Leta 1845 je angleški astronom Lord Ross odkril cel razred spiralnih meglic. Njihova narava se je uveljavila šele v začetku dvajsetega stoletja. Znanstveniki so dokazali, da so te meglice ogromni zvezdni sistemi, podobni naši Galaksiji, vendar so od nje oddaljene veliko milijonov svetlobnih let.
Splošne informacije
Spiralne galaksije (fotografije v tem članku prikazujejo značilnosti njihove strukture) so videti kot par krožnikov, ki so zloženi skupaj, ali kot bikonveksna leča. Zaznajo lahko tako ogromen zvezdni disk kot halo. Osrednji del, ki vizualno spominja na oteklino, se običajno imenuje izboklina. In temni pas (prozorna plast medzvezdnega medija), ki poteka vzdolž diska, se imenuje medzvezdni prah.
Spiralne galaksije so običajno označene s črko S. Poleg tega so običajno razdeljene glede na stopnjo strukture. Da bi to naredili, se glavnemu znaku dodajo črke a, b ali c. Tako Sa ustreza galaksiji z nerazvitospiralno strukturo, vendar z velikim jedrom. Tretji razred - Sc - se nanaša na nasprotne predmete, s šibkim jedrom in močnimi spiralnimi vejami. Nekateri zvezdni sistemi v osrednjem delu imajo lahko skakalec, ki ga običajno imenujemo palica. V tem primeru je oznaki dodan simbol B. Naša galaksija je vmesnega tipa, brez skakalca.
Kako so nastale spiralne diskovne strukture?
Ploščate oblike v obliki diska so razložene z vrtenjem zvezdnih kopic. Obstaja hipoteza, da med nastajanjem galaksije centrifugalna sila preprečuje stiskanje tako imenovanega protogalaktičnega oblaka v smeri, pravokotni na os vrtenja. Zavedati se morate tudi, da narava gibanja plinov in zvezd znotraj meglic ni enaka: razpršene kopice se vrtijo hitreje kot stare zvezde. Na primer, če je značilna hitrost vrtenja plina 150-500 km/s, se bo halo zvezda vedno premikala počasneje. In izbokline, sestavljene iz takšnih predmetov, bodo imele trikrat nižjo hitrost kot diski.
zvezdani plin
Milijarde zvezdnih sistemov, ki se gibljejo po svojih orbitah znotraj galaksij, lahko obravnavamo kot zbirko delcev, ki tvorijo nekakšen zvezdni plin. In kar je najbolj zanimivo, so njegove lastnosti zelo blizu navadnemu plinu. Zanj je mogoče uporabiti koncepte, kot so "koncentracija delcev", "gostota", "tlak", "temperatura". Analog zadnjega parametra tukaj je povprečna energija"kaotično" gibanje zvezd. V vrtečih se diskih, ki jih tvori zvezdni plin, se lahko širijo valovi spiralnega tipa gostote redčenja-stiskanja blizu zvočnih valov. Sposobni so teči po galaksiji s konstantno kotno hitrostjo več sto milijonov let. Odgovorni so za nastanek spiralnih vej. V trenutku, ko pride do stiskanja plina, se začne proces nastajanja hladnih oblakov, kar vodi v aktivno nastajanje zvezd.
To je zanimivo
V halo in eliptičnih sistemih je plin dinamičen, torej vroč. V skladu s tem je gibanje zvezd v galaksiji te vrste kaotično. Posledično je povprečna razlika med njihovimi hitrostmi za prostorsko blizu objekte nekaj sto kilometrov na sekundo (razpršitev hitrosti). Pri zvezdnih plinih je disperzija hitrosti običajno 10-50 km/s, njihova "stopnja" je opazno hladna. Menijo, da je razlog za to razliko v tistih daljnih časih (pred več kot desetimi milijardami let), ko so se galaksije vesolja šele začele oblikovati. Prve so nastale sferične komponente.
