Урок 2. Астрономія. Світ галактик. Квазари. 11 клас

БУДОВА Й ЕВОЛЮЦІЯ ВСЕСВІТУ

Світ галактик. Квазари

Типи галактик

• За структурою галактики діляться на

спіральні еліптичні неправильні

Для активного закріплення матеріалу переходимо за посиланнями на вправи, після виконання вправи – закриваємо документ mtt.

NGC 1232

NGC 1427A

ESO 325-G004

У спіральних рукавах галактик зараз відбувається інтенсивне народження молодих зір та формування планетних систем, у той час як в еліптичних галактиках більше старих жовтих зір, можливо в них процес утворення зір закінчився

Вправа 1

Найближчі сусіди Галактики

Галактика

Андромеди М 31, Туманність Андромеди, можна спостерігати неозброєним оком,

на відстані

252 млн. св. років від Галактики Молочний Шлях

Велика

Мала

Магелланова Хмара.

Магелланова Хмара. Карликова галактика, на відстані 50 кпк від нашої Галактики в сузір’ї Золотої риби та Столової Гори

Карликова галактика супутник нашої Галактики на відстані 60 кпк

Для активного закріплення матеріалу переходимо за посиланнями на вправи, після виконання вправи – закриваємо документ mtt.

Розподіл галактик у Всесвіті

• ІЄРАРХІЧНА СТРУКТУРА РУХУ КОСМІЧНИХ ТІЛ:

• планети та їхні супутники обертаються навколо своєї зорі; зоряні скупчення , які мають тисячі та мільйони об’єктів; галактики об’єднують у своє спільне гравітаційне поле сотні мільярдів зір, які обертаються навколо одного ядра; скупчення галактик , які налічують мільйони об’єктів.
• планети та їхні супутники обертаються навколо своєї зорі;
• зоряні скупчення , які мають тисячі та мільйони об’єктів;
• галактики об’єднують у своє спільне гравітаційне поле сотні мільярдів зір, які обертаються навколо одного ядра;
• скупчення галактик , які налічують мільйони об’єктів.

• Наша Галактика й галактика М31 входять до місцевої групи галактик .

• Найбільші скупчення галактик спостерігаються у сузір’ях Діви та Волосся Вероніки – в цьому напрямі астрономи відкрили своєрідну ВЕЛИКУ СТІНУ.

• Галактики у Всесвіті розміщені у дивні структури, які нагадують сітки волокон, оточені гігантськими порожнечами, діаметром 300 млн. св. років

• Імовірне пояснення, що Галактики у просторі розміщені на поверхні величезних бульбашок, а порожнечі – їх внутрішня область.

• ВЕЛИКА СТІНА – найбільше “волокно” має довжину 600 млн. св. Років та ширину 200 млн. св. років

Розподіл галактик у Всесвіті

Визначення відстаней до галактик

• Існує більше 10 методів визначення відстаней до галактик.

• За спостереженням цефеїд (Е. Габбл, 1924р.) – в галактиці М 31 (Туманність Андромеди) виявив цефеїди, визначив періоди зміни їхнього блиску, та встановив відстані до них. За спалахами Нових та Наднових зір – покладаючи, що потужності цих об’єктів однакові у всіх галактиках, за їхніми видимими величинами встановлюють відстані до галактик, потім за кутовими розмірами визначають і лінійні діаметри галактик. За порівнянням зміщення спектральних ліній у різних частинах галактики, встановлюють факт її обертання навколо осі, а для зір, що перебувають на околицях галактик – швидкості обертання навколо центра мас системи. Ці дані використовують для визначення мас галактик.
• За спостереженням цефеїд (Е. Габбл, 1924р.) – в галактиці М 31 (Туманність Андромеди) виявив цефеїди, визначив періоди зміни їхнього блиску, та встановив відстані до них.
• За спалахами Нових та Наднових зір – покладаючи, що потужності цих об’єктів однакові у всіх галактиках, за їхніми видимими величинами встановлюють відстані до галактик, потім за кутовими розмірами визначають і лінійні діаметри галактик.
• За порівнянням зміщення спектральних ліній у різних частинах галактики, встановлюють факт її обертання навколо осі, а для зір, що перебувають на околицях галактик – швидкості обертання навколо центра мас системи. Ці дані використовують для визначення мас галактик.

