Строение и происхождение галактик

 

Галактики представляют собой гигантские скопления звезд, связанных между собой силами гравитации. Галактики содержат от нескольких миллионов до многих сотен миллиардов звезд. Наряду со звездами в состав галактик входят межзвездный газ, межзвездная пыль, космические лучи.

Первую удачную классификацию галактик по их внешнему виду предпринял Э. Хаббл в 1925 году. Он предложил относить галактики к одному из следующих трех типов: 1) эллиптические, 2) спиральные и 3) неправильные. К эллиптическим были отнесены те галактики, которые имеют вид правильных кругов или эллипсов (шаровая или эллипсоидальная форма) и яркость которых плавно уменьшается от центра к периферии. Плотность звезд в единице объема увеличивается к центру и плавно спадает от центра к краю. В большинстве эллиптических галактик очень мало газа – менее 0,1 % всей массы. Для спиральных галактик характерно наличие двух (иногда и больше) спиральных рукавов, образующих плоскую систему – «диск». Кроме диска в спиральных галактиках имеется сферическая составляющая, которая образуется объектами, располагающимися примерно сферически-симметрично вокруг центра галактики. В спиральных рукавах сосредоточено много молодых ярких звезд и светящихся газовых облаков. Количество газа в спиральных галактиках меняется от одного до пятнадцати процентов от общей массы. К неправильным галактикам отнесены объекты, у которых отсутствует четко выраженное ядро и не обнаружена вращательная симметрия. Количество газа в неправильных галактиках может доходить до 50% общей массы. Предполагается, что эллиптические галактики составляют 17%, спиральные – 80 % и неправильные – 3% от общего числа.

В последние десятилетия обнаружены звездные системы, которые не укладываются в данную классификацию. Эти галактики получили название «пекулярных». К их числу относятся, например, «компактные» галактики, обладающие высокой поверхностной яркостью, а также карликовые звездные системы с низкой светимостью.

Вопрос об образовании галактик относится к одному из сложнейших вопросов современной астрофизики. К настоящему времени имеются несколько различных моделей образования галактик. Так Я.Б. Зельдовичем была предложена конденсационная модель образования галактик в результате сжатия (конденсации) газовых сгустков (теория адиабатических возмущений). Согласно этой теории в однородной и изотропной расширяющейся Вселенной возникают бесконечно малые адиабатические возмущения (неоднородности плотности вещества), которые в процессе расширения Вселенной усиливаются. Нарастание неоднородностей приводит к образованию мощных ударных волн, сжимающих газ в плотные газовые облака с массой 1013…1015 масс Солнца. Позже эти облака в результате охлаждения и гравитационной неустойчивости распадаются на отдельные сгустки. Локальное увеличение плотности вещества оказывается стабильным, если плотность достаточно велика, т.к. в этом случае создается локальное гравитационное поле, способствующее сохранению вещества в сжатом виде. Продолжая сжиматься и теряя при этом энергию на излучение, уплотнившееся вещество в результате своей эволюции превращается в современные галактики.