Жұлдыздар, жұлдыз шоғырлары, галактикалар

Пән: Астрономия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

Жұлдыздар, жұлдыз шоғырлары, галактикалар

Ғаламда жұлдыздардан (немесе ғаламшарлық жүйелерден) бастап, галактикалардың асашоғырларына дейінгі астрономиялық құрылымдардың күрделі иерархиясы бақыланады. Оның барлық сатыларында (деңгейлерінде) зат өлшемдері арақашықтықтарынан көрі әлдеқайда аз кеңістік аймақтарына жиналуға тенденцияны білдіреді, яғни өте біртексіз (Әлемнің мұндай құрылымдығы атом ядроларынан басталады деп те айтуға болады. ) үлестірілген болады.

Мысалы, біздің Күн жүйесі затының негізгі массасы Күнде, көрінетіндей масса (~0, 001М _Күн ) ғаламшарларда жиналған, ал ғаламшар аралық кеңістіктегі заттың массасы Күн массасына қарағанда елемейтіндей аз болады. Қашықтықтарды қарастыратың болсақ, Күн радиусы Күн мен ғаламшарлар арасындағы қашықтықтан едәуір аз болып табылады (мысалы, ол Күн мен Жердің арақашықтығынан 200 көп есе аз) .

Күнге ең жақын жұлдыз болып табылатын Центаврдың Проксимасы Күннен 4, 29 жарық жыл қашықтықта орналасқан, бұл Күн жүйесі өлшемінен шамамен 3000 есе, ал Күн радиусынан ~6⋅10 ⁷ есе көп. Ал жұлдызаралық кеңістіктегі заттың массасы жұлдыздарда жиналған массасының тек бірнеше пайызын құрайды.

Жұлдыздардың өздері де кеңісткте өте біртексіз, түрлі топтарға жиналып орналасады. Мысалы, жұлдыздардың жартысына жуығы қосарланған болып табылады, яғни бір-бірінен басқа жұлдыздарға дейінгі қашықтықтан әлдеқайда аз қашықтықта орналасады. Жұпқа кіретін жұлдыздардың арақашықтығы соншалықты аз болады, олар бір-біріне елеулі гравитациялық әсер етеді де, ортақ массалар центрі бойымен айналады. Тығыз қос жүйе жұлдыздарының арақашықтығы олардың радиусымен салыстырмалы келеді, бұл жағдайда гравитациялық тартылыс әсерінен заттың бір жұлдыздан екінші жұлдызға ағылуы байқалу мүмкін. Бұл жұлдыздар эволюциясына үлкен әсер етеді және түрлі стационар емес процестерге әкеледі. 3, одан да көп еселі жұлдыздар болады. Жұлдыздар бұлардан әлде-қайда ірі, жүздеген мынға дейін жұлдызды кіргізетін түзілістер де құрайды, оларды жұлдыз шоғырлары деп атайды. Жұлдыз шоғырлардың: шартәрізді және шашыраған екі түрі бар.

Шар тәрізді шоғырлар өздеріне бірнеше мыннан жүздеген мынға дейін жұлдызды кіргізеді, олар сфералыққа жуық көлемді толтырады және жұлдыздар концентрациясы шоғырлану центрінен шеттеріне қарай тез азаяды (шар тәрізді шоғырлардың центрлік аймақтарындағы жұлдыздар концентрациясы ондаған мын жұлдыз 1 пк ³ ішіндеге дейін жетеді (салыстыру үшін, Күн маңайындағы концентрация 0, 13 жұлдыз 1 пк ³ ішінде) ) . Шар тәрізді шоғырлардың массалары 10 ⁴ -10 ⁶ М _Күн құрайды, сипатты өлшемдері 20-60 пк аралығында жатады. Галактикада бұл шоғырлар біртексіз орналасқан: олар галактика центріне қарай айтарлықтай қоюланып, оны қоршайтын созылған галоны құрайды, ал олардың галактикалық жазықтыққа қоюлануы аз білінеді (Галактиканың құрылысы туралы толығырақ төменде қараңыз) . Галактика центрі бойымен айналудың орбиталары өте созылған болып табылады, қозғалыс жылдамдықтары ~220 км/с құрайды, бір толық айналым 10 ⁸ -10 ⁹ жыл ішінде жасалады. Шар тәрізді шоғырланулар жұлдыздарының атмосферасындағы ауыр элементтерінің мөлшері 20-30 есе айырылуы мүмкін, бірақ қашанда да Күндегіден көрі әлдеқайда (кейде 100 есе) аз болады. Жұлдызаралық газ да өте аз болады. Біздің Галактикадағы шар тәрізді шоғырланулар оның ең кәрі мүшелеріне жатады - олардың жасы ~10 млрд жыл. Басқа галактикаларда жастау шар тәрізді шоғырланулар бар.

