Галактыка

NGC 4414, спіральная галактыка з сузор’я Валасы Веранікі дыяметрам каля 17 000 парсек, якая знаходзіцца на адлегласці прыкладна ў 20 мегапарсек ад Зямлі

Галактыка — масіўная, гравітацыйна звязаная сістэма, якая складаецца з зорак, зорных рэшткаў, міжзорнага асяроддзя, газу, пылу і цёмнай матэрыі (апошняя з’яўляецца важным, але не надта вывучаным кампанентам). Слова галактыка паходзіць ад грэчаскага galaxias (γαλαξίας), літаральна «малочны», гэта спасылка на Млечны Шлях. Галактыкі могуць быць ад карлікавых з усяго толькі дзясяцьма мільёнамі (10⁷) зорак да гігантаў з (10¹⁴) зорак, дзе кожная абарочваецца вакол ўласнага цэнтра мас.

Галактыкі ўтрымліваюць розны лік планет, зорных сістэм, зорных скопішчаў і разных міжзорных аблокаў. У прамежку паміж гэтымі аб’ектамі ёсць разрэджанае міжзорнае асяроддзе газу, пылу і касмічных прамянёў. Звышмасіўныя чорныя дзіркі знаходзяцца ў цэнтры большасці галактык. Яны лічацца асноўным фактарам, які вызначае актыўнасць галактычных ядраў. Галактыка Млечны Шлях, як вядома, мае па меншай меры адзін такі аб’ект.

Галактыкі былі гістарычна класіфікаваныя ў залежнасці ад іх відавочнай формы. Распаўсюджанай формай з’яўляецца эліптычная галактыка, якая мае светлавой профіль у форме эліпса. Спіральныя галактыкі дыскападобныя з запыленымі выгнутымі рукавамі. Галактыкі нерэгулярнай ці незвычайнай формы вядомыя як няправільныя галактыкі. Яны, як правіла, паходзяць з парушэнняў ад прыцягнення суседніх галактык. Такія ўзаемадзеянні паміж суседнімі галактык, якія ў канчатковым выніку можа прывесці да зліцця, часам выклікаюць выпадкі зоркаўтварэння, якія вядуць да зоркаўтварэння галактык.

Ёсць, імаверна, больш за 170 млрд галактык ў назіраным Сусвеце. Большасць з іх ад 1000 да 100000 парсек у дыяметры і звычайна падзеленыя адлегласцямі парадку мільёнаў парсек (або мегапарсек). Міжгалактычная прастора (прастора паміж галактыкамі) запоўненая разрэджаным газам сярэдняй шчыльнасці менш аднаго атама на кубічны метр. Большасць галактык сабраныя ў групы і скопішчы, якія, у сваю чаргу, сабраныя, больш буйныя звышскопішчы. На найбуйнейшым маштабе, гэтыя групы, як правіла, размешчаны ў лісты і ніткі, якія акружаны вялізнымі пустэчамі.

Этымалогія назвы

Дуга Млечнага Шляху на Паранальскай абсерваторыяй.

Слова «галактыка» паходзіць ад грэчаскага тэрміна для нашай Галактыкі, Galaxias ((стар.-грэч.: γαλαξίας), «малочны»), або Kyklos («круг») галактыкас («малочны») за з’яўленні ў якасці лёгкай паласы ў небе. У грэчаскай міфалогіі Зеўс змяшчае свайго сына, народжанага ад смяротнай жанчыны, немаўля Геракла, на грудзях Геры у той час, як яна спіць так, што дзіця будзе піць яе цудоўнае малако і, такім чынам, стаць несмяротным. Гера прачынаецца падчас кармлення грудзьмі, а затым разумее, што яна няньчыць невядомае дзіця. Яна штурхае дзіця ў бок і струмень яе малака цячэ па начным небе, роблячы слабую паласу святла, вядомую як Млечны Шлях.

У астранамічнай літаратуры капіталізаванае слова «Galaxy» выкарыстоўваецца для абазначэння нашай галактыкі, Млечнага Шляху, каб адрозніць яго ад мільярдаў іншых галактык. Англійскі тэрмін Млечны Шлях можа быць прасочаны да аповеду Чосера:

"See yonder, lo, the Galaxyë  Which men clepeth the Milky Wey,  For hit is whyt." Джэфры Чосер. Будынак сораму, c. 1380.

