1845. gadā angļu astronoms Lords Ross atklāja veselu spirālveida miglāju klasi. Viņu daba tika noteikta tikai divdesmitā gadsimta sākumā. Zinātnieki ir pierādījuši, ka šie miglāji ir milzīgas zvaigžņu sistēmas, kas līdzīgas mūsu galaktikai, taču tie atrodas daudzu miljonu gaismas gadu attālumā no tās.
Vispārīga informācija
Spirālveida galaktikas (šajā rakstā redzamie fotoattēli parāda to struktūras iezīmes) izskatās kā apakštasītes, kas sakrautas kopā, vai abpusēji izliekta lēca. Viņi var atklāt gan masīvu zvaigžņu disku, gan oreolu. Centrālo daļu, kas vizuāli atgādina pietūkumu, parasti sauc par izspiedumu. Un tumšo joslu (starpzvaigžņu vides necaurspīdīgu slāni), kas iet gar disku, sauc par starpzvaigžņu putekļiem.
Spirālveida galaktikas parasti apzīmē ar burtu S. Turklāt tās parasti iedala pēc struktūras pakāpes. Lai to izdarītu, galvenajam varonim tiek pievienoti burti a, b vai c. Tādējādi Sa atbilst galaktikai ar mazattīstītuspirālveida struktūra, bet ar lielu serdi. Trešā klase - Sc - attiecas uz pretējiem objektiem, ar vāju kodolu un spēcīgiem spirālveida zariem. Dažām zvaigžņu sistēmām centrālajā daļā var būt džemperis, ko parasti sauc par stieni. Šajā gadījumā apzīmējumam tiek pievienots simbols B. Mūsu galaktika ir vidēja tipa, bez džempera.
Kā veidojās spirālveida disku struktūras?
Plakanās diska formas ir izskaidrojamas ar zvaigžņu kopu rotāciju. Pastāv hipotēze, ka galaktikas veidošanās laikā centrbēdzes spēks novērš tā sauktā protogalaktiskā mākoņa saspiešanu virzienā, kas ir perpendikulārs rotācijas asij. Jums arī jāapzinās, ka gāzu un zvaigžņu kustības raksturs miglājos nav vienāds: difūzās kopas griežas ātrāk nekā vecās zvaigznes. Piemēram, ja gāzes raksturīgais rotācijas ātrums ir 150-500 km/s, tad halo zvaigzne vienmēr kustēsies lēnāk. Un izciļņiem, kas sastāv no šādiem objektiem, būs trīs reizes mazāks ātrums nekā diskiem.
Zvaigžņu gāze
Miljardiem zvaigžņu sistēmu, kas pārvietojas savās orbītās galaktikās, var uzskatīt par daļiņu kopumu, kas veido sava veida zvaigžņu gāzi. Un kas ir pats interesantākais, tā īpašības ir ļoti tuvas parastajai gāzei. Uz to var attiecināt tādus jēdzienus kā "daļiņu koncentrācija", "blīvums", "spiediens", "temperatūra". Pēdējā parametra analogs šeit ir vidējā enerģija"haotiska" zvaigžņu kustība. Rotējošos diskos, ko veido zvaigžņu gāze, var izplatīties spirālveida retināšanas-saspiešanas blīvuma viļņi, kas ir tuvu skaņas viļņiem. Viņi spēj skriet ap galaktiku ar nemainīgu leņķisko ātrumu vairākus simtus miljonu gadu. Viņi ir atbildīgi par spirālveida zaru veidošanos. Brīdī, kad notiek gāzes saspiešana, sākas aukstu mākoņu veidošanās process, kas noved pie aktīvas zvaigžņu veidošanās.
Tas ir interesanti
Oreola un eliptiskās sistēmās gāze ir dinamiska, tas ir, karsta. Attiecīgi zvaigžņu kustība šāda veida galaktikā ir haotiska. Tā rezultātā vidējā atšķirība starp to ātrumu telpiski tuvu objektiem ir vairāki simti kilometru sekundē (ātruma dispersija). Zvaigžņu gāzēm ātruma izkliede parasti ir attiecīgi 10-50 km/s, to "grāds" ir jūtami auksts. Tiek uzskatīts, ka šīs atšķirības iemesls ir tajos tālajos laikos (pirms vairāk nekā desmit miljardiem gadu), kad Visuma galaktikas tikai sāka veidoties. Pirmās veidojās sfēriskas sastāvdaļas.
