Галактики и созвездия. Млечный путь. Вращение Галактики. Разнообразие мира галактик.

Строение Вселенной. Галактики и созвездия. Млечный путь. Вращение Галактики. Разнообразие мира галактик. Будущее Вселенной. Основы современной космологии.

Вселенная.

Галактики .

Какие небесные тела вы знаете?

Звезды.

• Что такое звезда?
• Назовите основные характеристики звезд? Объясните что именно у зыезды зависит от этих параметров?

3. Перечислите известные вам классы звезд.

4.Перечислите возможные конечные стадии в эволюции звезд.

В безоблачную и безлунную ночь можно различить около 3000 звезд. Вся небесная сфера содержит около 6000 звезд, видимых невооруженным глазом.

Созвездия.

1. Что такое созвездия ?

• Созвездия — (в современной астрономии) это участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами.

Звёзд на небе очень много, и , чтобы разобраться в них, люди объединили группы отдельных звёзд в созвездия. Созвездиям люди дали имена.

Всего на небесной сфере – 88 созвездий .

• Какие созвездия указаны на слайде?

• Какие ещё знаменательные созвездия вы знаете? В чем из особенности?

Овен

телец

рыбы

близнецы

водолей

рак

козерог

стрелец

лев

дева

скорпион

весы

Об этом космическом объекте догадывался ещё Демокрит в IV веке до н.э.

Но впервые, что данный объект состоит из множества звезд было обнаружено Галилем.

Своё название данный объект получил ещё в древности за присущей ему оттенок.

Что за объект изображен на фотографии?

Идея о том, что Вселенная имеет «островную» структуру неоднократно высказывалась в прошлом.

Однако только в XVIII в. появилась первая модель строения нашей Галактики – модель Гершеля.

Галактики.

Фильм https://www.youtube.com/watch?v=oebm5TugeaE

В 1922 году Э. Хаббл предложил разднлить наблюдаемые туманности на внегалактические (галактики) и галактические (газо-пылевые).

В 1924-1926 годах он обнаружил на фотографиях некоторых ближайших галактик звёзды, из которых они состоят.

Что и явилось доказательством того, что галактики представляют собой звёздные системы, подобные нашей Галактике (Млечный Путь).

Эдвин Хаббл (1889-1953)

Галактика— пространственная гравитационно-связанная система из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, а так же тёмной материи.

Каждая галактика составлена из сотен миллиардов звёзд, которые обращаются вокруг центрального ядра. Размеры галактик составляют до сотен тысяч световых лет.

Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс

• Основные структурные элементы – звезды
• Содержат от 10 6  до 10 13  звезд (95% видимого галактического вещества), различные виды туманностей, планетные тела и другие космические объекты.
• Масса галактик от 1036 до 1043 кг.
• Размеры от 10 3  до 10 5  пк
• Возраст свыше 1,3× 10 10  лет.

Размеры галактик составляют до сотен тысяч световых лет.

Замечание № 1.

Некоторые «космические» единицы.

Замечание № 1.

1 а.е. ─ … 1 световой год ─ … 1 парсек ─ …

Замечание № 2. Некоторые расстояния

• Расстояние от Солнца до центра нашей Галактики — около 27 000 свет лет;
• Диаметр нашей Галактики около 100 000 свет лет (30 Кпк);
• Расстояние до туманности Андромеды — 770 Кпк;
• Ближайшее крупное скопление галактик, скопление Девы, находится на расстоянии 18 000 Кпк;

Галактика Млечный путь.

Млечный Путь (также наша Галактика или просто Галактика с заглавной буквы) — галактика, в которой находятся Земля, Солнечная система и все отдельные звёзды, видимые невооружённым глазом. Относится к спиральным галактикам с перемычкой.

Общие характеристики

• Диаметр Галактики составляет около 100 000 световых лет (или 1 квинтиллион километров).
• При средней толщине порядка всего 1000 световых лет.
• Галактика содержит, по современной оценке, от 200 до 400 миллиардов звёзд. Их основная масса расположена в центре галактики.
• Возраст Галактики 12 млрд. лет.