Калі Уільям Гершэль пабудаваў сваю каталог аб’ектаў далёкага космасу ў 1786 годзе, ён выкарыстаў імя спіральнай туманнасці для некаторых аб’ектаў, такіх як М31. Яны потым будуць прызнаныя велізарнымі кангламератамі зорак, калі сапраўдную адлегласць да гэтых аб’ектаў сталі браць пад увагу, і яны будуць названы астраўнымі сусветамі. Зрэшты, пад словам Сусвет разумеецца паўната існавання, так гэты выраз выйшаў з ужывання і аб’екты сталі вядомыя як галактыкі.

Наменклатура

Hubble Ultra-Deep Field (поўны спектр ад ультрафіялетавага да блізкага інфрачырвонага святла) у сузор’і Печы, які паказвае галактыкі неўзабаве пасля Вялікага выбуху (Чэрвень 2014).

Дзясяткі тысяч гэтых галактык ўжо былі каталагізаваныя. Толькі нешматлікія з іх маюць агульнапрынятую назву, такія як галактыка Андрамеды, Магеланавы воблакі, Галактыка Вадаварот і Галактыка Самбрэра. Астраномы працаваць з лікамі з пэўных каталогаў, такіх як каталог Месье, NGC (Новы агульны каталог), IC (Індэксны каталог), CGCG, (Каталог галактык і скопішчаў галактык), MCG (марфалагічны каталог галактык) і UGC (Агульны каталог галактык Упсала). Усу з вядомых галактык змяшчаюцца ў адным або больш з гэтых каталогаў, але кожны раз па розным лікам. Напрыклад, Месье 109, спіральная сістэма, якая мае нумар 109 у каталогу Месье, мае коды NCG3992, UGC6937, CGCG 269—023, MCG +09-20-044 і PGC 37617.

Далёкая галактыка Абэль 2744.

Паколькі ў навуцы прыйнята прызначаць імёны для большасці вывучаемых аб’ектаў, нават самых маленькіх, бельгійскі астрафізік Жэрар Бадзіфі і класіцыст Мішэль Бергер пачаў новы каталог (CNG), у якім тысячы вядомых галактык атрымалі апісальныя імёны на латыні (або лацінізаванай грэчаскай мове) у адпаведнасці з бінаміяльнай наменклатурай, якая выкарыстоўваецца і ў іншых навуках: біялогіі, анатоміі, палеанталогіі і ў іншых галінах астраноміі, такіх як геаграфія Марса. Адным з аргументаў, каб зрабіць гэта, было тое, што гэтыя ўражлівыя аб’екты заслугоўваюць лепшага, чым проста коды. Напрыклад Бадзіфі і Бергер прапанавалі нефармальнае апісальнае імя «Callimorphus Ursae Majoris» для добра сфарміраванай галактыкі Месье 109 у Вялікай Мядзведзіцы.

Гісторыя вывучэння

Усведамленне таго, што мы жывем у галактыцы, і, што на самай справе існуе шмат іншых галактык, прайшло паралельна з адкрыццямі аб Млечным Шляху і іншымі туманнасцямі ў начным небе.

У 1610 годзе Галілеа Галілей выявіў, што Млечны Шлях, які ён вырашыў даследаваць сваім тэлескопам, складаецца з велізарнага ліку слабых зорак. У сваім трактаце 1755 года, заснаваным на працах Томаса Райта, Імануіл Кант выказаў здагадку, што Галактыка можа быць целам, якое верціцца і складаецца з велізарнай колькасці зорак, утрыманых гравітацыйнымі сіламі, падобнымі з тымі, што дзейнічаюць у Сонечнай сістэме, але ў вялікіх маштабах. З нашага месца ўнутры Галактыкі яе дыск будзе бачны на начным небе як светлая паласа. Кант выказаў і здагадку, што некаторыя з туманнасцей, бачных на начным небе, могуць быць асобнымі галактыкамі.

Да канца XVIII стагоддзя Шарль Месье склаў каталог, які ўтрымліваў 109 яркіх туманнасцей. Услед за ім з’явіўся каталог з 5000 туманнасцей Уільяма Гершэля. Пасля пабудовы свайго тэлескопа ў 1845 годзе лорд Рос змог убачыць адрозненні паміж эліптычнымі і спіральнымі туманнасцямі. У некаторых з гэтых туманнасцей ён змог вылучыць і асобныя крыніцы святла, што надавала гіпотэзе Канта вялікую праўдападобнасць. Аднак пытанне аб тым, ці з’яўляюцца гэтыя туманнасці асобнымі галактыкамі, заставалася спрэчным да пачатку 1920-х гадоў, калі дзякуючы новаму тэлескопу Эдвін Хабл даў на яго адказ. Ён здолеў разглядзець вонкавыя часткі некаторых спіральных туманнасцей як скапленне асобных зорак і вызначыць сярод іх зменныя-цэфеіды. Гэта дазволіла яму ацаніць адлегласць да гэтых туманнасцей: яны знаходзіліся занадта далёка, каб быць часткай Млечнага Шляху. У 1936 гозе Хабл пабудаваў класіфікацыю галактык, якая выкарыстоўваецца па сёння і называецца паслядоўнасцю Хабла.

