Мир галактик

Содержание

1. “1-1” “Заголовок 3;2” “” Звезды и межзвездная среда
2. “” Типы звезд
3. “” Галактики: классификация Хаббла
4. “” Наша галактика
5. “” Рождения, химический состав и эволюция галактик
6. “” Эволюция галактик
7. “” Активные галактики, квазары

“” Список используемой литературы

Звезды и межзвездная среда

Галактики состоят из многих компонентов. Они могут содержать звезды, звездные скопления, светящиеся газовые облака и пыль. Только радиотелескопы обнаруживают газообразный нейтральный водород, молекулы и облака быстрых заряженных частиц. До сих пор невидимыми для всех наблюдательных средств остаются неизвестные объекты, возможно. составляющие большую часть массы галактики, таинственные всепроникающие объекты, образующие в пространстве своеобразное гало галактик. Больше всего, разумеется, мы знаем о видимых объектах в галактике, и они могут много рассказать нам о подробностях истории ее жизни.
 Одним из многочисленных вкладов Вальтера Бааде в понимание галактик было подразделение звезд на два населения. Используя 100-дюймовый телескоп обсерватории Маунт Вилсон, он исследовал близкие галактики, в особенности спиральную галактику М31 и ее спутники, и сравнил их со звездами и звездными скоплениями в нашей Галактике – Млечном Пути. В 40-х и начале 50-х годов он разработал схему с двумя населениями, понимание которой было в конце концов достигнуто в терминах звездной и галактической эволюции.
          Два населения состояли из объектов очень различных типов и занимали разные области галактик. Население 1 включало; очень горячие звезды чрезвычайно высокой светимости (звезды классов O и В), звезды других спектральных классов, рассеянные звездные скопления, молодые ассоциации, нейтральный водород и другие формы облаков газа и пыли. Это было молодое население, по содержанию тяжелых элементов похожее на Солнце – около 99% массы приходилось на водород и гелий и 1% – на все остальное. Согласно исходному определению, население II включало лишь звезды – красные гиганты вместе со связанными с ними слабыми звездами: никаких ярких голубых звезд, никакого газа, пыли – и только шаровые звездные скопления. Все звезды старые (с возрастом около 10 миллиардов лет или больше), с дефицитом тяжелых элементов: как правило, содержание тяжелых элементов (с массой ядер больше массы ядра гелия) у них в 10-100 раз меньше, чем у Солнца. Таким образом, звезды населения II оказались состоящими почти исключительно из водорода и гелия. Было установлено, что население I существует в дисках спиральных и неправильных галактик вроде Магеллановых Облаков. Звезды населения II населяют центральные балджи спиральных галактик и их разреженные внешние гало. Считалось, что эллиптические галактики состоят только из объектов населения II.
          Концепция двух населений Бааде была проста и поразительно эффективна. Она привела к разъяснению сложной взаимозависимости возраста, динамики галактик и синтеза элементов в них и заложила основы понимания эволюции звезд. Но. как и многие другие “озарения” в науке, эта концепция оказалась чрезвычайно упрощенной. Грандиозная схема двух типов звезд не учитывала промежуточные объекты разного вида и совершенно игнорировала все исключения. Сначала астрономы пытались улучшить схему, определяя разные подтипы, но со временем стала очевидной тщетность таких попыток. По мере улучшения понимания свойств галактик и усовершенствования современного оборудования необходимость в упрощенной схеме отпала. Она великолепно сыграла свою роль, но теперь астрономы могут использовать количественные измерения параметров групп звезд. Сейчас звездному скоплению или части галактики можно приписать их действительный возраст и химический состав. Понятия населений I и II Бааде использовались все реже и реже, вплоть до того, что сейчас астрономы их почти не упоминают.
          Одна из причин, по которым эта схема разрушилась, состояла в сильной корреляции, которая сначала была установлена между возрастом и химическим составом. Население I было более молодым и богатым тяжелыми элементами. Население II было старым и бедным тяжелыми элементами. Эта корреляция получила красивое объяснение в 1959 г., когда осознали, что синтез в звездах тяжелых элементов вызывает постепенное изменение содержания химических элементов в звездном населении. В то время, как рано образовавшиеся звезды состоят почти исключительно из водорода и гелия, те, что образовались позже, особенно образующиеся сейчас звезды, состоят из обогащенного вещества, созданного в недрах прошлых поколений звезд. Тяжелые элементы в нашем Солнце, возраст которого составляет всего 4,6 миллиарда лет, были синтезированы в ядрах существовавших до этого звезд. (Это, разумеется, справедливо для Земли и ее жителей.) Таким образом, по мере синтеза элементов звезды становились богаче ими, и наша Галактика могла быть грубо подразделена на звезды населений II и I.
          Но в 60-х годах оказалось, что Магеллановы Облака ставят перед нами проблему. Во-первых, эти галактики, по-видимому, содержали шаровые скопления, которые скорее были молодыми, чем старыми. Более того, в Облаках было обнаружено много молодых звезд, которые при подробном спектроскопическом исследовании оказались бедными тяжелыми элементами. Таким образом, для этих двух галактик разделение на население I и II непригодно. Кроме того, в последние годы было показано, что многие эллиптические галактики, которые предполагались состоящими лишь из населения II, оказались удивительно богатыми тяжелыми элементами, так же, как и центральные балджи спиральных галактик. Даже в нашей Галактике имеет место нарушение схемы: в самых внешних частях галактического диска содержание тяжелых элементов в молодых звездах неожиданно низкое, в то время как в шаровых скоплениях вблизи галактического центра и в звездах балджа тяжелых элементов довольно много, несмотря на их большой возраст.