Spiralni valovi se imenujejo valovi gostote, ki tečejo vzdolž vrtljivega diska. Posledično so vse zvezde te galaksije tako rekoč potisnjene v svoje veje, nato pa izstopijo od tam. Edino mesto, kjer sovpadajo hitrosti spiralnih krakov in zvezd, je tako imenovani korotacijski krog. Mimogrede, tukaj se nahaja sonce. Za naš planet je ta okoliščina zelo ugodna: Zemlja obstaja na razmeroma mirnem mestu v galaksiji, zato je že več milijard let niso posebej prizadele kataklizme galaktičnega obsega.
Lastnosti spiralnih galaksij
Za razliko od eliptičnih formacij ima vsaka spiralna galaksija (primere lahko vidite na fotografijah, predstavljenih v članku) svoj edinstven okus. Če je prva vrsta povezana z umirjenostjo, stacionarnostjo, stabilnostjo, potem je druga vrsta dinamika, vihri, rotacije. Morda zato astronomi pravijo, da je kozmos (vesolje) »besen«. Struktura spiralne galaksije vključuje osrednje jedro, iz katerega izhajajo čudoviti kraki (veje). Postopoma izgubljajo svoje obrise zunaj svoje zvezdne kopice. Takšen videz ne more biti povezan z močnim, hitrim gibanjem. Za spiralne galaksije so značilne različne oblike in vzorci njihovih vej.
Kako so galaksije razvrščene
Kljub tej raznolikosti so znanstveniki uspeli razvrstiti vse znane spiralne galaksije. Odločili smo se, da bomo kot glavni parameter uporabili stopnjo razvitosti rok in velikost njihovega jedra, stopnja stiskanja pa je kot nepotrebna zbledela v ozadje.
so
Edwin P. Hubble je razredu Sa dodelil tiste spiralne galaksije, ki imajo nerazvite veje. Takšni grozdi imajo vedno velika jedra. Pogosto središče galaksije določenega razredaje polovica velikosti celotne gruče. Za te predmete je značilna najmanjša izraznost. Primerjamo jih lahko celo z eliptičnimi zvezdnimi kopicami. Najpogosteje imajo spiralne galaksije vesolja dva kraka. Nahajajo se na nasprotnih robovih jedra. Veje se odvijajo na simetričen, podoben način. Z oddaljenostjo od središča se svetlost vej zmanjša in na določeni razdalji sploh ne bodo več vidne, saj se izgubijo v obrobnih predelih grozda. Vendar pa obstajajo predmeti, ki imajo ne dva, ampak več rokavov. Res je, taka struktura galaksije je precej redka. Še redkejše so asimetrične meglice, ko je ena veja bolj razvita kot druga.
Sb in Sc
Podrazred Edwina P. Hubbla Sb ima opazno bolj razvite roke, vendar nimajo bogatih razvejanj. Jedra so opazno manjša od tistih pri prvih vrstah. Tretji podrazred (Sc) spiralnih zvezdnih kopic vključuje predmete z visoko razvitimi vejami, vendar je njihovo središče relativno majhno.
Je ponovno rojstvo možno?
Znanstveniki so ugotovili, da je spiralna struktura posledica nestabilnega gibanja zvezd, ki je posledica močnega stiskanja. Poleg tega je treba opozoriti, da so praviloma vroči velikani koncentrirani v rokah in tam se kopičijo glavne mase razpršene snovi - medzvezdnega prahu in medzvezdnega plina. Ta pojav lahko pogledamo tudi z drugega zornega kota. Ni dvoma, da je zelo stisnjena zvezdna kopica v teku svojega razvojane more več izgubiti stopnje stiskanja. Zato je tudi nasprotni prehod nemogoč. Posledično sklepamo, da se eliptične galaksije ne morejo spremeniti v spiralne in obratno, ker je tako urejen kozmos (Vesolje). Z drugimi besedami, ti dve vrsti zvezdnih kopic nista dve različni stopnji enega samega evolucijskega razvoja, ampak popolnoma različni sistemi. Vsak tak tip je primer nasprotnih evolucijskih poti zaradi drugačnega kompresijskega razmerja. In ta lastnost je po drugi strani odvisna od razlike v rotaciji galaksij. Na primer, če se zvezdni sistem med nastankom dovolj vrti, se lahko skrči in razvije spiralne krake. Če je stopnja vrtenja nezadostna, bo galaksija manj stisnjena in njene veje se ne bodo oblikovale - bo klasične eliptične oblike.