Першую спробу вызначыць форму Млечнага Шляху і становішча Сонца ў ім прадпрыняў Уільям Гершэль у 1785 годзе пры дапамозе руплівага падліку зорак у розных участках неба.

У 1920 годзе адбылася «Вялікая спрэчка» паміж Харлау Шэплі і Хеберам Кёрцісам. Сутнасць спрэчкі заключалася ў вымярэнні адлегласці па цэфеідах да Магеланавых Аблокаў і ацэнцы памераў Млечнага Шляху. Выкарыстоўваючы ўдасканалены варыянт метаду чарпакоў, Кёрціс у 1920 годзе зрабіў вывад аб маленькай (дыяметрам у 15 кілапарсек) пляскатай галактыцы з Сонцам каля цэнтра, і таксама аб невялікай адлегласці да Магеланавых Аблокаў. Харлау Шэплі, карыстаючыся метадам, заснаваным на падліку шаравых скапленняў, даў зусім іншую карціну — плоскі дыск дыяметрам каля 70 кілапарсек з Сонцам, размешчаным далёка ад цэнтра. Адлегласць да Магеланавых Аблокаў была таго ж парадку. Абодва даследаванні не былі дакладныя з-за таго, што не ўлічвалі паглынанне святла міжзорным газам у плоскасці галактыкі. Сучасная карціна нашай Галактыкі з’явілася ў 1930 годзе, калі Роберт Джуліус Трумплер вымераў гэты эфект, вывучаючы размеркаванне рассеяных зорных скопішчаў, якія канцэнтруюцца ў плоскасці Галактыкі.

У 1944 годзе Хендрык ван дэ Хюлст прадказаў існаванне радыёвыпраменьвання з даўжынёй хвалі ў 21 см, выпрамененага міжзорным атамарным вадародам. Такое выпраменьванне было выяўлена ў 1951 годзе. Гэтае выпраменьванне, не паглынаемае пылам, дазволіла дадаткова вывучыць Галактыку дзякуючы доплераўскаму зрушэнню. Гэтыя назіранні прывялі да стварэння мадэлі з перамычкай у цэнтры Галактыкі. Прагрэс радыётэлескопаў дазволіў адсочваць вадарод і ў іншых галактыках. У 1970-х гадах стала зразумела, што агульная бачная маса галактык (якая складаецца з масы зорак і міжзорнага газу), не тлумачыць хуткасці кручэння газу. Гэта прывяло да высновы аб існаванні цёмнай матэрыі.

Новыя назіранні, зрабленыя ў пачатку 1990-х гадоў на Касмічным тэлескопе імя Хабла, паказалі, што цёмная матэрыя ў нашай Галактыцы не можа складацца толькі з вельмі слабых і малых зорак. На ім таксама былі атрыманыя выявы далёкага космасу, якія атрымалі назву Hubble Deep Field і Hubble Ultra Deep Field. Гэтыя фотаздымкі паказалі відавочнасць таго, што ў нашай Сусвеце існуюць сотні мільярдаў галактык.

У 2004 годзе самай далёкай галактыкай з тых, што калі-небудзь назіраліся чалавецтвам, стала галактыка Abell 1835 IR1916.

Назіранні

Адлегласць

Адлегласць ад назіральніка да галактыкі як фізічная характарыстыка не ўваходзіць ні ў адзін працэс, які адбываецца з галактыкай. Неабходнасць у інфармацыі аб адлегласці да галактыкі ўзнікае пры: атаясненні малавывучаных падзей, напрыклад, гама-ўсплёскаў; вывучэнні Сусвету як цэлага, вывучэнні эвалюцыі саміх галактык, вызначэнні масы галактык і іх памераў і іншых чынніках.

Усе больш-менш мадэленезалежныя спосабы вызначэння адлегласці да галактыкі можна падзяліць на два тыпы, як вымярэнне па аб’екце ўнутры галактыкі, адлегласць да якога на нязначную велічыню адрозніваецца ад адлегласці да самой галактыкі, і па чырвоных зрушэннях.

