Pekulyarnye galaktiki
V. A. Yakovleva
Sankt-Peterburgskii gosudarstvennyi universitetSoderzhanieVvedenie
Eshe v XVIII veke znamenityi astronom Vil'yam Gershel' obnaruzhil ob'ekty, nepohozhie na zvezdy, kotorye on nazval tumannostyami, i sostavil ih katalog. Gershel' ustanovil, chto tumannosti razlichayutsya kak po cvetu, tak i po vneshnemu vidu, i chast' iz nih - eto plotnye skopleniya zvezd.
V 1845 godu lord Ross zakonchil sooruzhenie krupneishego po tomu vremeni 72-dyuimovogo (180-sm) teleskopa i nachal nablyudeniya tumannostei iz kataloga Gershelya. Vskore on obnaruzhil, chto nekotorye tumannosti razreshayutsya na zvezdy (zvezdnye skopleniya nashei galaktiki), a tumannost' M51 imeet spiral'nuyu strukturu. Zatem on nashel i drugie spiral'nye tumannosti.
Kakova priroda spiral'nyh tumannostei? V nachale proshlogo stoletiya shel spor o tom, raspolozheny li spiral'nye tumannosti vo vneshnih chastyah nashei zvezdnoi sistemy (Galaktiki), ili oni yavlyayutsya samostoyatel'nymi zvezdnymi sistemami.
V 1924 godu amerikanskii astronom Edvin Habbl nashel v raione spiral'nyh vetvei peremennye zvezdy opredelennogo tipa (cefeidy), po kotorym dostatochno tochno mozhno opredelit' rasstoyanie do tumannosti. Eti rasstoyaniya okazalis' stol' veliki, chto ne ostalos' somnenii v tom, chto spiral'nye tumannosti - eto gigantskie zvezdnye sistemy, analogichnye nashei Galaktike. Mozhno schitat', chto s togo momenta nachalas' era vnegalakticheskih issledovanii.
Habblovskaya klassifikaciya galaktik
Mir galaktik ves'ma raznoobrazen, i, dlya togo chtoby razobrat'sya v nem, neobhodimo uporyadochit' nashi znaniya. V 1925 godu Habbl predlozhil svoyu pervuyu klassifikaciyu, v kotoroi galaktiki po vneshnemu vidu delyatsya na ellipticheskie (E), normal'nye spirali (S), peresechennye spirali (SB) i nepravil'nye (Irr). Pri popytke usovershenstvovaniya etoi klassifikacii byli razrabotany bolee slozhnye klassifikacionnye shemy. Odnako klassifikaciya Habbla do sih por shiroko ispol'zuetsya. Osnovyvaetsya ona tol'ko na morfologii galaktik i nikak ne svyazana s ih evolyuciei, hotya sam Habbl ispol'zoval terminy "rannii" i "pozdnii" pri opisanii spiral'nyh podtipov galaktik. Na ris. 1 predstavlena neskol'ko rasshirennaya klassifikaciya Habbla, opublikovannaya v 1961 godu A. Sendidzhem v "Habblovskom atlase galaktik".
Primerno 25% vseh izuchennyh k nastoyashemu vremeni galaktik imeyut sfericheskuyu ili ellipsoidal'nuyu formu. Ellipticheskie galaktiki razdelyayutsya na podklassy v zavisimosti ot ih vidimoi splyusnutosti. 
Vsego imeetsya vosem' podtipov ot E0 do E7, gde cifra est' celaya chast' vyrazheniya 
, a a i b - bol'shaya i malaya osi sootvetstvenno. Pri etom sleduet pomnit', chto stepen' szhatiya opredelyaetsya kak samoi prirodoi galaktiki, tak i effektom proekcii, naprimer galaktiki E0-tipa mogut byt' istinno sfericheskimi sistemami ili sferoidal'nymi, na kotorye my smotrim vdol' bol'shoi (vytyanutyi ellipsoid) ili maloi (splyusnutyi) osi.
Po svoei strukture ellipticheskie sistemy yavlyayutsya naibolee prostymi, yarkost' v nih plavno ubyvaet ot centra k krayu. V nih ne obnaruzheno zvezd vysokoi svetimosti (sverhgigantov), i samymi yarkimi yavlyayutsya krasnye zvezdy promezhutochnoi svetimosti (giganty). Dispersii skorostei zvezd, opredelyaemye po znacheniyam shiriny linii poglosheniya, veliki (poryadka 200 km/s). Odnako oni opredelyayutsya ne sistematicheskim vrasheniem, a dvizheniyami individual'nyh zvezd. Gazovye i pylevye sostavlyayushie predstavleny slabo. Razmery E-galaktik menyayutsya ot gigantskih zvezdnyh sistem diametrom v sotni kiloparsek, soderzhashih trilliony zvezd, do karlikovyh ellipticheskih galaktik razmerom poryadka kiloparseka, gde chislo zvezd men'she milliona.
