Реферат зоряні системи і метагалактика - банк рефератів, творів, доповідей, курсових і

Світ, Земля, Космос, Всесвіт ...

Тисячоліттями допитливе людство звертало свої погляди на навколишній світ, прагнуло осягнути його, вирватися за межі навколишнього світу.

Велична картина небесного купола, засіяного міріадами зірок, з незапам'ятних зірок хвилювала розум і уяву вчених, поетів, кожного живе на Землі.

Що є Земля, Місяць, Сонце, зірки? Де початок і де кінець Всесвіту, як довго вона існує, з чого складається і де межі її пізнання?

Століття ми були в'язнями Сонячної системи, вважаючи зірки просто прикрасами сфери, розташованої за планетами. Потім людина визнав в цих крихітних точки, що світяться інші сонця, настільки далекі, що їх світло йде до Землі багато років. Здавалося, що космос населений рідкісними самотніми зірками, і вчені сперечалися про те, простирається чи зоряне населення в просторі необмежено або ж за деякими межею зірки закінчуються і починається порожнеча. Проникаючи все далі і далі, астрономи знайшли таку межу, і виявилося, що наше Сонце - одна з величезного числа зірок, що утворюють систему під назвою Галактика. За кордоном Галактики була тьма.

ХХ століття принесло нове відкриття: наша Галактика - це ще не весь Всесвіт. За самими далекими зірками Чумацького Шляху знаходяться інші галактики, схожі на нашу і тягнуться в просторі до меж видимості наших найбільших телескопів. Грандіозні зоряні системи - одні з найбільш приголомшливих і найбільш досліджуваних сучасною астрономією об'єктів.

Так що ж таке зірки, зоряні системи, галактики і метагалактики?

Зірки - це масивні гарячі газові кулі подібні Сонцю. Вони мають різний блиск, різний колір, різний спектр. Зірки рухаються, випромінюють величезну кількість енергії в простір і тому, втрачаючи цю енергію, не можуть не змінюватися: вони повинні проходити якийсь шлях еволюції.

Зоряні системи або зоряні скупчення - це групи з великого числа зірок, пов'язані взаємним тяжінням.

Галактики це гігантські зоряні системи. Зоряна система, в складі якої як рядова зірка знаходиться наше Сонце, називається Галактикою.

Метагалактикою є об'єднання галактик приблизно такого порядку, яким для зірок нашої системи є Галактика. Слід припустити існування й інших метагалактик.

Історія відкриття інших зоряних систем

У 1781 році французький астроном іноземний почесний член Харківської Академії наукУкаіни Шарль Мессьє (1730-1817), проводячи спостереження за кометами, склав першого каталогу туманностей і зоряних скупчень. Каталог Ш.Мессье був невеликий і налічував лише 108 найбільш яскравих туманних об'єктів. З 108 об'єктів каталогу 29 виявилися розсіяними скупченнями зірок і 29 - кульовими скупченнями.

Природа 39 об'єктів каталогу Ш.Мессье - об'єктів, що мають спиралевидную або еліптичну форму, довгий час залишалася неясною. Основне питання, чи є вони галактичних або позагалактичних об'єктами, було вирішено лише в нашому столітті.

У 1917 році американські астрономи Хебер Кертіс (1872-1942) і Джордж Вілліс Річі (1864-1945) виявили спалахи нових зірок в сусідніх галактиках і вперше правильно оцінили відстань до них.

Х.Кертіс і Дж.Річі помітили, що в спіральному об'єкті NGC 224, званої Туманністю Андромеди, з'являються і через кілька днів зникають яскраві точки. Вчені правильно припустили, що це нові зірки, які спостерігаються в момент максимуму блиску. Провівши необхідні астрономічні виміри й обчислення, вони встановили, що відстань до Туманності Андромеди в 15 разів більше діаметру нашої Галактики і містить близько 100 мільярдів зірок.

Остаточно питання прояснився в 1924-1926 роки, коли американський астроном Едвін Пауелл Хаббл (1889-1953) за допомогою 2,5-метрового телескопа обсерваторії Маунт Вілсон, застосовуючи великі експозиції, отримав фотографії туманності в сузір'ї Андромеди, на яких її спіральні гілки вийшли в вигляді безлічі слабких світяться точок - зірок. Туманність, як кажуть вчені, була дозволена на зірки. Те ж вдалося зробити для спіральних гілок ще кількох туманностей. У 1944 році вчені обсерваторії Маунт Паломар дозволили на зірки ядро ​​туманності в сузір'ї Андромеди і ядро ​​спіральної туманності NGC 598, а також кілька еліптичних туманностей. Таким чином, стало ясно, що ці об'єкти є зоряними системами на зразок нашої Галактики. Тому їх стали називати галактиками.