Першы спосаб — фотаметрычны спосаб, з выкарыстаннем так званых стандартных свечак, свяцільнасць якіх лічыцца вядомай. Тады адлегласць можна вылічыць па наступнай формуле:

$R=10^{{\frac {1}{5}}(m-M)+1},$

дзе m — бачная зорная велічыня, М — абсалютная зорная велічыня, а R — адлегласць, вымераная ў парсеках. На сучасным этапе ў якасці такіх стандартных свечак выкарыстоўваюць:

• Цэфеіды — ведаючы перыяд іх пульсацый, можна даведацца пра іхнюю свяцільнасць. Першы аб’ект, па якім вымералі адлегласць да іншых галактык.
• Звышновыя зоркі тыпу Ia. Менавіта з дапамогай іх у 1990-х гадах адкрылі паскоранае пашырэнне Сусвету.
• Чырвоныя гіганты.
• Звышгіганты.

Другі спосаб заснаваны на эмпірычным законе Хабла і больш залежны ад абранай мадэлі, чым папярэдні.

$~R={\frac {cz}{H_{0}}},$

дзе H₀ — сталая велічыня Хабла. Калі ж узяць цяпер распаўсюджаную ΛCDM-мадэль (з той жа сталай Хабла), то колькі-небудзь істотнае разыходжанне будзе на z ~ 10, што дазваляе яго прылічыць да адносна мадэленезалежных.

Існуе таксама шэраг моцна мадэлезалежных спосабаў:

• па эфекце Сюняева—Зяльдовіча,
• па шаравых скопішчах,
• па залежнасці Талі—Фішэра,
• па залежнасці Фабер—Джэксана.

Асноўныя назіраныя складнікі галактык

Асноўныя назіраныя складнікі галактык уключаюць:

1. Нармальныя зоркі розных мас і ўзростаў, частка якіх складзена ў вялікай колькасці.
2. Кампактныя рэшткі праэвалюцыянаваных зорак.
3. Халоднае газапылавое асяроддзе.
4. Найбольш разрэджаны гарачы газ з тэмпературай 10⁵—10⁶ К.

Падвойныя зоркі ў суседніх галактыках не назіраюцца, але, мяркуючы па наваколлях Сонца, кратных зорак павінна быць досыць шмат. Газапылавое асяроддзе і зоркі складаюцца з атамаў, і іхную сукупнасць называюць барыённай матэрыяй галактыкі. У небарыённую ўключаецца маса цёмнай матэрыі і маса чорных дзірак.

Хуткасць кручэння галактык

Пад хуткасцю кручэння галактыкі маецца на ўвазе хуткасць кручэння розных кампанентаў галактыкі вакол яе цэнтра. Дадзеная хуткасць ёсць сумарная хуткасць, набытая падчас розных працэсаў. Хуткасць кручэння галактыкі варта адрозніваць ад кругавой хуткасці V_c, якая абумоўлена толькі сілай гравітацыі і роўная, па вызначэнні, неабходнай хуткасці цела, якое рухаецца па крузе пад дзеяннем сілы прыцягнення да цэнтра. Хуткасць жа кручэння ў агульным выпадку абумоўлена таксама радыяльным градыентам ціску P міжзорнага газу.

$V^{2}=R\left({\frac {\partial \Phi }{\partial R}}+{\frac {\nabla P}{\rho _{g}}}\right)=V_{c}^{2}+R{\frac {\nabla P}{\rho _{g}}}$

Тут Φ — гравітацыйны патэнцыял, а ρ_g — шчыльнасць газу.

Для розных кампанентаў галактыкі хуткасць кручэння ацэньваецца па-рознаму. Для газу — па доплераўскаму зрушэнню эмісійных ліній. Для зорак — па доплераўскаму зрушэнню абсарбцыйных ліній зорак. Схема атрымання хуткасці кручэння наступная.

Непасрэдна хуткасць з назіранняў ёсць сума хуткасці руху галактыкі як цэлага і хуткасці ўнутранага руху. Звычайна хуткасць галактыкі ў цэлым (V₀) атаясамляецца з хуткасцю руху цэнтральнай вобласці. Для далёкіх галактык гэтая хуткасць абумоўлена хаблаўскім пашырэннем Сусвету, уласная хуткасць нязначная.

