4. Підсистеми Галактики та її спіральна структура

1. Типи населення Галактики. Уявлення про населення Галактики увів 1944 р. німецький астроном В. Бааде (1893-1960). Спочатку воно стосувалося Туманності

Андромеди (галактика М31). При її фотографуванні через синій і червоний світлофільтри він виявив, що плоский лінзоподібний диск цієї велетенської галактики занурений у більш розріджену зоряну хмару сферичної форми - гало. Оскільки туманність Андромеди дуже схожа на нашу Галактику, Бааде припустив, що подібну структуру має і Молочний Шлях.

Об'єкти спіральних рукавів галактичного диска було названо населенням І типу. А зорі гало, які концентруються симетрично щодо центра системи, - населенням II типу.

До населення І типу належать, зокрема, зорі розсіяних скупчень, до населення II типу - зорі кулястих скупчень. У наш час зорі спіральних рукавів (населення І типу) ототожнюють із плоскою складовою,а зорі гало (населення II типу) - зі сферичною складовою нашої Галактики. Як показали сучасні дослідження, два типи зоряного населення розрізняються не тільки просторовим розподілом, але й хімічним складом - зорі кулястих скупчень (населення II типу) містять приблизно у 100-300 разів менше металів, ніж зорі спіральних гілок (населення І типу).

Мабуть, кулясті скупчення зберегли хімічний склад тієї бідної на важкі хімічні елементи догалактичної хмари (чи системи хмар), з якої вони формувалися разом з Галактикою. У подальшому розвитку дога-лактична хмара, яка займала сферичний об'єм, стискалась, утворюючи диск, що обертався. Газ, який одразу не сконденсувався у зорі, при обертанні Галактики поступово осідав до її площини. Водночас у ньому йшло формування зір, які також розташовувались у площині Галактики. Масивні зорі галактичного диска швидко проходили всі етапи свого еволюційного шляху, спалахували як наднові й поповнювали міжзоряне газово-пилове середовище важкими хімічними елементами. З нього формувалися нові зорі. Отже, кожне наступне покоління зір у спіральних рукавах ставало багатшим на важкі хімічні елементи, ніж попереднє.

Водночас еволюціонували і зорі кулястих скупчень. Масивні зорі вже давно припинили своє існування, але молоді за відсутності матеріалу не утворились. Тому там залишилися тільки старі мапомасивні зорі, вік яких оцінюється у 10-12 млрд років, а також, напевно, білі карлики, нейтронні зорі, чорні діри.

Таким чином, поділ на населення різних типів (підсистеми Галактики) має глибокий еволюційний зміст і відображає різне походження плоскої та сферичної складових.

За однією з гіпотез, у центрі Галактики є одинарна або подвійна чорна діра з масою близько 10 М©, оточена щільним газово-пиловим диском. В центрі Галактики є також яскраве радіоджерело Стрілець А, походження якого пов'язують з активністю ядра. Втім, дослідження ядра Галактики лише розпочалося.

Спіральна структура Галактики. Припущення, за яким наша Галактика є системою спіральних рукавів, було висловлено в середині XIX ст. І лише через сто років під час дослідження розподілу в просторі розсіяних зоряних скупчень виявилося, що вони вкладаються у три вузькі смуги, які можна вважати частинами спіральних рукавів.

Наша Галактика має дуже добре виражену спіральну структуру. Певний час складалася думка, нібито в Галактиці чотири спіралі, однак зараз надійно доведено, що їх дві.

На відміну від гало, де прояви зоряної активності надзвичайно рідкісні, в спіральних рукавах триває бурхливе життя: речовина безперервно переходить з міжзоряного простору в зорі під час їхнього утворення і у зворотному напрямку на заключних стадіях еволюції.

Магнітне поле Галактики також зосереджене головним чином у спіралях. За сучасними уявленнями, спіральні рукави в Галактиці утворюються завдяки наявності в центрі системи певного спотворення її форми, наприклад, через наявність перемички в ядрі, яка обертається як тверде тіло.

1. У чому принципова різниця між об'єктами, що утворюють населення І і II типу?

2. Який еволюційний зміст мають окремі підсистеми в Галактиці?

3. Розкажіть про можливі причини формування спіральних рукавів Галактики.

4. Чому положення Сонця і Землі в Галактиці можна вважати привілейованим?