6. И 18. Галактикалар, олардың түрлерi мен шиыршықты галактикалардың қасиеттерi

Əлемде жұлдыз шоғырлануларынан да əлде-қайда ірі, шоғырлануларды өзіне кіргізетін құрылымдар бар екені сіздерге жақсы белгілі - жұлдыздар галактикалар деп аталатын жүздеген миллиардқа дейін жұлдызды кіргізетін алып жүйелерді құрайды.

Айсыз күзгі түнде барлық аспан арқылы өтетін Құс жолының жарық жолағы жақсы көрінеді. Оған телескоп арқылы қарағанда, ол көптеген жұлдыздардан тұратынын көруге болады. Барлық бұл жұлдыздар Галактика деп аталатын алып жұлдыздық жүйені құрайды. Аспанда құралсыз көзбен көрінетін жұлдыздардың бəрі де біздің Галактика құрамына кіреді. Жалпы, біздің Галактикадағы жұлдыздардың саны 100 миллиардтан кем емес. Жеке жұлдыздар мен олардың серіктерінен (планеталардан) басқа, Галактика құрамында қос жəне еселі жұлдыздар, сондай-ақ тартылыс күштерімен байланыстырылған, кеңістікте біртұтас қозғалатын, бірнеше ондықтан бірнеше миллионға дейін жұлдызды кіргізетін жұлдыздық шоғырланулар бар (олар туралы жоғарыда айтылды). Сонымен қатар, Галактика құрамына газ-тозаңды тұмандықтар, жұлдызаралық газ бен тозаң, магнит өрістері, ғарыштық сəулелену кіреді.

20-ші ғасырдың басында телескоптар көмегімен көрінетін тұманды дақтардың кейбіреулері біздің Галактика сияқты миллиардтаған жұлдыздан тұратын басқа галактикалар болып табылатыны дəлелденді. Оларға дейінгі қашықтық орасан жоғары болғандықтан, құралсыз көзбен олар ішіндегі тек үшеуі жалтырауы шамалы дақтар ретінде көрінеді. Ал қазіргі заманғы телескоптар көмегімен миллиардтаған галактикаларды бақылауға болады екен.

Галактикалардың пішіндері өте əртүрлі болады, бірақ олардың негізгі сыртқы белгілеріне сүйеніп, оларды бірнеше түрге бөледі. Морфологиялық ерекшеліктері бойынша, галактикаладрың 4 түрін айырады.

Зерттелген галактикалардың шамамен 50% (оның ішінде біздің Галактика да) шиыршықты (спиральді) болып табылады. Мұндай галактикалардың ерекшелігі – оларда екі не одан көп сілемді шиыршықты тармақтар түріндегі құрылым бақыланады. Тармақтар ортасында балдж деп аталатын сфератəрізді жуандалуы бар жазық (қалындығы диаметрінен бірнеше есе аз) дискті құрайды (яғни галактикаға жоғарыдан қарағанда, шиыршық тəрізді құрылымды, ал бүйірінен қарағанда дискті көреміз). Балдж ішінде галактиканың ядросы орналасады. Дискті радиусы диск радиусына жақын сфератəрізді (дəлірек айтсақ, эллипстəрізді) гало қоршайды. Шиыршықты тармақтардағы жұлдыздардың саны олар арасындағы жəне галодағы санынан көп емес болады, тармақтар оларда галактиканың ең жарық ыстық жұлдыздары, жас жұлдыздық шоғырланулары жəне жарқырайтын газдық тұмандықтары топталатындықтан үздік көрінеді. Ал галода көбінесе ескі, жарқырауы аз жұлдыздар орналасқан. Жұлдыз аралық газ бен шаң да галода жоқ дерлік болады (дисктегі жұлдыз аралық газ бен шаңның массасы жұлдыздар массасының бірнеше пайызына жетеді).

Дискі мен галоны өте сиретілген жəне созылған тəж қоршайды. Оның өлшемі галоның өлшемінен ондаған есе көп болады. Тəждің толық массасы галактика жұлдыздарының қосынды массасынан бірнеше есе көп болады, бірақ тəждің үлкен өлшеміне байланысты, оның тығыздығы диск пен галоның тығыздығымен салыстырғанда аз болады. Тəж өзін тартылыс арқылы білдіреді, бірақ жарықты сəулелендірмейді, ода жұлдыздар да, газ-тозаңды бұлттар да бақыланбайды. Тəждің мұндай «жасырын» массасының табиғаты əлі де толығымен белгісіз. Тəж массасына негізгі үлесін ода орналасқан жарқырауларының төмендігіне байланысты оптикалық əдістермен бақылауға келмейтін массалары аз сансыз көп жұлдыздар қосуы мүмкін. Жасырын массаға негізгі үлесін əлсіз əсерлесетін элементар бөлшектер де (мысалы, нейтрино, егер оның тыныштық массасы нолге тең болмаса) қосуы мүмкін.

Сөйтіп, шиыршықы галактикалардың бүйірінен көрінісі суреттегідей болады (суретте біздің Галактиканың сипатты өлшемдері келтірілген). Суреттен көрінетіндей, Күн Галактика дискінде, центрден шамамен 10 кпк (2R_диск/3) қашықтықта орналасқан. Ал оларға жоғарыдан қарағанда көрінетін бейне суретте көрсетілген.

Шиыршықты галактикалардың шамамен жартысында тармақтар бірден ядродан басталады (бұл қалыпты шиыршықты галактикалар), қалған шиыршықты галактикаларда ядро арқылы жарық жолақ (бар) өтеді, ал тармақтар сол жолақ шеттерінен орала бастайды (бұл жолақты шиыршықты галактикалар) (2 сурет).

Əр шиыршықты галактика өз центрі бойымен айналып тұрады (жалпы айналыста болады). Диск жұлдыздары галактиканың центрін айнала шеңбертəрізді орбиталар бойымен, ал гало жұлдыздары созылған орбиталар бойымен қозғалады. Галактиканың жалпы айналысы дифференциалды сипатта болады – айналудың бұрыштық та, сызықтық та жылдамдығы галактика центріне дейінгі қашықтыққа тəуелді өзгереді (массаның үлестірілуіне байланысты заң бойынша).

Жалпы айтқанда, галактикалық диск айналуының бұрыштық жылдамдығы центрге дейінгі қашықтық өскен сайын азаяды, ал сызықтық жылдамдық əуелі өсіп, кейбір қашықтықта максимумге дейін жетеді де, одан соң баяу азая бастайды. Мысалы, біздің Галактика дискінің Күн орналасқан аймағының (Күн Галактика дискінде, центрден шамамен 2R_диск/3 қашықтықта орналасқан) айналу жылдамдығы максимал болып табылады.(220-250 км/с құрайды). Күн мен оның төңірегіндегі жұлдыздар Галактика центрі бойымен толық бір айналымды шамамен 230 жыл ішінде жасайды. Бұл жұлдыздардың дөңгелектік қозғалыстан ауытқулары 20 км/с –н көп емес жылдамдықтармен сипатталады. Галактика центрінен Күнмен бірдей қашықтықта орналасқан (Күн қасында орналасқан), бірақ галоға кіретін жұлдыздардың ортақ реттелген айналуының жылдамдығы диск жұлдыздарынан көрі шамамен бес есе аз болып табылады. олардың үлгілі жылдамдықтары 200-300 км/с құрайды.

Шиыршықты галактикалардың жарқырауы ~10⁴¹-10⁴⁴ эрг/с, ал массалары 10⁸-10¹² М_Күн аралықта өзгереді.