• Як виявилося і наша Галактика, і туманність Андромеди входять до числа найбільших за масою, світністю і кількістю зір.

Закон Габбла

• У 1929 році американський астроном Е. Габбл досліджував спектри галактик і помітив, що лінії поглинання у всіх спектрах зміщенні в червоний бік.
• Згідно з ефектом Допплера, це свідчить про те, що всі галактики від нас віддаляються тому можна обчислити швидкість їх розлітання.
• Виявилося, що швидкість, з якою “тікають” від нас інші галактики, збільшується прямо пропорційно відстані до цих галактик
• Закон Габбла : V = Hr ,

V – швидкість галактики, r – відстань до галактики в мегапарсеках

Н ≈ 70 км/(с·Мпк)

• Стала Габбла: швидкість розлітання галактик збільшується на 70 км/с на кожен мільйон парсеків.

• Розлітання галактик – дивний процес розширення Всесвіту, який супроводжується збільшенням відстаней між галактиками.

• Найвіддаленіший об’єкт, який удалося зареєструвати, розташований на відстані 14 млрд. св. років – ми бачимо його таким і в той час, коли ще не було Сонячної системи.

Для активного закріплення матеріалу переходимо за посиланнями на вправи, після виконання вправи – закриваємо документ mtt.

Квазари

• Квазари (квазізоряні радіоджерела) – потужне та далеке активне ядро галактики.

• Спектри квазарів мають значні червоні зміщення, що є результатом розширення Всесвіту. Із закону Габбла слідує, що квазари розташовані від нас на дуже великих відстаннях, і, як наслідок, ми їх бачимо у далекому минулому. Найяскравіші квазари випромінюють енергію більшу ніж один трильйон (10 12 ) сонць.

• Світності квазарів у сотні разів більші від потужності найбільшої галактики з її сотнями мільярдів зір.

• Поблизу деяких квазарів виявлено викиди – велетенські потоки речовини.

• Розглянувши найрізноманітніші гіпотези вчені прийшли висновку, що квазари, найімовірніше, - недовговічні стадії розвитку ядер галактик .

Галактика NGC 4319

та квазар Маркарян 205

Фотографія телескопа Hubble, зображено ядро квазару

Моделі Всесвіту

• ЧИ МАЄ ВСЕСВІТ МЕЖУ У ПРОТОРІ?

• У нескінченому і безмежному просторі та часі Всесвіт не має країв і містить нескінчену кількість зір та галактик Космологічні парадокси:

• Фотометричний (1744р.) : “Якщо Всесвіт нескінчений, то чому вночі темно? Гравітаційний “ Теплова смерть” Всесвіту
• Фотометричний (1744р.) : “Якщо Всесвіт нескінчений, то чому вночі темно?
• Гравітаційний
• “ Теплова смерть” Всесвіту

• Математики запропонували таку модель: “ Всесвіт може бути безмежним, але скінченим” (Коло, сфера)
• Для тривимірного простору закритий Всесвіт, який не має межі, але має скінчений об’єм, і отже, обмежену кількість зір і галактик.
• У такому Всесвіті немає центра, всі точки у ньому рівноправні й у всіх напрямках простір однорідний.
• У тривимірному Всесвіті космонавти ніколи не зможуть завершити навколосвітню мандрівку.
• Магеллан (1480- 1521) довів, що поверхня Землі є двовимірним простором – здійснив навколоземну подорож.

Висновки

• Всесвіт має складну комірчасту структуру, у якій відбувається гравітаційна взаємодія всіх космічних тіл.

• Навколо зір обертаються інші зорі й планети

• У спільному полі тяжіння галактик розташовуються уже сотні мільярдів зір, які обертаються навколо спільного центра.

• Галактики утворюють окремі скупчення, які розміщенні у великому масштабі не хаотично, а утворюють дуже дивні структури, що нагадують величезні сітки з волокон.

• Ми живемо у всесвіті, який розширюється у безмежному просторі.

Для активного закріплення матеріалу переходимо за посиланнями на вправи, після виконання вправи – закриваємо документ mtt.