1.7. Галактики

Звёзды и звёздные скопления заполняют всё пространство не равномерно, а группируются в гигантские звёздные структуры – галактики. Ещё в середине восемнадцатого века немецкий философ Иммануил Кант предположил, что некоторые маленькие туманные пятнышки, видимые на небе, как раз и являются такими структурами, удалёнными от нас на громадные расстояния [70]. И почти два столетия между астрономами шёл ожесточённый спор: является ли наша Галактика всей Вселенной или существуют другие галактики, подобные нашей? И что представляют собой туманные пятнышки на небе: газовые туманности, находящиеся внутри нашей Галактики, или гигантские звёздные структуры, расположенные далеко за её пределами?

Спор разрешил в 1924 году американский астроном Эдвин Хаббл, после того, как ему удалось с помощью крупнейшего телескопа того времени получить фотографии высокого качества некоторых спиральных туманностей. Края этих туманностей оказались состоящими из множества слабых звёзд – туманность была разрешена на отдельные звёзды. В результате стало ясно, что, по крайней мере, некоторые туманности – это не облака газа, а гигантские звёздные структуры подобные нашей Галактике.

По массе и светимости галактики очень сильно (в миллионы раз) отличаются друг от друга. Существуют карликовые галактики, лишь не намного превосходящие шаровые звёздные скопления и галактики-сверхгиганты, в десятки раз превосходящие нашу Галактику, которая относится к разряду гигантских.

По внешнему виду галактики разделяют на три класса: эллиптические (Е), спиральные (S) и неправильные (Ir). Впервые такое разделение предложил Э. Хаббл, и оно оказалось настолько удачным, что до сих пор используется в астрономии.

Эллиптические галактики – это наиболее упорядоченные звёздные системы, они обладают осевой симметрией и по форме напоминают шаровые звёздные скопления. Внутри эллиптических галактик не наблюдается каких-либо структур. Светимость их плавно уменьшается от центра к периферии. В них практически отсутствуют молодые яркие звёзды и межзвёздный газ. Эллиптические галактики подразделяют на восемь классов в зависимости от степени их сплюснутости от Е0 до Е7 (рис. 6).

Фотографии эллиптических галактик

Рис. 6.

Спиральные галактики также обладают осевой симметрией, но имеют более сложное строение, чем эллиптические. В них выделяют сферическое (или эллиптическое) гало, плоский галактический диск и ядро. В галактическом диске выделяют спиральные рукава, состоящие из молодых и ярких звёзд. Но основная масса диска приходится не на яркие звёзды, а на более слабые, которые равномерно распределены по всему диску. Именно эти небольшие звёзды и составляют основную массу галактики. Типичным представителем спиральной галактики является наша Галактика (рис. 7).

Рис. 7. Вид нашей Галактики «сбоку», то есть со стороны галактической плоскости. Диаметр галактического диска примерно 100 тыс. св. лет. В центральной части диск имеет утолщение – балдж. Размеры балджа порядка 25 тыс. св. лет. Наиболее старые звёзды входят в состав шаровых скоплений и изотропно распределены по всему объёму Галактики, образуя гáло. В центре Галактики находится ядро – сверхплотный массивный объект незвёздной природы. Положение Солнечной системы помечено крестиком.

Спиральные галактики подразделяют на три класса Sa, Sb, Sc. При переходе от класса c к классу a увеличивается в процентном отношении ядро галактики и возрастает степень закрученности спиральных рукавов (рис. 8).