Osvita.ua Вища освіта Реферати Астрономія Галактики як предмет космогонічних досліджень. Реферат
Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції. З питань розміщення інформації звертайтесь за телефоном (044) 200-28-38.

Галактики як предмет космогонічних досліджень. Реферат

Галактики сталі предметом космогонічних досліджень з 20-х років нашого століття, коли була надійно встановлена їх дійсна природа і виявилося, що це не туманності, тобто не хмари газу і пилу, що знаходяться недалеко від нас, а величезні зоряні світи, що лежать від нас на дуже великих відстанях від нас

В основі всієї сучасної космології лежить одна фундаментальна ідея - висхідна до Ньютона ідея гравітаційної нестійкості. Речовина не може залишатися однорідно розсіяною в просторі, бо взаємне тяжіння всіх частинок речовини прагнути створити в ньому згущування тих або інших масштабів і мас.

В ранньому Всесвіті гравітаційна нестійкість усилювала спочатку дуже слабкі нерегулярності в розподілі і русі речовини і в певну епоху привела до виникнення сильних неоднорідностей: "млинців" - протоскупчень. Межами цих шарів ущільнення служили ударні хвилі, на фронтах яких первинне необертальне, безобертовий рух речовини набув завихреність. Розпад шарів на окремі згущування теж відбувався, мабуть, через гравітаційну нестійкість, і це дало початок протогалактикам. Багато хто з них виявлявся тими, що швидко обертаються завдяки завихреному стану речовини, з якої вони формувалися.

Фрагментація протогалактичних хмар в результаті їх гравітаційної нестійкості вела до виникнення перших зірок, і хмари перетворювалися на зоряні системи - галактики. Ті з них, які володіли швидким обертанням, придбавали через це двокомпонентну структуру - в них формувалися гало більш менш сферичної форми і диск, в якому виникали спіральні рукави, де і дотепер продовжується народження зірок Протогалактики, у яких обертання було повільніше або зовсім було відсутнє, перетворювалися на еліптичні або неправильні галактики. Паралельно з цим процесом відбувалося формування великомасштабної структури Вселеною - виникали надскупчення галактик, які, з'єднуючись своїми краями, утворювали подібність осередків або бджолиних стільників; їх вдалося розпізнати останніми роками.

В 20-30 рр. XX століття Хаббл розробив основи структурної класифікації галактик - гігантських зоряних систем, згідно якій розрізняють три класи галактик:

I. Спіральні галактики - характерні двома порівняно яскравими гілками, розташованими по спіралі. Гілки виходять або з яскравого ядра (такі галактики позначаються S), або з кінців світлої перемички, що перетинає ядро (позначаються - SB).

II. Еліптичні галактики (позначаються Е) - мають форму еліпсоїдів.

Представник - кільцева туманність в сузір'ї Ліри знаходиться на відстані 2100 світлових років від нас і складається з світиться газу, що оточує центральну зірку. Ця оболонка утворилася, коли постаріла зірка скинула газові покриви і вони спрямувалися в простір. Зірка стиснулася і перейшла в стан білого карлика, по масі порівнянного з нашим сонцем, а за розміром із Землею.

III. Іррегулярні (неправильні) галактики (позначаються I) - володіючі неправильними формами.

По ступеню клочковатості гілок спіральні галактики розділяються на підтипи а, в, з. У перших з них - гілки аморфні, у других - дещо клочковаті, у третіх - дуже клочковаті, а ядро завжди неяскраве і мале.

Густина розподілу зірок в просторі росте з наближенням до екваторіальної площини спіральних галактик. Ця площина є площиною симетрії системи, і більшість зірок при своєму обертанні навкруги центру галактики залишається поблизу неї; періоди обігу складають 107 - 109 років. При цьому внутрішні частини обертаються як тверде тіло, а на периферії кутова і лінійна швидкості обігу убувають з видаленням від центру. Проте в деяких випадках те, що знаходиться, усередині ядра ще менше ядро ("керн") обертається швидше за все. Аналогічно обертаються і неправильні галактики, що є також плоскими зоряними системами.