Почалася нова епоха в астрономії. Виявилося, що мільйони туманних об'єктів, які спостерігаються майже у всіх куточках неба, - це різноманітні, що відрізняються один від одного формою, розмірами, населенностью зоряні системи. Найслабші з них, ще спостерігаються в сучасні телескопи, знаходяться на відстані сотень мільйонів парсек. Таким чином, в десятки тисяч разів збільшився радіус досліджуваного людиною світу.

3. Типи галактик

Зовнішній вигляд галактик надзвичайно різноманітний, і деякі з них дуже мальовничі. Е. Хаббл обрав найпростіший метод класифікації галактик за зовнішнім виглядом, і потрібно сказати, що хоча надалі іншими видатними дослідниками були внесені розумні припущення за класифікацією, первісна система, виведена Хабблом, як і раніше залишається основою класифікації галактик.

Хаббл запропонував розділити всі галактики на три основних види:

Еліптичні (Е - elliptical).

Спіральні (S - spiral).

Неправильні (I - irregular).

Класифікація галактик по Хабблу приведена на рис.1.

Еліптичні галактики зовні самий невиразний тип галактик. Вони мають вигляд гладких еліпсів або кіл із загальним падінням яскравості в міру віддалення від центру до периферії. Падіння яскравості описується простим математичним законом, який відкрив Хаббл. Мовою астрономів це звучить так: еліптичні галактики мають концентричні еліптичні ізофоти, т. Е. Якщо з'єднати однією лінією всі крапки зображення галактики з однаковою яскравістю і побудувати такі лінії для різних значень яскравості (аналогічно лініях постійної висоти на топографічних картах), то ми отримаємо ряд вкладених один в одного еліпсів приблизно однакової форми і з загальним центром.

Еліптичні галактики складаються із зірок червоних і жовтих гігантів, червоних і жовтих карликів і певної кількості білих зірок не дуже високою світлості. У них відсутні біло-блакитні надгіганти і гіганти, угруповання яких можна спостерігати у вигляді яскравих згустків, що додають структурність системі, немає пилової матерії, яка, в тих галактиках де вона є, створює темні смуги, що відтіняють форму зоряної системи. Тому зовні еліптичні галактики відрізняються один від одного в основному однією рисою - більшим чи меншим стисненням.

Підтипи еліптичних галактик позначаються як ЕN, що визначається за формулою

де n - ступінь стиснення, а й b - відповідно велика і мала півосі будь-якої ізофоти галактики. Таким чином, еліптична галактика круглої форми буде віднесена до типу ЕО, а сильно сплюснута може бути класифікована як Е7.

Еліптичні галактики спостерігаються в формі еліпса. Але галактика - це не плоска фігура, а тіло, яке якщо його розглядати з деякою точки, представляється еліпсом. Однак необхідно з'ясувати дійсну форму еліптичних галактик.

Можна припустити, що еліптичні галактики звернені до нас різними сторонами, і з усіх боків вони спостерігаються у вигляді еліпсів. Тоді з цього випливає наступний висновок: - еліптичні галактики являють собою стислий еліпсоїд обертання, який при його проекції на площину дає еліпс.

Залежно від того, з якого боку спостерігати стислий еліпсоїд обертання, він видається більш стислим-менш стислим еліпсом. Найбільше стиснення буде спостерігатися, якщо промінь зору перпендикулярний до осі обертання, тобто галактика спостерігається з ребра. В цьому випадку стиснення еліпса характеризує форму еліпсоїда і ми його назвемо істинним стисненням еліптичної галактики. Чим менше кут між променем зору та віссю обертання еліпсоїда, тим менше стиснутий спостережуваний еліпс, а при збігу променя зору з віссю обертання, тобто при спостереженні в плані, буде видно коло.

В результаті проведення досліджень еліптичних галактик було з'ясовано, що серед еліптичних галактик, що входять до складу скупчень галактик, переважають галактики з показниками істинного стиснення 4, 5, 6, 7 і майже немає слабо стиснутих і сферичних галактик. А серед еліптичних галактик поза скупчень, навпаки, переважна більшість - галактики з дуже слабким стисненням або сферичні з показником істинного стиснення рівним 1 і 0.

3.2. спіральні галактики

Спіральні галактики це може бути наймальовничіші об'єкти у Всесвіті і, на відміну від еліптичних галактик, являють собою приклад динамічності форми. Їх красиві гілки, що виходять з центрального ядра і як би втрачають обриси за межами галактики, вказують на потужний, стрімкий рух.