Шашыраған шоғырлар өздеріне 20 шақтыдан 1000 дейін, кейде 10 000 дейін жұлдызды қамтиды, олардың дұрыс пішіні жоқ болады. Салыстырмалы түрде тығыз ядродан және одан көрі сиретілген тәжден тұрады, жұлдыздар концентрациясы ≤1 пк ^-3 болады, ядро радиусы ~3 пк, тәж радиусы одан 2-10 есе көп болады, массалары әдетте ~10 ⁶ М _Күн құрайды. Шашыраған шоғырлар Галактика жазықтығында айтарлықтай қоюланған. Олардың көбісінің Галактика жазықтығынан қашықтығы 100-300 пк-тен аспайды. Галактика центрі бойымен айналу орбиталарының эксцентриситеті аз болады. Ауыр элементтерінің мөлшері тек 5 есе айырылуы мүмкін және орта есеппен алғанда Күндегідей болады. Жасы бірнеше миллион жылдан 5-10 млрд жылға дейінгі аралықты қамтиды.

Әлемде жұлдыз шоғырларынан да әлдеқайда ірі шоғырлануларды қамтитын құрылымдар бар. Жұлдыздар галактикалар деп аталатын жүздеген миллиардқа дейін жұлдыздан тұратын алып жүйелерді құрайды.

Айсыз күзгі түнде барлық аспан арқылы өтетін Құс жолының жарық жолағы жақсы көрінеді. Оны телескоп арқылы қарағанда, оның көптеген жұлдыздардан тұратынын көруге болады. Бұл жұлдыздар Галактика деп аталатын алып жұлдыздық жүйені құрайды. Аспанда құралсыз көзбен көрінетін жұлдыздардың бәрі де біздің Галактика құрамына кіреді. Жалпы, біздің Галактикадағы жұлдыздардың саны 100 миллиардтан кем емес. Жеке жұлдыздар мен олардың серіктерінен (ғаламшарлардан) басқа, Галактика құрамында қос және 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 сәулелену кіреді.

XX ғасырдың басында телескоп арқылы көрінетін тұманды дақтардың кейбіреулері біздің Галактика сияқты миллиардтаған жұлдыздан тұратын басқа галактикалар болып табылатыны дәлелденді. Оларға дейінгі қашықтық орасан жоғары болғандықтан, олардың құралсыз көзбен тек үшеуі жалтырауы шамалы дақтар ретінде көрінеді. Ал қазіргі заманғы телескоптар көмегімен миллиардтаған галактикаларды бақылауға болады.

4. 2. Галактикалар түрлерi, олардың қасиеттерi

Галактикалардың пішіндері өте әртүрлі келеді, бірақ негізгі сыртқы белгілеріне қарап бірнеше түрге бөлінеді. Морфологиялық ерекшеліктері бойынша, галактикалардың 4 түрге айырылады.