Хуткасць, атрыманая пасля ўліку хуткасці руху галактыкі як цэлага, — хуткасць па прамяню зроку (V_r), і каб вылічыць хуткасць кручэння галактыкі на дадзенай адлегласці, неабходна ўлічыць эфекты праекцыі. Для гэтага неабходна ведаць вугал нахілу восі галактыкі да промня погляду i, а таксама вугал φ паміж вялікай воссю галактыкі і прамой, якая праходзіць праз цэнтр галактыкі і назіраную кропку. Такім чынам, каб перайсці ад V_r да V_φ, неабходна ведаць пяць параметраў: хуткасць руху галактыкі V₀, вуглы i і φ, дзве каардынаты цэнтра галактыкі (адносна любога пункта выявы).

Калі галактыка выглядае восесіметрычнай, то задача спрашчаецца, бо вуглы арыентацыі і становішча цэнтра можна вылічыць па размеркаванні яркасці дыска. І калі шчыліну спектрографа размясціць уздоўж яе вялікай восі, можна атрымаць:

$~V_{\phi }(R)={\frac {|V_{0}-V_{r}(l)|}{\sin {i}}},$

дзе l — адлегласць ад цэнтра галактыкі ўздоўж шчыліны. Аднак найбольш поўную інфармацыю пра рух у галактыцы дае аналіз поля хуткасцей — сукупнасці вымярэнняў прамянёвых хуткасцей для вялікай колькасці пунктаў па дыску галактыкі. Для атрымання поля хуткасцей прымяняюць двухмерную спектраскапію. Звычайна ўжываецца альбо шматканальны прыёмнік, альбо інтэрферометр Фабры—Перо. Радыёназіранні газу ў лініях H I таксама дазваляюць атрымаць двухмерную карціну размеркавання хуткасцей у галактыцы.

Маса і памер

Галактыкі не маюць дакладных меж. Нельга дакладна сказаць, дзе канчаецца галактыка і пачынаецца міжгалактычная прастора. Да прыкладу, калі ў аптычным дыяпазоне галактыка мае адзін памер, то вызначаны паводле радыёназіранняў міжзорнага газу радыус галактыкі можа аказацца ў дзясяткі разоў большым. Ад памеру залежыць і маса галактыкі, якую можна вымяраць. Звычайна пад памерам галактыкі разумеюць фотаметрычны памер ізафоты 25-й зорнай велічыні з квадратнай вуглавой секунды ў фільтры B. Стандартнае абазначэнне такога памеру — D₂₅.

Маса дыскавых галактыкаў ацэньваецца па крывой кручэння ў рамках нейкай мадэлі. Выбар аптымальнай мадэлі галактыкі абапіраецца як на форму крывой кручэння, так і на агульныя ўяўленні аб структуры галактыкі. Для грубых ацэнак масы эліптычных галактык неабходна ведаць дысперсію хуткасцей зорак у залежнасці ад адлегласці ад цэнтра і радыяльнае размеркаванне шчыльнасці.

Маса халоднага газу ў галактыцы вызначаецца па інтэнсіўнасці лініі H I. Калі зарэгістраваная шчыльнасць патоку выпраменьвання ад галактыкі або якой-небудзь яе частцы роўныя Fν, тады адпаведная маса роўная:

$M_{HI}\approx 2\cdot 10^{5}M_{\bigodot }D^{2}\int _{\nu }F_{\nu }(\nu )d\nu$,

дзе D — адлегласць у мегапарсеках. Паток, выражаны ў янскіх.

Ацэнка масы малекулярнага газу вельмі складаная, бо спектр самай распаўсюджанай малекулы H₂ не мае ліній, якія ўзбуджаюцца ў халодным газе. Таму зыходнымі дадзенымі з’яўляюцца інтэнсіўнасці спектральных ліній малекулы CO (I_CO). Каэфіцыент прапарцыянальнасці паміж інтэнсіўнасцю выпраменьвання CO і яго масай залежыць ад металічнасці газу. Але самая вялікая нявызначанасць звязана з малой празрыстасцю воблака, з-за яе асноўная доля святла, выпрамененая ўнутранымі абласцямі, паглынаецца самім жа воблакам, такім чынам, да назіральніка даходзіць святло толькі ад паверхні аблокаў.

Віды галактык

Эліптычная галактыка M49

Галактыкі адрозніваюцца па форме і памерах.

Эліптычныя галактыкі ўключаюць зоркі, якія верцяцца ў розных плоскасцях, пры гэтым хуткасці іх абарачэння параўнальна невялікія. Такія галактыкі складаюцца, пераважна з жоўтых і чырвоных зорак. У гэтых сістэмах спыніліся працэсы зораўтварэння. Дыяметры эліптычных галактык складаюць 5-50 тыс. парсек.