Ідеальні спіральні галактики мають дві спіральні гілки (рукави), вихідні або прямо з ядра, або з двох кінців бару (перемички), в центрі якого розташоване ядро. Ця ознака дозволив розділити спіральні галактики на два основних підтипи: нормальні спіральні галактики (S) і пересічені спіральні галактики (SB). Нормальних спіральних галактик у багато разів більше, ніж пересічених.

Подальший поділ спіральних галактик на підтипи проводиться за такими трьома критеріями:

відносної величиною ядра в порівнянні з розмірами всієї галактики (Sa, SBa);

по тому, наскільки сильно або слабо закручені спіральні гілки (Sb, SBb);

фрагментарності спіральних гілок (Sc, SBc).

1. Класифікація галактик по Хабблу

Спіральні галактики типу Sa - галактики, у яких гілки розвинені слабко, в деяких випадках тільки намічаються. Ядра у цих галактик завжди великі, зазвичай складають близько половини спостережуваного розміру самої галактики. Як правило, у галактик типу Sa дві спіральні галузі, що походять в протилежних точках ядра, що розвиваються подібним, симетричним чином і що втрачаються в протилежних областях периферії галактики.

Спіральні галактики типу Sb - галактики, що мають відносно невеликі ядерні області, і з помітно розвиненими спіральними гілками. Яскравим прикладом галактик цього типу є галактики відома як Туманність Андромеди (NGC224).

Галактики типу Sc характеризуються сильно фрагментованими уривчастими спіральними гілками.

пересічених спіральних галактик (або спіральних галактик з перемичкою) ядро ​​знаходиться в середині прямої перемички, і спіральні гілки починаються лише у кінців цієї перемички. Ці галактики також діляться на описані вище типи і позначаються відповідно Sba, SBb і SBc. Присутність літери "B" в позначенні галактики вказує на наявність у неї перемички (від англійського слова bar - перемичка).

спіральних галактик є яскравою область, яка має багатьма ознаками еліптичної галактики. Закон падіння яскравості, відкритий Хабблом для еліптичних галактик, виявився справедливим і для центральних ядерних областей спіральних галактик, і тому ці області іноді називають "еліптичним компонентом".

всіх спіральних галактик, що спостерігаються з ребра, видно темна смуга, як би розділяє галактику на дві частини. Ці темні смуги показують на наявність у спіральних галактик темної пилової матерії, зосередженої близько площині симетрії галактик.

обчислити за формулою (1) коефіцієнт стиснення у спостережуваних з ребра спіральних галактик, то він завжди більше мережі. Для спіральних галактик типу Sa виходить величина близька до 8, для галактик типу Sb - від 8,5 до 9, для Sc - більше 9.

Спіральні галактики, спостережувані з ребра, мають вигляд сильно стисненого еліпса з потовщенням - ядром в центрі і смугою темної матерії, що тягнеться уздовж ребра. Однак в деяких областях простір зустрічаються галактики сильно стислі і мають ядро, як спіральні галактики, але позбавлені спіральної структури і тому при спостереженні в плані схожі на еліптичні галактики і не мають темної смуги уздовж ребра. Ці галактики отримали позначення S0 і називаються чечевицеобразного.

Розглянуті вище типи галактик характеризувалися симетричністю форми і певним характером малюнка. Але зустрічається велике число галактик неправильної форми, без будь-якої загальної закономірності структурної будови. Це так звані неправильні галактики, що позначаються Irr.

Неправильна форма у галактики може бути внаслідок того, що вона не встигла прийняти правильної форми через малу щільності в ній матерії або з-за молодого віку, а також може призвести до шумів форми галактики викликано внаслідок її взаємодії з іншою галактикою.

Астрономи припускають, що у Всесвіті зустрічаються обидва описаних випадку і в зв'язку з цим поділяють неправильні галактики на два типи: тип Irr I і тип Irr II.

Тип Irr I характеризується порівняно високою поверхневою яскравістю і складністю неправильної структури. Французький астроном Вокулер в деяких галактиках цього типу, наприклад в Магеланових Хмари, виявив ознаки зруйнованої спіральної структури. Крім того, Вокулер зауважив, що галактики типу Irr I часто зустрічаються парами. Тому вчений дійшов висновку, що ці галактики в минулому були правильними, деякі, зокрема, спіральними. Однак в результаті взаємодії з іншого, що знаходиться або перебувала близько галактикою, форма галактики спотворилася, а якщо була спіральна структура, то вона в значній мірі зруйнувалася.

Неправильні галактики типу Irr II відрізняються дуже низькою поверхневою яскравістю. Ця риса виділяє їх серед галактик всіх інших типів. Низька поверхнева яскравість галактики при звичайних лінійних розмірах означає,