6.4. Галактики. Виды галактик

Галактиками называются гигантские (до ~10¹³ звёзд) звёздные системы, расположенные вне нашей Галактики. Их называют ещё внегалактическими туманностями, т. к. при визуальном наблюдении в телескоп они выглядят туманными пятнышками, как и обычные газовые туманности. Сведения о галактиках приводятся в специальных астрономических каталогах. В общем случае, галактика – гравитационно связанная совокупность звёзд и межзвёздного вещества.

Мир звёздных систем – галактик – стал интенсивно изучаться с 1920г., когда шведскому астроному К. Лундмарку удалось разложить на звёзды периферийную часть спиральной туманности М 33 (или NGC 598)

в созвездии Треугольника. Вскоре американский астроном Э. Хаббл, работавший на крупнейшем в то время телескопе с зеркалом диаметром 2,5м, установил звёздную природу спиральных рукавов туманности Андромеды и нескольких более слабых галактик неправильной формы. Это положило начало развитию новой отрасли астрономической науки – внегалактической астрономии.

В 1912 г. американский астроном В. Слайфер обнаружил замечательное свойство галактик: в спектрах далёких галактиках все спектральные линии оказались смещёнными к длинноволновому (красному) концу по сравнению с такими же линиями в спектрах источников, неподвижных относительно наблюдателя (т.н. красное смещение линий). В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл, сравнивая расстояния до галактик и их красные смещения, обнаружил, что последние растут в среднем прямо пропорционально расстояниям до галактик. Этот закон дал в руки астрономов эффективный метод определения расстояний до галактик по их красному смещению. Измерены красные смещения тысяч галактик и сотен квазаров.

Определение расстояний до галактик и их положения на небе позволило установить, что встречаются одиночные и двойные галактики, группы галактик, большие скопления их и даже облака скоплений (сверхскопления). Среднее расстояние между галактиками в группах и скоплениях составляет несколько сотен кпк; это примерно в 10–20 раз больше размера крупнейших галактик. Среднее расстояние между группами галактик, одиночными галактиками и кратными системами составляют 1–2 Мпк, расстояния между скоплениями – десятки Мпк. Таким образом, галактики заполняют пространство с большей относительной плотностью, чем звёзды внутригалактическое пространство (расстояния между звёздами в среднем в 20 млн. раз больше их диаметров).

Формы галактик чрезвычайно разнообразны. Однако большинство галактик относят к нескольким основным типам, руководствуясь их наиболее характерными внешними признаками, а более мелкие различия в галактиках помогают подразделить эти типы на отдельные подтипы.

Подобно тому как была в свое время разработана классификация звезд, основывающаяся на их спектрах и светимостях и нашедшая свое выражение в знаменитой диаграмме Герцшпрунга – Рассела, был классифицирован и мир галактик. Известно, что классификация – это первый шаг к познанию закономерностей природы. Вспомним, например, линнеевскую классификацию животного и растительного мира. Последующее развитие науки приводит к более глубокому пониманию

чисто эмпирической классификации. Например, только спустя ~ 40 лет был правильно понят эволюционный смысл диаграммы Герцшпрунга – Рессела.

Общепринятая классификация галактик была предложена великим американским астрономом Хабблом еще в 20-х годах XX столетия. Он же немного позже открыл знаменитое «красное смещение» в спектрах галактик, вытекающее из развитой несколькими годами раньше космологической теории выдающегося советского математика А.А. Фридмана. Таким образом, не будет преувеличением сказать, что Хаббл открыл Метагалактику – вот уж действительно самое большое открытие в истории науки...

Согласно Хабблу, галактики делятся на три основных типа (рис. 5): а)эллиптические, б) спиральные, в) неправильные. Фотографии типичных представителей некоторых классов галактик приведены на рисунке 6.

Эллиптические галактики («Е-галактики») представляют собой сфероиды с разной степенью сплюснутости и с большой концентрацией яркости к центру. Как показали последующие спектроскопические исследования, Е-галактики состоят из огромного количества старых звезд малой массы с избыточным содержанием водорода. Такова же природа звезд, образующих сферическую составляющую нашей Галактики. Эллиптические туманности в зависимости от степени видимого сжатия подразделены на восемь подтипов: от сферических систем Е0 до чечевицеобразных Е7 (цифра указывает степень сжатия).

Рисунок 5. Схема классификации галактик (по Э. Хабблу)

а б

Рисунок 6. а) спиральная галактика NGC 1232;