Зерттелген галактикалардың шамамен 25% жұмыр немесе эллипс тәрізді болады, олардыэллипстікдеп атайды. Бұл галактикалар құрылымы, жұлдыздық құрамы және ішкі қозғалыстардың сипаты бойынша ең қарапайым болып табылады. Олардың беттік жарықтылығы центрінен шеттеріне қарай біртіндеп, кенет өзгеріссіз азаяды. Олар құрамындағы ең жарық жұлдыздар - қызыл алыптар, жарқырауы жоғары жұлдыздар (аса алыптар) ішінде жоқ болады. Жұлдыздар бұл галактикалар ішіде кез келген бағыттарда жоғары (≈200 км/с) жылдамдықтармен қозғалады. Эллипстік галактикалардың жарқырауы мен массасы кең аралықта: ~1038-1045эрг/с және 105-1013МКүнсәйкесінше өзгереді.
Зерттелген галактикалардың шамамен 50% (оның ішінде біздің Галакттика да) шиыршықты(спиральді) болып табылады. Мұндай галактикалардың ерекшелігі - оларда екі не одан көп сілемді шиыршықты тармақтар түріндегі құрылым бақыланады. Тармақтар ортасында балдж деп аталатын сфератәрізді жуандалуы бар жазық (қалындығы диаметрінен бірнеше есе аз) дискті құрайды (яғни галактикаға жоғарыдан қарағанда, шиыршық тәрізді құрылымды, ал бүйірінен қарағанда дискті көреміз) . Балдж ішінде галактиканың ядросы орналасады. Дискті оның радиусына жақын сфератәрізді (дәлірек айтсақ, эллипс тәрізді) гало қоршайды. Шиыршықты тармақтардағы жұлдыздардың саны олардың арасындағы және галодағы санынан көп болмайды, тармақтарында галактиканың ең жарық ыстық жұлдыздар, жас жұлдыздық шоғырлар және жарқырайтын газдық тұмандықтар топталатындықтан үздік көрінеді. Ал галода көбінесе ескі, жарқырауы аз жұлдыздар орналасқан. Жұлдызаралық газ бен шаң да галода жоқ дерлік болады (дисктегі жұлдызаралық газ бен шаңның массасы жұлдыздар массасының бірнеше пайызына жетеді) .

Дискі мен галоны өте сиретілген және созылған тәж қоршайды. Оның өлшемі галоның өлшемінен ондаған есе көп болады. Тәждің толық массасы галактика жұлдыздарының қосынды массасынан бірнеше есе көп, бірақ тәждің үлкен өлшеміне байланысты, оның тығыздығы диск пен галоның тығыздығымен салыстырғанда аз болады. Тәж өзін тартылыс арқылы білдіреді, бірақ жарықты сәулелендірмейді, онда жұлдыздар да, газ-тозаңды бұлттар да бақыланбайды. Тәждің мұндай «жасырын» массасының табиғаты әлі де толығымен белгісіз. Тәж массасына негізгі үлесін онда орналасқан жарқырауларының төмендігіне байланысты оптикалық әдістермен бақылауға келмейтін массалары аз сансыз көп жұлдыздар қосуы мүмкін. Жасырын массаға негізгі үлесін әлсіз әсерлесетін элементар бөлшектер де (мысалы, нейтрино, егер оның тыныштық массасы нөлге тең болмаса) жатуы мүмкін.

Күн Галактика дискінде, центрден шамамен 10 кпк (2R _диск /3) қашықтықта орналасқан.

Әр шиыршықты галактика өз центрі бойымен айналып тұрады (жалпы айналыста болады) . Диск жұлдыздары галактиканың центрін айнала шеңбертәрізді 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 тәуелді өзгереді (массаның үлестірілуіне байланысты заң бойынша) . Жалпы айтқанда, галактикалық диск айналуының бұрыштық жылдамдығы центрге дейінгі қашықтық өскен сайын азаяды, ал сызықтық жылдамдық әуелі 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 ~10 ⁴¹ -10 ⁴⁴ эрг/с, ал массалары 10 ⁸ -10 ¹² М _Күн аралықта өзгереді.