Туманнасць Андрамеды — найбліжэйшая да нас спіральная галактыка

Спіральныя галактыкі — моцна сплясканыя сістэмы з цэнтральным ядром. Яны досыць хутка абарачаюцца ў кірунку закручвання спіральных рукавоў, дзе канцэнтруюцца самыя яркія і маладыя зоркі, рассеяныя зорныя скопішчы, туманнасці. Асноўная маса зорак знаходзіцца ў дыску такой галактыкі, для якога характэрная спіральная структура. Спіральная структура галактыкі акружаная сферычнай кампанентай, якая складаецца са старых зорак і шаравых скопішчаў. Сярод такіх галактык — Туманнасць Андрамеды, яе дыяметр складае каля 70 тыс. парсек, адлегласць ад Зямлі — 770 тыс. парсек. Гэта адзіная галактыка, якую ва ўмераных шыротах Паўночнага паўшар’я Зямлі можна ўбачыць няўзброеным вокам.

Лінзападобныя галактыкі моцна сплясканыя, але не маюць спіральнай структуры. У іх адрозніваюць ядро і лінзу-дыск. Яны вельмі хутка абарачаюцца вакол ядра, акружаныя сферычнымі каронамі.

Вялікае Магеланава воблака

Да няправільных адносяцца галактыкі, у якіх не назіраецца выяўленага ядра і сіметрычнай формы. Гэта звычайна невялікія па памерах галактыкі. Сярод іх: Вялікае Магеланава воблака і Малое Магеланава воблака — спадарожнікі нашай Галактыкі. Іх аддзяляе ад нас прыкладна 70 тыс. парсек. Гэтыя галактыкі можна назіраць няўзброеным вокам у Паўднёвым паўшар’і Зямлі (у сузор’ях Залатой Рыбы і Тукана).

Нарэшце, існуюць дробныя па памерах радыёгалактыкі і квазары, якія пры параўнальна невялікіх памерах з’яўляюцца вельмі магутнымі крыніцамі радыёвыпраменьвання. Квазары — найбольш аддаленыя ад нас аб’екты, якія дазваляюць вывучаць уласцівасці рэчыва (на адлегласці ў мільярды светлавых гадоў). Квазары аддаляюцца ад нас з хуткасцямі, блізкімі да хуткасці святла. Самыя быстрыя з іх маюць хуткасць роўную 80-90 % светлавой.

Ядры галактык

У большасці галактык можна вылучыць яркую цэнтральную частку — ядро. Гэта вобласць адрозніваецца вялікай зоркавай шчыльнасцю, якая дасягае 10⁶ — 10⁸ пк⁻³. Але, нягледзячы на гэта, сутыкненняў ядраў і зорак у гэтай вобласці не адбываецца.

Даследаванні апошніх гадоў паказалі, што ядро — не проста больш шчыльнае месца галактыкі: у самым цэнтры яго можна выявіць яшчэ адно ўшчыльненне — ядзерка. Так, пры назіранні ядра туманнасці Андрамеды (яго памеры 100 пк) удалося вылучыць яркае ядзерка папярочнікам 1—14 пк. Яно верціцца як цвёрдае цела (з перыядам вярчэння 500 тыс. гадоў). Маса ядзерка складае прыблізна 13 млн сонечных мас. Шчыльнасць — каля 1500 сонечных мас на 1 пк³, г. зн. у 20 тыс. разоў больш, чым каля Сонца. Ядзерка паводзіць сябе такім чынам, быццам гэта самастойнае ўтварэнне, «укладзенае» ў галактыку. Радыёдаследаванні нашай Галактыкі паказалі, што ў яе цэнтры таксама ёсць ядзерка памерам прыкладна ў 6 пк.

У ядрах некаторых галактык адбываецца каласальнае выдзяленне энергіі, якое нельга растлумачыць выпраменьваннем ці выбухамі звычайных зорак. Такія галактыкі атрымалі назву галактык з актыўнымі ядрамі. Формы праяўлення актыўнасці ядраў галактык розныя. Гэта можа быць вялікая магутнасць выпраменьвання ў інфрачырвонай, аптычнай ці рэнтгенаўскай частцы спектра, прычым яна мяняецца за параўнальна невялікі час (за некалькі гадоў, месяцаў і нават дзён).

У некаторых выпадках назіраецца хуткі рух газу ў ядры (са скарасцямі ≈ 1000 км/с). Часам газ утварае доўгія просталінейныя газавыя струмені — джэты.