Samym rasprostranennym klassom galaktik (50%) yavlyayutsya spiral'nye galaktiki, kotorye otlichayutsya bol'shim raznoobraziem struktur. Nasha Galaktika i ee blizhaishii sosed, tumannost' Andromedy (M31), sut' spiral'nye galaktiki.
Spiral'nye galaktiki sostoyat iz ploskih zvezdnyh diskov s eksponencial'nym raspredeleniem yarkosti, spiral'nyh vetvei (chashe vsego dvuh), raspolozhennyh v ploskosti diska i sfericheskoi sostavlyayushei s central'nym uyarcheniem, nazyvaemym baldzhem. Primerno u poloviny galaktik rukava nachinayutsya srazu zhe ot yadra - eto normal'nye spirali S. Druguyu polovinu sostavlyayut SB-galaktiki, u kotoryh yadro peresekaetsya sostoyashei iz zvezd i mezhzvezdnoi materii yarkoi peremychkoi (barom), ot koncov kotoroi nachinayut zakruchivat'sya spiral'nye vetvi.
V zavisimosti ot formy spiral'nyh rukavov i razmera central'nogo baldzha spiral'nye galaktiki delyatsya na podtipy: Sa, Sb, Sc ili SBa, SBb, SBc. K gruppe Sa i SBa otnosyatsya spiral'nye galaktiki so slabymi, tugo zakruchennymi spiral'nymi vetvyami i, kak pravilo, moshnym i yarkim baldzhem. Podtip Sb i SBb imeet bolee otkrytye spiral'nye vetvi i men'shii baldzh. Galaktiki s sil'no raskrytymi, dovol'no yarkimi, inogda klochkovatymi spiralyami i malym baldzhem otnosyatsya k gruppe Sc ili SBc. Nasha Galaktika i galaktika M31 yavlyayutsya tipichnymi Sb-galaktikami.
Sfericheskaya sostavlyayushaya spiral'nyh galaktik soderzhit starye zvezdy, kotorye dvigayutsya po orbitam, haoticheski orientirovannym v prostranstve.
Ploskie diski tipichnyh spiral'nyh galaktik bogaty gazom i pyl'yu i soderzhat kak molodye (obychno golubye), tak i starye zvezdy. Nekotorye spiral'nye sistemy, vidimye s rebra, pohozhi na tolstoe ili tonkoe vereteno, chasto peresechennoe temnoi polosoi pogloshayushei materii. Esli ugol mezhdu luchom zreniya i ploskost'yu galaktiki mal, to voznikayut trudnosti s klassifikaciei galaktiki, odnako nalichie oblastei s molodymi zvezdami, gazom i pyl'yu svidetel'stvuet o tom, chto galaktika spiral'naya.
V spiral'nyh vetvyah nablyudaetsya mnogo yarkih emissionnyh tumannostei, svechenie kotoryh vyzyvaetsya molodymi, nedavno sformirovavshimisya zvezdami. Galaktiki Sc soderzhat bol'she mezhzvezdnogo gaza, chem Sa. Primerno 20% galaktik otnositsya k promezhutochnomu klassu mezhdu ellipticheskimi i spiral'nymi galaktikami. Eto linzovidnye galaktiki (S0 ili SB0), soderzhashie baldzh i tonkii disk, no ne imeyushie spiral'nyh vetvei. V otlichie ot ellipticheskih galaktik u S0-galaktik, vidimyh plashmya, padenie yarkosti ot centra menee sil'noe. Inogda v naruzhnyh chastyah linzy vidny zachatki spiral'nyh vetvei, peremychki i naruzhnye kol'ca.
Eshe okolo 5% sostavlyayut irregulyarnye galaktiki, kotorye iz-za svoei nepravil'noi formy ne mogut byt' otneseny ni k odnomu iz perechislennyh tipov. Irregulyarnye galaktiki bogaty mezhzvezdnoi materiei. Oni delyatsya na dva podklassa: IrrI i IrrII.