Еліптичні галактики складаються із зірок другого типу населення. Обертання знайдено лише у самих стислих з них. Космічного пилу в них, як правило, ні, ніж вони відрізняються від неправильних і особливо спіральних галактик, в яких поглинаюча світло пилова речовина є у великій кількості.

В спіральних галактиках поглинаюча світло пилова речовина є в більшій кількості. Воно складає від декількох тисячних до сотої частки повної їх маси. Унаслідок концентрації пилової речовини до екваторіальної площини, воно утворює темну смугу у галактик, повернених до нас ребром і мають вид веретена.

Подальші нагляди показали, що описана класифікація недостатня, щоб систематизувати все різноманіття форм і властивостей галактик. Так, були знайдені галактики, що займають в деякому розумінні проміжне положення між спіральними і еліптичними галактиками (позначаються Sо). Ці галактики мають величезне центральне згущування і навколишній його плоский диск, але спіральні гілки відсутні.

В 60-х роках ХХ століття були відкриті численні пальцеподібні і дископодібні галактики зі всіма градаціями великої кількості гарячих зірок і пилу. Ще в 30-х роках ХХ століття були відкрито еліптичні карликові галактики в сузір'ях Печі і Скульптора з украй низькою поверхневою яскравістю, настільки малою, що ці, одні з найближчих до нас, галактик навіть в центральній своїй частині насилу видні на фоні неба. З другого боку, на початку 60-х років ХХ століття була відкрита безліч далеких компактних галактик, з яких найдальші по своєму виду не відрізнювані від зірок навіть в найсильніші телескопи. Від зірок вони відрізняються спектром, в якому видні яскраві лінії випромінювання з величезними червоними зсувами, відповідними таким великим відстаням, на яких навіть найяскравіші одиночні зірки не можуть бути видні.

На відміну від звичайних далеких галактик в які, через поєднання істинного розподілу енергії в їх спектрі і червоного зсуву виглядають червонуватими, найкомпактніші галактики (що називаються також квазізірковими галактиками) мають голубуватий колір. Як правило, ці об'єкти в сотні раз яскравіше за звичайні надгігантські галактики, але є і більш слабкі. У багатьох галактик знайдено радіовипромінювання нетеплової природи, що виникає, згідно теорії руського астронома І. С. Шкловського, при гальмуванні в магнітному полі електронів і важчих заряджених частинок, що рухаються з швидкостями, близькими до швидкості світла (так зване синхротронне випромінювання). Такі швидкості частинки одержують в результаті грандіозних вибухів усередині галактик.

Компактні далекі галактики, що володіють могутнім нетепловим радіовипромінюванням, називаються N-галактиками.

Зіркоподібні джерела з таким радіовипромінюванням, називаються квазарами (квазізірковими радіоджерелами), а галактики володіючі могутнім радіовипромінюванням і маючі помітні кутові розміри, - радіогалактиками. Всі ці об'єкти надзвичайно далекі від нас, що утрудняє їх вивчення. радіогалактики, що мають особливо могутнє нетеплове радіовипромінювання, володіють переважно еліптичною формою, зустрічаються і спіральні.

радіогалактики - це галактики, у яких ядра знаходяться в процесі розпаду. Викинуті щільні частини, продовжують дробитися, можливо, утворюють нові галактики - сестри, або супутники галактик меншої маси. При цьому швидкості розльоту осколків можуть досягати величезних значень. Дослідження показали, що багато груп і навіть скупчення галактик розпадаються: їх члени необмежено віддаляються один від одного, неначебто вони всі були породжено вибухом.

Галактики-надгіганти мають світимості, в 10 разів перевищуючі світимість Сонця, квазари в середньому ще в 100 разів яскравіше; сама слабка ж з відомих галактик - карликів порівнянні із звичайними кульовими зоряними скупченнями в нашій галактиці. Їх світимість складає близько 10 світимості сонця.

Розміри галактик вельми різноманітні і коливаються від десятків парсек до десятків тисяч парсек.

Простір між галактиками, особливо усередині скупчень галактик, мабуть, містить іноді космічний пил. Радіотелескопи не знаходять в них відчутної кількості нейтрального водню, але космічне проміння, пронизують його наскрізь так само, як і в електромагнітне випромінювання.