Найбольш праўдападобная гіпотэза для тлумачэння актыўнасці ядраў дапускае наяўнасць масіўнай чорнай дзіры ў цэнтры галактыкі.

Наша Галактыка (Млечны Шлях)

Асноўны артыкул: Млечны Шлях

Даследаванне цэнтральнай вобласці Млечнага Шляху з дапамогай лазера (Чылі, 2010)

Галактыка Мле́чны Шлях (Птушыная дарога), якая называецца таксама проста Галактыка (з вялікай літары) — гіганцкая зорная сістэма, у якой знаходзіцца, сярод іншых, Сонца, усе бачныя няўзброеным вокам асобныя зоркі, а таксама велізарная колькасць зорак, якія зліваюцца разам і назіраюцца ў выглядзе паласы млечнага шляху. Млечны Шлях з’яўляецца спіральнай галактыкай з перамычкай тыпу SBbc па класіфікацыі Хабла.

Галактыка ўключае не менш чым 10 млрд зорак, а таксама міжзорнае рэчыва (газ, пыл). Наша Галактыка (Млечны Шлях) — велізарнае, плоскай формы ўтварэнне з патаўшчэннем у цэнтральнай частцы. Галактыка мае дыяметр каля 25 тыс. парсек, або амаль 100 тыс. светлавых гадоў. Сонечная сістэма знаходзіцца амаль у плоскасці яе сіметрыі на адлегласці прыкладна 2/3 радыуса Галактыкі ад яе цэнтра.

Цэнтральная вобласць Галактыкі атрымала назву ядро. Яно мае дыяметр 1-2 тыс. парсек, і ўяўляе сабой велізарнае, адносна шчыльнае скопішча зорак. Ядро Галактыкі знаходзіцца ў сузор’і Стральца, але назіранню яго перашкаджаюць аблокі касмічнага пылу. Ядро Галактыкі з’яўляецца крыніцай магутнага радыёвыпраменьвання, што сведчыць аб актыўных працэсах, якія адбываюцца ў ім. Тут канцэнтруюцца шаравыя зорныя скопішчы, чырвоныя гіганты.

Большасць зорак галоўнай паслядоўнасці, уключаючы Сонца, белыя карлікі, туманнасці, абарачаюцца вакол ядра Галактыкі. Хуткасць іх абарачэння залежыць ад адлегласці да цэнтра Галактыкі, таму Галактыка мае спіральную структуру. Сонца абарачаеца вакол цэнтра Галактыкі з хуткасцю каля 230 км/с. Перыяд абароту Сонца вакол цэнтра Галактыкі складае каля 200 млн гадоў. Спіральныя рукавы Галактыкі ўключаюць і маладыя зоркі, век якіх не перавышае 100 млн гадоў, тут знаходзіцца асноўная маса цэфеід, планетарныя туманнасці. Усё гэта кажа аб тым, што ў спіральных рукавах Галактыкі адбываюцца працэсы зораўтварэння.

Існуюць, нарэшце, касмічныя целы, якія перамяшчаюцца па выцягнутых арбітах у розных кірунках, і не ўдзельнічаюць у кручэнні галактычнага дыска: шаравыя скопішчы, чырвоныя гіганты, доўгаперыядычнныя пераменныя зоркі тыпу Міры.

Узаемадзейныя галактыкі

Блізка размешчаныя галактыкі часам бываюць звязаныя паміж сабой паласой святлівай матэрыі. Часта гэтыя блакітнаватыя палосы з’яўляюцца працягам спіральных галін. Палосы складаюцца з газу і гарачых маладых зорак. Нярэдка галактыкі агорнуты агульным «зорным туманам», тады іх называюць узаемадзейнымі. У большасці выпадкаў асаблівасці форм узаемадзейных галактык тлумачацца ўзбуральнымі прыліўнымі сіламі, якія ўздзейнічаюць на зоркі адной галактыкі з боку другой. Многія даследчыкі лічаць, што ўзаемадзейныя галактыкі збліжаюцца, а назіранні ў сучасныя буйныя тэлескопы паказваюць, што сярод такіх галактык вельмі шмат тых, якія сутыкаюцца. Нават наша Галактыка з’яўляецца ўзаемадзейнай. У цяперашні час яна паглынае адну карлікавую галактыку, якая знаходзіцца на процілеглым ад нас баку галактычнага дыска.