Расположение Солнечной системы

Она расположена на внутреннем крае ответвления диска – галактического рукава Ориона. Удаленность от ядра составляет 8500 парсек,

(то есть 27 723,3 световых лет.)

Расположение Галактики.

• Млечный Путь вместе с галактикой Андромеды (М31), галактикой Треугольника (М33) и более чем 40 карликовыми галактиками-спутниками — своими и Андромеды — образуют Местную группу галактик,

Расположение Галактики.

• Млечный Путь вместе с галактикой Андромеды (М31), галактикой Треугольника (М33) и более чем 40 карликовыми галактиками-спутниками — своими и Андромеды — образуют Местную группу галактик, которая входит в Местное сверхскопление (Сверхскопление Девы)

• Галактики (кроме галактики Млечный Путь, внутри которой находится Земля) — чрезвычайно далёкие астрономические объекты. Расстояние до ближайших из них принято измерять в мегапарсеках, а до далёких — в единицах красного смещения.

Разглядеть на небе невооружённым глазом можно всего лишь три галактики:

• Галактика Андромеды (Туманность Андромеды)  — спиральная галактика типа  Sb , крупнейшая галактика  Местной группы.

Разглядеть на небе невооружённым глазом можно всего лишь три галактики:

• Ближайшая к Млечному Пути большая галактика. Содержит примерно 1 триллион звёзд, что в 2,5-5 раз больше Млечного Пути.

• Расположена в созвездии Андромеды и отдалена от Земли на расстояние 2,52 млн св. лет.

• Магеллановы Облака — Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако — галактики-спутники Млечного Пути. Находятся на расстоянии 160 тысяч световых лет от Млечного Пути.

Разглядеть на небе невооружённым глазом можно всего лишь три галактики:

Классификация галактик

  Последовательность Хаббла — это морфологическая классификация предложенная Эдвином Хабблом в 1926 году. В своей классификации Хаббл разделил все галактики на 4 обширных класса

Камертон Хаббла

Фильм https://www.youtube.com/watch?v=saiAGuknmi4

• Галактики различаются по своему внешнему виду, размерам и составу, а также по условиям формирования и эволюционным изменениям.

• Галактики различаются по своему внешнему виду, размерам и составу, а также по условиям формирования и эволюционным изменениям.

Классификация Хаббла

• Эллиптические галактики
• Линзовидные галактики
• Спиральные галактики
• Неправильные галактики

2

4

1

3

55 %

20 %

20 %

5 %

Эллиптическая галактика

Спиральная галактика

Неправильная галактика

Эллиптическая галактика (Е0 - Е7)

Эллиптические галактики имеют гладкую форму без отличительных деталей с равномерным уменьшением яркости от центра к периферии.

Эллиптическая галактика (Е0 - Е7)

Они обозначаются буквой E и цифрой, которая является индексом сплющенности галактики. Так, круглая галактика будет иметь обозначение E0, а галактика, у которой одна из больших полуосей в двое больше другой, E5.. Форма наиболее сплющенных (E7) заметно отличается от эллипса.

Эллиптические галактики состоят из старых звёзд и практически полностью лишены газа.

Линзовидные галактики (S0)

Похожи на сильно вытянутые эллиптические системы.

Обладают ступенчатым увеличением яркости от периферии к центру с ярким, хорошо выделяющимся ядром

до 20% от общего числа галактик.

Галактика Веретено находится в созвездии Дракон.

Спиральная галактика

Спиральные галактики состоят из ядра и нескольких спиральных рукавов или ветвей. В спиральных галактиках с перемычкой ядро пересекает вдоль диаметра поперечной полосой из звезд – перемычкой или баром, от концов которой начинаются спиральные рукава

Гало

Ядро

Диск

Балдж

Неправильная галактика

Неправильные или иррегулярные галактики — галактика, лишенная как вращательной симметрии, так и значительного ядра. Характерным представителем неправильных галактик являются Магеллановы облака. Бытовал даже термин «магеллановы туманности». Неправильные галактики отличаются разнообразием форм, обычно небольшими размерами и обилием газа, пыли и молодых звёзд. Обозначаются — I. В силу того, что форма неправильных галактик твёрдо не определена, как неправильные галактики часто классифицировали пекулярные галактики.