Spirālviļņus sauc par blīvuma viļņiem, kas iet gar rotējošu disku. Rezultātā visas šāda veida galaktikas zvaigznes tiek it kā izspiestas savos zaros un pēc tam iziet no turienes. Vienīgā vieta, kur sakrīt spirālveida plecu un zvaigžņu ātrumi, ir tā sauktais korotācijas aplis. Starp citu, tieši šeit atrodas saule. Mūsu planētai šis apstāklis ir ļoti labvēlīgs: Zeme eksistē salīdzinoši klusā galaktikas vietā, kā rezultātā daudzus miljardus gadu to īpaši nav skārušas galaktikas mēroga kataklizmas.
Spirālveida galaktiku iezīmes
Atšķirībā no eliptiskiem veidojumiem, katrai spirālveida galaktikai (piemēri ir redzami rakstā sniegtajos fotoattēlos) ir savs unikāls aromāts. Ja pirmais veids ir saistīts ar mierīgumu, stacionaritāti, stabilitāti, tad otrais veids ir dinamika, viesuļi, rotācijas. Varbūt tāpēc astronomi saka, ka kosmoss (visums) ir "nikns". Spirālveida galaktikas struktūra ietver centrālo kodolu, no kura rodas skaistas rokas (zari). Viņi pamazām zaudē aprises ārpus savas zvaigžņu kopas. Šāds izskats nav saistīts ar spēcīgu, ātru kustību. Spirālveida galaktikām ir raksturīgas dažādas formas, kā arī to zaru raksti.
Kā tiek klasificētas galaktikas
Neskatoties uz šo daudzveidību, zinātnieki spēja klasificēt visas zināmās spirālveida galaktikas. Mēs nolēmām kā galveno parametru izmantot roku attīstības pakāpi un to serdes izmēru, un saspiešanas līmenis pazuda fonā kā nevajadzīgs.
Sa
Edvins P. Habls piešķīra Sa klasei tās spirālveida galaktikas, kurām ir mazattīstīti atzari. Šādām kopām vienmēr ir lieli serdeņi. Bieži vien noteiktas klases galaktikas centrsir puse no visa klastera lieluma. Šiem priekšmetiem ir raksturīgs vismazākais izteiksmīgums. Tos pat var salīdzināt ar eliptiskām zvaigžņu kopām. Visbiežāk Visuma spirālveida galaktikām ir divas rokas. Tie atrodas pretējās kodola malās. Zari atritinās simetriski, līdzīgi. Ar attālumu no centra zaru spilgtums samazinās, un noteiktā attālumā tie vairs nav redzami, pazūdot klastera perifērajos reģionos. Tomēr ir priekšmeti, kuriem ir nevis divas, bet vairāk piedurknes. Tiesa, šāda galaktikas struktūra ir diezgan reta. Vēl retāk ir asimetriskie miglāji, kad viens zars ir attīstītāks par otru.
Sb un Sc
Edvina P. Habla apakšklasei Sb ir ievērojami attīstītākas rokas, taču tām nav bagātīgu atzaru. Kodoli ir ievērojami mazāki nekā pirmās sugas kodoli. Trešā spirālveida zvaigžņu kopu apakšklase (Sc) ietver objektus ar augsti attīstītiem zariem, taču to centrs ir salīdzinoši mazs.
Vai ir iespējama atdzimšana?
Zinātnieki ir atklājuši, ka spirālveida struktūra ir zvaigžņu nestabilas kustības rezultāts, kas rodas spēcīgas saspiešanas rezultātā. Turklāt jāņem vērā, ka parasti karstie milži koncentrējas rokās un tur uzkrājas galvenās difūzās vielas masas - starpzvaigžņu putekļi un starpzvaigžņu gāze. Šo parādību var aplūkot arī no cita leņķa. Nav šaubu, ka ļoti saspiesta zvaigžņu kopa evolūcijas gaitāvairs nevar zaudēt savu kompresijas pakāpi. Līdz ar to nav iespējama arī pretēja pāreja. Rezultātā secinām, ka eliptiskas galaktikas nevar pārvērsties par spirālveida galaktiku un otrādi, jo šādi ir izkārtojies kosmoss (Visums). Citiem vārdiem sakot, šie divi zvaigžņu kopu veidi nav divas dažādas vienas evolūcijas attīstības stadijas, bet gan pilnīgi atšķirīgas sistēmas. Katrs šāds tips ir pretēju evolūcijas ceļu piemērs atšķirīgas kompresijas pakāpes dēļ. Un šī īpašība savukārt ir atkarīga no galaktiku rotācijas atšķirības. Piemēram, ja zvaigžņu sistēma tās veidošanās laikā saņem pietiekamu rotāciju, tā var sarauties un attīstīt spirālveida plecus. Ja rotācijas pakāpe ir nepietiekama, tad galaktika būs mazāk saspiesta, un tās zari neveidosies - tā būs klasiska elipses forma.