Праз некалькі мільярдаў гадоў наша Галактыка «праглыне» Магеланавы Воблакі, а праз 5 млрд гадоў сутыкнецца з туманнасцю Андрамеды (М 31). Але пры гэтым імавернасць таго, што будуць сутыкацца асобныя зоркі, вельмі малая, таму што яны аддалены адна ад адной на адлегласці ў сотні мільёнаў разоў большыя за іх дыяметр.

Галактыкі NGC 4038 і NGC 4039 узаемадзейнічаюць. Злева — выява з вялікім вуглом зроку, справа — павялічаная выява ядраў галактык — фрагмента, выдзеленага на левым здымку.

Найбліжэй да нас знаходзіцца пара сутыкаючыхся буйных галактык NGC 4038 i NGC 4039 у сузор’і Крумкача. Гэта ўзаемадзейная сістэма аддалена на 63 млн светлавых гадоў. Пад уздзеяннем сіл прыцягнення ў галактык з’явіліся доўгія «антэны», якія складаюцца з газу і зорак, таму іх часта называюць «антэннымі» галактыкамі. Гэтыя ўтварэнні ўзніклі ў выніку сутыкнення зоркавых сістэм. Астраномы адкрылі ў «антэнных» галактыках больш за тысячу зоркавых скопішчаў, якія ўтварыліся нядаўна. У кожным з іх утрымліваецца да мільёна зорак. Узрост скопішчаў не перавышае 100 млн гадоў. Яны ўтварыліся пад уздзеяннем прыліўных сіл, узбуджаных збліжэннем дзвюх сістэм.

Буйныя структуры

Асноўны артыкул: Звышгалактыка

Галактыкі размяшчаюцца ў прасторы нераўнамерна. На асобных участках неба іх мала, затое на іншых яны згрупаваныя ў скопішчы. Буйныя скопішчы могуць уключаць тысячы галактык.

Наша Галактыка (Млечны Шлях) разам з галактыкай Андрамеды M31 і галактыкай Трыкутніка (М33), а таксама некалькімі невялікімі галактыкамі-спадарожнікамі (у т.л. Вялікае і Малое Магеланавы воблакі) утварае Мясцовую групу, якая, у сваю чаргу, уваходзіць у Звышскопішча Дзевы. Галоўную ролю ў ім адыгрывае Скопішча Дзевы (у якое наша Галактыка не ўваходзіць).

Гл. таксама

• IC 5216

Літаратура

• Галактыкі // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 4: Варанецкі — Гальфстрым / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 1997. — Т. 4. — 480 с. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0035-8. — ISBN 985-11-0090-0 (т. 4).
• Астраномія: падруч. для 11-га кл. устаноў агул. сярэд. адукацыі з беларус. мовай навучання / І. В. Галуза, У. А. Голубеў, А. А. Шымбалёў; пер. з рус. мовы Т. К. Слауты. — Мн.: Адукацыя і выхаванне, 2015. — 224 с.: іл. ISBN 978-985-471-765-4
• Засов А. В., Постнов К. А. Общая астрофизика. — Фрязино: Век 2, 2006. — 496 с. — 3 000 экз. — ISBN 5-85099-169-7, УДК 52, ББК 22.6. (Праверана 27 студзеня 2012)

• James Binney. Galactic Astronomy. — Princeton University Press, 1998.
• Terence Dickinson. The Universe and Beyond. — Fourth Edition. — Firefly Books Ltd., 2004.
• Al-Biruni (2004). The Book of Instruction in the Elements of the Art of Astrology. R. Ramsay Wright (transl.). Kessinger Publishing. ISBN 0-7661-9307-1.
• Heidarzadeh, T. (2008). A History of Physical Theories of Comets, from Aristotle to Whipple. Springer. ISBN 1-4020-8322-X.
• Mohamed, M. (2000). Great Muslim Mathematicians. Penerbit UTM. ISBN 983-52-0157-9. OCLC 48759017.
• Paul, E. R. (1993). The Milky Way Galaxy and Statistical Cosmology, 1890–1924. Cambridge University Press. ISBN 0-521-35363-7.
• Sparke, L. S.; Gallagher III, J. S. (2000). Galaxies in the Universe: An Introduction. Cambridge University Press. ISBN 0-521-59740-4.
• Waller, W. H.; Hodge, P. W. (2003). Galaxies and the Cosmic Frontier. Harvard University Press. ISBN 0-674-01079-5.

Спасылкі

• Galaxies (англ.). SEDS. Архівавана з першакрыніцы 11 жніўня 2011. Праверана 15 лістапада 2011.