Naibolee rasprostranennymi yavlyayutsya galaktiki IrrI (tipa Magellanovyh oblakov). Bol'shoe i Maloe Magellanovy oblaka - eto blizhaishie sputniki nashei Galaktiki, vidimye v yuzhnom polusharii dazhe nevooruzhennym glazom. Mozhno skazat', chto eto predel'nyi sluchai spiral'nyh sistem. V etih dovol'no ploskih zvezdnyh sistemah otsutstvuet central'noe yadro, no vozmozhno nalichie sledov spiral'noi struktury, svidetel'stvuyushei o vrashenii vsei sistemy.
K nepravil'nym galaktikam vtorogo tipa otnosyatsya galaktiki, prakticheski nerazreshimye na zvezdy, u kotoryh naryadu s irregulyarnost'yu formy nablyudayutsya i drugie osobennosti: volokna, neobychnye pokazateli cveta i t.d. Chasto neobychnyi vid etih galaktik navodit na mysl', chto, veroyatno, nekotorye iz nih poyavilis' v rezul'tate blizkogo prohozhdeniya ili dazhe stolknoveniya dvuh normal'nyh sistem.
Irregulyarnye galaktiki, kak pravilo, men'she spiral'nyh, no bol'she karlikovyh ellipticheskih galaktik. Oni soderzhat ot soten millionov do desyatkov milliardov zvezd. Kolichestvo karlikovyh ellipticheskih i karlikovyh nepravil'nyh galaktik primerno odinakovo, i oni sostavlyayut bol'shinstvo galaktik vo Vselennoi. Chasto oni yavlyayutsya sputnikami bol'shoi roditel'skoi galaktiki.
Kakaya galaktika nazyvaetsya pekulyarnoi
Polistav lyuboi iz atlasov galaktik, mozhno ubedit'sya, chto naryadu s normal'nymi galaktikami est' ob'ekty osobennye, ne ukladyvayushiesya v ramki privedennoi vyshe klassifikacii. Eto mogut byt' kak galaktiki, kotorye nel'zya otnesti k kakomu-libo iz perechislennyh tipov, tak i galaktiki, prinadlezhashie k opredelennomu klassu, no v to zhe vremya obladayushie osobennostyami, ne predusmotrennymi klassifikaciei. Obychno pri klassifikacii podobnyh ob'ektov k oboznacheniyu tipa dobavlyalsya indeks p (pervaya bukva angliiskogo slova peculiar, chto v perevode oznachaet "osobennyi", "neobychnyi"). Iz skazannogo vyshe sleduet, chto ne sushestvuet chetkogo opredeleniya ponyatiya "pekulyarnaya galaktika". Inogda otnesenie galaktiki k pekulyarnomu tipu osparivalos'. Tak, naprimer, B.A. Voroncov-Vel'yaminov schital, chto vzaimodeistvuyushie galaktiki ne yavlyayutsya pekulyarnymi, poskol'ku vidimye izmeneniya ih formy vyzvany vozmusheniyami blizkih sosedei. Odnako sredi vzaimodeistvuyushih sistem vstrechayutsya ob'ekty stol' prichudlivoi formy, chto ih trudno ne nazvat' pekulyarnymi. Pekulyarnost' galaktiki mozhet vyrazhat'sya v iskazhenii uzora spiral'nyh rukavov iz-za prisutstviya sputnika, v nalichii petel', volokon, struinyh vybrosov i vsevozmozhnyh vnutrennih iskazhenii (formy izofot, struktury pylevyh polos i t.d.). Etot perechen' osobennostei daleko ne polnyi.
Pervyi atlas pekulyarnyh galaktik byl opublikovan Arpom (N. Arp) v 1966 godu [2]. On soderzhit 338 prekrasnyh fotografii, poluchennyh na krupneishih teleskopah togo vremeni, v tom chisle i na 5-metrovom teleskope Palomarskoi observatorii (SShA). Na ris. 2 privedeny chetyre izobrazheniya galaktik, vklyuchennyh v etot atlas. Chto zhe eto za ob'ekty? Rassmotrim kazhdyi iz nih bolee podrobno.
Na ris. 2, a dano opticheskoe izobrazhenie ellipticheskoi galaktiki NGC5128. 
Harakternoi osobennost'yu, srazu brosayusheisya v glaza, yavlyaetsya moshnaya temnaya polosa slozhnoi struktury, peresekayushaya galaktiku. Etot fakt udivitelen, tak kak v normal'nyh ellipticheskih galaktikah pyl' otsutstvuet. Eta galaktika yavlyaetsya odnoi iz blizhaishih radiogalaktik (Centavr A). Raspredelenie radioizlucheniya pokazyvaet prisutstvie protyazhennogo dvoinogo radioistochnika, razmery kotorogo vo mnogo raz prevyshayut razmery opticheskoi galaktiki.