Тест

1. Галактика – это…

• … гигантское скопление звезд, газа и пыли, удерживаемое в пространстве силами тяготения.
• … скопление межзвездного вещества с относительно высокой концентрацией, пылевые частицы которого поглощают или рассеивают звездный свет.
• … пульсирующие звезды, которые периодически раздуваются и сжимаются.

2. Галактики вращаются вокруг:

• Солнца
• Планет.
• Общего центра тяжести

3. В чем измеряется расстояние между галактиками?

• астрономических сутках
• астрономических единицах
• световых годом

4. Наша галактика называется..

• Туманность Андромеды
• Млечный путь
• Большая медведица
• Пояс Ориона

5. К какому виду галактик относится наша Галактика?

• Эллиптическая
• Спиральная
• Неправильная
• Шаровая

6. Доля эллиптических галактик в общем числе галактик в наблюдаемой части Вселенной

• 90 %
• 25 %
• 5 %

7. Какие объекты входят в состав нашей Галактики?

• Звезды и их скопления.
• Газопылевые туманности и межзвездный газ.
• Звезды, их скопления, газопылевые туманности, межзвездный газ.

8. На какие основные типы можно разделить галактики по их внешнему виду и форме?

• Спиральные, планетарные и туманные.
• Спиральные, эллиптические и неправильные.
• Спиральные, эллиптические и шарообразные.

9. Наиболее компактная область галактик, в которой наблюдается сильная концентрация звезд – в каждом кубическом парсеке находятся тысячи звезд, называется:

• гало;
• ядро галактики;
• спиральная ветвь;
• диск.

10. Линзообразные галактики с закрученными вокруг ядра спиральными рукавами из молодых звезд, газа и пыли представляют собой

• спиральные галактики;
• неправильные галактики;
• эллиптические галактики;
• радиогалактики.

11. К какому типу галактик относится Туманность Андромеды?

• эллиптическая галактика;
• спиральная галактика без перемычки;
• спиральная галактика с перемычкой;
• неправильная галактика.

12. Галактика почти лишенная межзвездного газа, не содержащая молодых звезд и имеющая только сферическую подсистему:

• эллиптическая;
• взаимодействующая;
• спиральная;
• неправильная

13. Процесс звездообразования практически полностью прекратился миллиарды лет назад в галактиках:

• эллиптических;
• спиральных;
• неправильных;
• во всех типах галактик идет с одинаковой интенсивностью в настоящее время

Столкновение Млечного Пути и Галактики Андромеды

Столкновение Млечного Пути и Галактики Андромеды

Астрономы предполагают, что Млечный путь, может столкнуться с галактикой Андромеды через пять миллиардов лет.

Предполагается, что в этом случае две спиральные галактики сольются в одну эллиптическую галактику.

Проявления этого столкновения будут происходить крайне медленно и могут быть вообще не замечены с Земли невооружённым глазом. Вероятность какого-либо непосредственного воздействия на Солнце и планеты мала.

Но с другой стороны не исключено, что во время столкновения Солнечная система силами гравитации будет целиком выброшена из новой галактики и станет странствующим межгалактическим объектом.

Это не вызовет негативных последствий для нашей системы, если не считать постепенного исчезновения красивого звёздного неба.

Вероятность вылета из диска Млечного Пути во время первого этапа столкновения сегодня оценивается в 12%, а вероятность захвата Андромедой в 3%.

К тому времени гораздо большее значение для жизни на Земле будет иметь эволюция Солнца и последующее превращение его в красный гигант через 5—6 миллиардов лет.

