elipsinių ir spiralinių žvaigždžių sistemų skirtumų. Taigi pirmojo tipo galaktika, kurios suspaudimo lygis yra žemas, pasižymi nedideliu difuzinės medžiagos kiekiu (arba visišku jos nebuvimu). Tuo pačiu metu aukšto suspaudimo lygio spiralinėse grupėse yra ir dujų, ir dulkių dalelių. Mokslininkai šį skirtumą paaiškina taip. Judėjimo metu dulkių dalelės ir dujų dalelės periodiškai susiduria. Šis procesas yra neelastingas. Po susidūrimo dalelės praranda dalį savo energijos ir dėl to palaipsniui jose nusėdavietas žvaigždžių sistemoje, kur yra mažiausiai potencialios energijos.
Labai suspaustos sistemos
Jei aukščiau aprašytas procesas vyksta labai suspaustoje žvaigždžių sistemoje, tada difuzinė medžiaga turėtų nusėsti pagrindinėje galaktikos plokštumoje, nes būtent čia potencialios energijos lygis yra žemiausias. Čia surenkamos dujos ir dulkių dalelės. Be to, difuzinė medžiaga pradeda judėti pagrindinėje žvaigždžių spiečiaus plokštumoje. Dalelės juda beveik lygiagrečiai apskritimo orbitomis. Dėl to susidūrimų čia pasitaiko gana retai. Jei jie atsiranda, energijos nuostoliai yra nereikšmingi. Iš to matyti, kad materija nejuda toliau į galaktikos centrą, kur potenciali energija yra dar žemesnė.
Silpnai suglaudintos sistemos
Dabar apsvarstykite, kaip elgiasi elipsoidinė galaktika. Šio tipo žvaigždžių sistema išsiskiria visiškai kitokia šio proceso raida. Čia pagrindinė plokštuma visai nėra ryškus regionas su žemu potencialios energijos lygiu. Stiprus šio parametro sumažėjimas vyksta tik centrine žvaigždžių spiečiaus kryptimi. O tai reiškia, kad tarpžvaigždinės dulkės ir dujos bus pritrauktos į galaktikos centrą. Dėl to pasklidosios medžiagos tankis čia bus labai didelis, daug didesnis nei esant plokščiai sklaidai spiralinėje sistemoje. Dulkių ir dujų dalelės, susikaupusios sankaupos centre, veikiamos traukos jėgos, pradės trauktis ir taip susidarys nedidelė tankios medžiagos zona. Mokslininkai teigia, kad nuo šio klausimo ateityjepradeda formuotis naujos žvaigždės. Čia svarbu dar kai kas – mažas dujų ir dulkių debesis, esantis silpnai suspaustos galaktikos šerdyje, neleidžia savęs aptikti stebint.
Tarpiniai etapai
Apsvarstėme du pagrindinius žvaigždžių spiečių tipus – su silpnu ir su stipriu suspaudimo lygiu. Tačiau yra ir tarpinių etapų, kai sistemos suspaudimas yra tarp šių parametrų. Tokiose galaktikose ši charakteristika nėra pakankamai stipri, kad difuzinė medžiaga kauptųsi visoje pagrindinėje spiečiaus plokštumoje. Ir tuo pačiu metu jis nėra pakankamai silpnas, kad dujų ir dulkių dalelės susikauptų šerdies srityje. Tokiose galaktikose difuzinė medžiaga susirenka į mažą plokštumą, kuri telkiasi aplink žvaigždžių spiečiaus šerdį.
Uždarytos galaktikos
Žinomas dar vienas spiralinių galaktikų potipis – tai žvaigždžių spiečius su juosta. Jo ypatybė yra tokia. Jei įprastoje spiralinėje sistemoje rankos išeina tiesiai iš disko formos šerdies, tai tokio tipo centras yra tiesiojo tilto viduryje. Ir tokio klasterio šakos prasideda nuo šio segmento galų. Jos dar vadinamos susikryžiuotų spiralių galaktikomis. Beje, šio džemperio fizinė prigimtis vis dar nežinoma.
Be to, mokslininkai atrado kito tipo žvaigždžių spiečių. Jiems būdingas šerdis, kaip ir spiralinės galaktikos, tačiau jos neturi rankų. Šerdies buvimas rodo stiprų suspaudimą, betvisi kiti parametrai primena elipsoidines sistemas. Tokios sankaupos vadinamos lęšinėmis. Mokslininkai teigia, kad šie ūkai susidaro dėl spiralinės galaktikos praradimo difuzinei medžiagai.