Kādas vēl ir atšķirības
Ir arī citas atšķirības starp elipsveida un spirālveida zvaigžņu sistēmām. Tādējādi pirmajam galaktikas tipam, kuram ir zems kompresijas līmenis, raksturīgs neliels difūzās vielas daudzums (vai pilnīga neesamība). Tajā pašā laikā spirālveida kopas ar augstu kompresijas līmeni satur gan gāzes, gan putekļu daļiņas. Zinātnieki šo atšķirību skaidro šādi. Putekļu daļiņas un gāzes daļiņas to kustības laikā periodiski saduras. Šis process ir neelastīgs. Pēc sadursmes daļiņas zaudē daļu savas enerģijas, un rezultātā tās tajās pakāpeniski nosēžasvietas zvaigžņu sistēmā, kur ir vismazākā potenciālā enerģija.
Ļoti saspiestas sistēmas
Ja iepriekš aprakstītais process notiek ļoti saspiestā zvaigžņu sistēmā, tad izkliedētajai vielai vajadzētu nosēsties galaktikas galvenajā plaknē, jo tieši šeit potenciālās enerģijas līmenis ir viszemākais. Šeit tiek savāktas gāzes un putekļu daļiņas. Tālāk difūzā viela sāk savu kustību zvaigžņu kopas galvenajā plaknē. Daļiņas pārvietojas gandrīz paralēli apļveida orbītā. Līdz ar to sadursmes šeit notiek diezgan reti. Ja tie notiek, tad enerģijas zudumi ir niecīgi. No tā izriet, ka matērija nepārvietojas tālāk uz galaktikas centru, kur potenciālajai enerģijai ir vēl zemāks līmenis.
Vāji saspiestas sistēmas
Tagad apsveriet, kā darbojas elipsoīda galaktika. Šāda veida zvaigžņu sistēma atšķiras ar pilnīgi atšķirīgu šī procesa attīstību. Šeit galvenā plakne nepavisam nav izteikts reģions ar zemu potenciālās enerģijas līmeni. Spēcīgs šī parametra samazinājums notiek tikai zvaigžņu kopas centrālajā virzienā. Un tas nozīmē, ka starpzvaigžņu putekļi un gāzes tiks piesaistīti galaktikas centram. Tā rezultātā difūzās vielas blīvums šeit būs ļoti augsts, daudz lielāks nekā ar plakanu izkliedi spirālveida sistēmā. Putekļu un gāzes daļiņas, kas savāktas uzkrāšanās centrā pievilkšanās spēka ietekmē, sāks sarukt, tādējādi veidojot nelielu blīvas vielas zonu. Zinātnieki liecina, ka no šī jautājuma nākotnēsāk veidoties jaunas zvaigznes. Šeit svarīgs ir kas cits - neliels gāzes un putekļu mākonis, kas atrodas vāji saspiestas galaktikas kodolā, neļauj sevi atklāt novērošanas laikā.
Starpposmi
Mēs esam apsvēruši divus galvenos zvaigžņu kopu veidus – ar vāju un ar spēcīgu kompresijas līmeni. Tomēr ir arī starpposmi, kad sistēmas saspiešana ir starp šiem parametriem. Šādās galaktikās šis raksturlielums nav pietiekami spēcīgs, lai difūzā viela uzkrātos visā kopas galvenajā plaknē. Un tajā pašā laikā tas nav pietiekami vājš, lai gāzes un putekļu daļiņas koncentrētos kodola reģionā. Šādās galaktikās difūzā matērija pulcējas nelielā plaknē, kas pulcējas ap zvaigžņu kopas kodolu.
Barotās galaktikas
Ir zināms vēl viens spirālveida galaktiku apakštips - šī ir zvaigžņu kopa ar joslu. Tās iezīme ir šāda. Ja parastajā spirālveida sistēmā rokas iznāk tieši no diskveida serdes, tad šajā tipā centrs atrodas taisnā tilta vidū. Un šāda klastera zari sākas no šī segmenta galiem. Tās sauc arī par krustotu spirāļu galaktikām. Starp citu, šī džempera fiziskā būtība joprojām nav zināma.
Turklāt zinātnieki ir atklājuši cita veida zvaigžņu kopas. Viņiem ir raksturīgs kodols, piemēram, spirālveida galaktikas, bet tām nav roku. Kodola klātbūtne liecina par spēcīgu saspiešanu, betvisi pārējie parametri atgādina elipsoidālās sistēmas. Šādas kopas sauc par lēcveida. Zinātnieki norāda, ka šie miglāji veidojas spirālveida galaktikas izkliedētās vielas zuduma rezultātā.