• http:// www.youtube.com/watch?v=fl2NAl8IjJs
• Посмотреть обязан
• http:// bigslide.ru/astronomiya/4408-sovremennaya-kosmologiya.html

Примечания

Значение астрономической единицы равно 149 598 100±750 км.

Замечание № 1. Некоторые «космические» единицы.

Астрономическая единица (русское обозначение: а. е.; международное: au) — исторически сложившаяся единица измерения расстояний в астрономии, приблизительно равная среднему расстоянию от Земли до Солнца.

Замечание № 1. Некоторые «космические» единицы.

Световой год (св. г., ) — внесистемная единица длины, равная расстоянию, проходимому светом за один год.

Световой год равен:

• 9 460 730 472 580 км (примерно 9,5 петаметрам или 9,46 квадриллионам метров)
• 63 241,077 астрономической единицы (а. е.)
• 0,306 601 парсека

Замечание № 1. Некоторые «космические» единицы.

• 1 парсек (пк)=206 264,8 а. е.

= 3,0856776·10 16 м

= 30,8568 трлн км (петаметров)

= 3,2616 светового года.

Замечание № 2. Некоторые расстояния

• По состоянию на 7 марта 2011 года, космический аппарат «Вояджер-1» находился на расстоянии 0,000564 пк (17,4 млрд км, или 116 а. е.) от Солнца удаляясь по 17,5 микро парсек за год (3,6 а. е./год);
• Расстояние от Солнца до ближайшей звезды (Проксима Центавра) составляет 1,3 парсека;
• Расстояние в 10 пк свет проходит за 32 года 7 месяцев и 6 дней (от Солнца до Земли свет проходит в среднем за 8,31 минуты, что составляет 4,8 мкпк (микропарсек)).

Компактные галактики

Р азмеры до 3000 св. лет, и изолированные в пространстве звездные системы имеющие значительно меньшие размеры - до 200 св. лет.

UDFj-39546284  — компактная галактика, состоящая из голубых звёзд, которые существовали 13,4 миллиарда лет назад, то есть примерно через 380 миллионов лет после Большого взрыва.

Это самая далёкая обнаруженная галактика, по состоянию на декабрь 2012 года.

Ультракомпактные карликовые галактики

• Обнаружены в 1999 году 
• 200  световых лет  в поперечнике, с сотней миллионов звёзд.
• Найдены в скоплении Девы, скоплении Печи, Эйбелле 1689, скоплении Волос Вероники и в других скоплениях галактик.

Скопление галактик в созвездии Печь — наблюдения за ним привели к открытию семи UCD

Активные галактики

• Интенсивное свечением в радио- или ультрафиолетовом диапазоне.
• Испускание γ–квантов высоких энергий
• Необычайно яркие ядра с кратными источниками излучения, в которых происходят бурные процессы, сопровождаемые выбрасыванием мощных потоков газа (джетов) со скоростью свыше 1000 км/с (до 1% от общего числа галактик).
• Джеты начинают формироваться в непосредственной близости (менее 0,1 пк) от сверхмассивных черных дыр массой 108–109 кг в центрах ядер активных галактик; на расстоянии около 1 пк неотождествленная сила (вероятно, закрученное сверхмощное магнитное поле) сжимает поток частиц в десятки раз, превращая его в узкую струю длиной в 103–104 пк.

(взрывающиеся галактики, галактики Сейферта, Маркаряна, радиогалактики, лацертиды и т.д.)

Квазары

Квазар  - мощное и далёкое активное ядро галактики.

Галактика NGC 4319 и квазар Маркарян 205

Местная группа галактик

• Размеры до 1400 кпк
• Входит 38 объектов, в том числе 4 спиральных, 20 эллиптических и 14 неправильных галактик.
• Центр масс расположен на линии, соединяющей нашу Галактику с М31 на расстоянии 40 кпк от последней.
• Взаимное сближение галактик Местной группы может привести к тому, что 10 11 -10 12  лет спустя они сольются в одну Сверхгалактику.

Местная группа галактик