Зерттелген галактикалардың шамамен 20% линзатәрізді болып табылады. Олар эллипстік пен шиыршықты галактикалар ортасында аралық орынды алады: олардың пішіні эллипсоид тәрізді болады, ал беттік жарықтылығы центрінен шеттеріне қарай сатылы түрде өзгереді. Мұндай галактикаларда ядроны, «линзаны» және «жиекті» айырады. Линзаның сыртқы бөліктерінде кейде шиыршықты тармақтардың «ұрықтары», маңдайшалар және сыртқы жарық сақина көрінеді.
Галактикалардың қалған 5% дұрыс емес галактикалар болып табылады. Мұндай галактикалардың дұрыс (симметриялы) пішіні әдетте жоқ болады. Жалпы айтқанда, бұл топқа жоғарыда айтылған топтың үшеуіне де жатпайтын барлық галактикаларды шартты түрде кіргізеді. Мысалы, пекулярлы (яғни ерекше, әр қайсысының пішіні өзгеше, қайталанбас болатын) галактикаларды да, оның ішінде әсерлесетін галактикаларды, әдетте дұрыс емес галактикаларға жатқызады (кейде оларды жеке топқа бөледі) . Дұрыс емес галактикалардың жарқырауы~1043эрг/с, ал .

4. 3. Галактикалардың белсенді ядролары, квазарлар

Түрлерге бөлудің белгісі ретінде шығарылатын сәулелену алынса, галактикалар қалыптыларға және радиогалактикаларға бөлінеді. Жалпы айтқанда, галактикалардың көбісі тек оптикалық сәулеленуді емес, оған қоса радиосәулеленуді де шығарады. Бірақ қалыпты галактикалардың радиоаралықтағы қуаты оптикалық аралықтағы қуатынан әлдеқайда аз болады, ал радиогалактикалардың радиожарқырауы оптикалық жарқырауымен саластырмалы, не одан едәуір көп болады. Мысалы, Аққу шоқжұлдыздағы Аққу А қос радиогалактика оптикалық аралықта әлсіз көз түрінде көрінеді, ал радиоаралықта ол өте қуатты, жарық көз ретінде бақыланады. Мұндай галактикалардың радиосәулеленуі жылулық емес, синхротронды болып табылады. Яғни ол магнит өрістерінде жоғары жылдамдықтармен қозғалып жатқан зарядталған бөлшектермен шығарылады.

Галактикалардың тағы бір түрі - сейферттік галактикалар. Олар центрінде бұрыштық өлшемі өте аз, ал жарықтылығы жоғары жылулық емес айнымалы сәулеленуді шығаратын көз бақыланады (атап айтсақ, көз өлшемі жарық бірнеше күн - бірнеше ай ішінде өтетін қашықтықтай болады, ал сәулелену қуаты 10 ³⁷ Вт дейін жетеді) . Бұл сәулелену спектрінде қалыпты газдардың кең эмиссиялық сызықтар бақыланатындығы галактика ядросындағы газдың өте жоғары жылдамдықпен қозғалыстар болатынын көрсетеді (сызықтар Доплер эффектісіне байланысты кеңейеді) .

Радио- және сейферттік галактикалар ядролары белсенді галактикаларға жатады, олар қалыпты галактикалар санының бірнеше пайызын құрайды. Олар ядроларының белсенділігі өте қарқынды жылулық емес радиосәулеленудің шығарылуы, қуаты 10 ⁵⁷ эрг/с жететін жарылыстар болуы, массалары миллиондаған күн массасын құрайтын газ бұлттарының лақтырып шығарылуы, шыққан сәулелердің өзгермелілігі арқылы білінеді. Ядролар қалыпты галактикалардың да ең белсенді және құпиялы бөлігі болып табылады. Ядролардың белесенділігін түсіндіретін 3 болжау бар.

Ядролар ішінде жас, тез дамитын жұлдыздардың тығыз шоғырлануы орналасады.
Ядроларда аса жұлдыз, яғни қалыпты жұлдызға ұқсас, бірақ массасы өте жоғары жұлдыз орналасады.
Ядроларда аса ауыр қара құрдым орналасады. Онда жоғарыда айтылған құбылыстар қара құрдымның жұлдыздарды жұтуымен, заттың оған аккрециясымен себептелген болады. Соңғы уақытта бұл болжауды растайтын көптеген деректер табылды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.