Kakšne so še razlike
Obstajajo druge razlike med eliptičnimi in spiralnimi zvezdnimi sistemi. Tako je za prvo vrsto galaksij, ki ima nizko stopnjo stiskanja, značilna majhna količina (ali popolna odsotnost) razpršene snovi. Hkrati spiralni grozdi z visoko stopnjo stiskanja vsebujejo tako plinske kot prašne delce. Znanstveniki to razliko razlagajo na naslednji način. Prašni delci in delci plina občasno trčijo med svojim gibanjem. Ta proces je neelastičen. Po trku delci izgubijo del energije in se posledično postopoma usedejo v temesta v zvezdnem sistemu, kjer je najmanj potencialne energije.
visoko stisnjeni sistemi
Če zgoraj opisani proces poteka v močno stisnjenem zvezdnem sistemu, bi se morala razpršena snov naseliti na glavni ravnini galaksije, ker je tu najnižja raven potencialne energije. Tu se zbirajo delci plina in prahu. Nadalje se razpršena snov začne premikati v glavni ravnini zvezdne kopice. Delci se gibljejo skoraj vzporedno v krožnih orbitah. Posledično so trki tukaj precej redki. Če se pojavijo, so izgube energije zanemarljive. Iz tega sledi, da se snov ne premakne dlje v središče galaksije, kjer ima potencialna energija še nižjo raven.
Šibko stisnjeni sistemi
Zdaj razmislite, kako se elipsoidna galaksija obnaša. Zvezdni sistem te vrste odlikuje povsem drugačen razvoj tega procesa. Tu glavna ravnina sploh ni izrazito območje z nizko stopnjo potencialne energije. Močno zmanjšanje tega parametra se pojavi le v osrednji smeri zvezdne kopice. In to pomeni, da bosta medzvezdni prah in plin pritegnila središče galaksije. Posledično bo gostota razpršene snovi tukaj zelo visoka, veliko večja kot pri ravnem razprševanju v spiralnem sistemu. Delci prahu in plina, ki se zberejo v središču akumulacije pod vplivom sile privlačnosti, se bodo začeli krčiti in tako tvorili majhno cono goste snovi. Znanstveniki predlagajo, da iz te zadeve v prihodnostizačnejo nastajati nove zvezde. Tu je pomembno nekaj drugega - majhen oblak plina in prahu, ki se nahaja v jedru šibko stisnjene galaksije, se med opazovanjem ne da zaznati.
vmesne stopnje
Upoštevali smo dve glavni vrsti zvezdnih kopic - s šibko in z močno stopnjo stiskanja. Vendar pa obstajajo tudi vmesne stopnje, ko je stiskanje sistema med temi parametri. V takšnih galaksijah ta lastnost ni dovolj močna, da bi se razpršena snov kopičila vzdolž celotne glavne ravnine kopice. Hkrati pa ni dovolj šibka, da bi se delci plina in prahu koncentrirali v predelu jedra. V takih galaksijah se razpršena snov zbere v majhno ravnino, ki se zbere okoli jedra zvezdne kopice.
Preprečene galaksije
Poznan je še en podtip spiralnih galaksij - to je zvezdna kopica s črto. Njena značilnost je naslednja. Če v običajnem spiralnem sistemu kraki izhajajo neposredno iz jedra v obliki diska, potem se pri tej vrsti središče nahaja na sredini ravnega mostu. In veje takega grozda se začnejo s koncev tega segmenta. Imenujejo jih tudi galaksije prekrižanih spiral. Mimogrede, fizična narava tega skakalca še ni znana.
Poleg tega so znanstveniki odkrili še eno vrsto zvezdnih kopic. Zanje je značilno jedro, kot za spiralne galaksije, vendar nimajo krakov. Prisotnost jedra kaže na močno stiskanje, vendarvsi ostali parametri so podobni elipsoidnim sistemom. Takšne gruče imenujemo lečaste. Znanstveniki domnevajo, da so te meglice nastale kot posledica izgube razpršene snovi s spiralno galaksijo.