Галактика складається з безлічі зірок різних типів, а також зоряних скупчень і асоціацій, газових і пилових туманностей і окремих атомів і частинок, розсіяних в міжзоряному просторі. Велика частина їх займає об"ем лінзоподібної форми поперечником близько 30 і товщиною близько 4 кілопарсек (відповідно близько 100 тисяч і 12 тисяч світлових років). Менша частина заповнює майже сферичний об'єм з радіусом близько 15 кілопарсек (близько 50 тисяч світлових років).

Всі компоненти галактики зв'язані в єдину динамічну систему, що обертається навкруги малої осі симетрії. Земному спостерігачу, що знаходиться усередині галактики, вона представляється у вигляді Чумацького Шляху (звідси і її назва - "Галактика") і всієї безлічі окремих зірок, видимих на небі.

Зірки і міжзоряна газопилова матерія заповнюють об'єм галактики нерівномірно: найбільш зосереджені вони біля площини, перпендикулярної осі обертання галактики і площиною її симетрії, що складається (так званою галактичною площиною). Поблизу лінії перетину цієї площини з небесною сферою (галактичного екватора) і видний Чумацький Шлях, середня лінія якого є майже великим кругом, оскільки Сонячна система знаходиться недалеко від цієї площини.

Чумацький Шлях є скупченням величезної кількості зірок, що зливаються в широку білясту смугу; однак зірки, що проектуються на небі поряд, видалені одна від одної в просторі на величезні відстані, що виключають їх зіткнення, не дивлячись на те, що вони рухаються з великими швидкостями (десятки і сотні км/сек.) у напрямі полюсів галактики (її північний полюс знаходиться в сузір'ї Волосся вероніки). Загальна кількість зірок в галактиці оцінюється в 100 мільярдів.

Міжзоряна речовина розсіяна в просторі також не рівномірно, концентруючись переважно поблизу галактичної площини у вигляді глобул, окремих хмар і туманностей (від 5 до 20-30 парсек в поперечнику), їх комплексів або аморфних дифузних утворень. Особливо могутні, відносно близькі до нас темні туманності представляються неозброєному оку у вигляді темних прогалин неправильних форм на фоні смуги Чумацького Шляху; дефіцит зірок в них є результатом поглинання світла цими пиловими хмарами, що не світяться. Багато міжзіркових хмар освітлено близькими до них зірками великої світимості і представляються у вигляді світлих туманностей, оскільки світяться або відображеним світлом (якщо складаються з космічних порошинок) або в результаті збудження атомів і подальшого випуску ними енергії (якщо туманності газові).

Наші дні з повною підставою називають золотим століттям астрофізики - чудові і частіше за все несподівані відкриття в світі зірок слідують зараз одне за іншим. Сонячна система стала останній час предметом прямих експериментальних, а не тільки наглядових досліджень. Польоти міжпланетних космічних станцій, орбітальних лабораторій, експедиції на Місяць принесли безліч нових конкретних знань про Землю, навколоземний простір, планети, Сонце.

Ми живемо в епоху вражаючих наукових відкриттів і великих звершень. Найнеймовірніші фантазії несподівано швидко реалізуються. З давніх пір люди мріяли розгадати таємниці Галактик, розкиданих в безмежних просторах Всесвіту. Доводиться тільки дивуватися, як швидко наука висуває різні гіпотези і тут же їх спростовує. Проте астрономія не стоїть на місці: з'являються нові способи нагляду, модернізуються старі.

З винаходом радіотелескопів, наприклад, астрономи можуть "заглянути" на відстані, які ще в 40-х роках ХХ сторіччя здавалися недоступними. Проте треба собі ясно представити величезну величину цього шляху і ті колосальні труднощі, з якими ще належить зустрінеться на шляху до зірок.


14.11.2011

Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції.

Щоб отримувати всі публікації
від сайту «Osvita.ua»
у Facebook — натисніть «Подобається»

Osvita.ua

Дякую,
не показуйте мені це!