Na ris. 2, b privedeno opticheskoe izobrazhenie ellipticheskoi galaktiki M87. Samoi zametnoi opticheskoi detal'yu yavlyaetsya yarkii goluboi vybros, ishodyashii iz yadra. Sleduet otmetit', chto eta detal' horosho vidna lish' na snimkah, sdelannyh s korotkoi ekspoziciei. Na snimkah s bol'shoi ekspoziciei vybros maskiruetsya, i my vidim normal'nuyu gigantskuyu ellipticheskuyu galaktiku. V vybrose obnaruzhena bol'shaya polyarizaciya, kotoraya ob'yasnyaetsya neobychnym mehanizmom ego opticheskogo izlucheniya. Eta galaktika - odin iz yarchaishih chlenov horosho izvestnogo skopleniya galaktik v sozvezdii Devy. Krome togo, ona yavlyaetsya sil'nym radioistochnikom so slozhnoi strukturoi, izvestnym pod nazvaniem Deva A. Deva A byla pervoi galaktikoi, u kotoroi obnaruzheno rentgenovskoe izluchenie, prichem i rentgenovskoe, i radioizluchenie peremenny.
Na ris. 2, v privedeno izobrazhenie galaktiki M82. My vidim veretenoobraznoe telo, ispeshrennoe pylevymi vklyucheniyami, s prostirayusheisya vverh i vniz ot diska galaktiki slaboi voloknistoi strukturoi. Harakteristiki spektral'nyh linii v voloknistoi strukture byli interpretirovany kak priznaki vzryva v yadre galaktiki. S etoi galaktikoi okazalsya svyazan diskretnyi radioistochnik. Byla obnaruzhena vysokaya polyarizaciya izlucheniya, pripisyvaemaya neobychnomu (sinhrotronnomu) izlucheniyu. Podobnye fakty vozbudili interes k etoi galaktike, i ee issledovaniyu posvyasheny desyatki, esli ne sotni rabot, prichem vo mnogih iz nih o nei govorili kak o vzryvayusheisya. Odnako seichas strasti poutihli. Bol'shoi nablyudatel'nyi material, nakoplennyi za eti gody, pozvolil otmesti ideyu o vzryve. Rasshiryayushiesya obolochki ob'yasnyayutsya kak ostatki vspyshek sverhnovyh; polyarizacionnye osobennosti svyazyvayut teper' s rasseyaniem izlucheniya na pyli, kotoroi v etoi galaktike dovol'no mnogo.
Poslednee izobrazhenie na etom risunke (ris. 2, g) daet primer sovershenno drugogo tipa pekulyarnosti. Horosho vidno glavnoe telo v vide petli v tumannoi obolochke i vyhodyashie iz nee "usy". Etot ob'ekt, chasto nazyvaemyi "Antenny", predstavlyaet soboi paru vzaimodeistvuyushih galaktik NGC4038-4039. Odno iz vozmozhnyh ob'yasnenii etoi slozhnoi struktury sostoit v sleduyushem: primerno 100 mln let nazad proizoshlo tesnoe sblizhenie dvuh diskovyh galaktik, blizkih po razmeru, pri etom obrazovalis' prilivnye hvosty. V nastoyashee vremya my nablyudaem povtornoe prohozhdenie.
Prodolzhaya listat' atlas Arpa [2], my vidim, skol' prichudliv i raznoobrazen mir galaktik. Voznikaet vopros: kakie zhe processy priveli k obrazovaniyu stol' neobychnyh form? Dlya otveta na nego nuzhno ponyat', kak sformirovalis' galaktiki i kak oni evolyucionirovali. Teoriya obrazovaniya i evolyucii galaktik poka nahoditsya na rannei stadii razvitiya. Odnako za dva poslednih desyatiletiya predstavleniya o tom, chto galaktiki evolyucioniruyut v izolyacii, sushestvenno izmenilis'.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
galaktiki - vzaimodeistvuyushie galaktiki - Mlechnyi Put' - Mezhzvezdnaya sreda - mezhgalakticheskii gaz - goryachii mezhgalakticheskii gaz - zvezdnoe skoplenie - Evolyuciya zvezd - Galaktika
Publikacii so slovami: galaktiki - vzaimodeistvuyushie galaktiki - Mlechnyi Put' - Mezhzvezdnaya sreda - mezhgalakticheskii gaz - goryachii mezhgalakticheskii gaz - zvezdnoe skoplenie - Evolyuciya zvezd - Galaktika | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
