Галактика

(позднегреч. Galaktikos — молочный, млечный, от греческого gala — молоко) обширная звёздная система, к которой принадлежит Солнце, а следовательно, и вся наша планетная система вместе с Землёй. Г. Состоит из множества звёзд различных типов, а также звёздных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей и отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвёздном пространстве. Большая часть их занимает объём линзообразной формы поперечником около 30 и толщиной около 4 килоПарсек (соответственно около 100 тыс. И 12 тыс. Световых лет). Меньшая часть заполняет почти сферический объём с радиусом около 15 килоПарсек (около 50 тыс. Световых лет). Все компоненты Г. Связаны в единую динамическую систему, вращающуюся вокруг малой оси симметрии.

Земному наблюдателю, находящемуся внутри Г., она представляется в виде Млечного Пути (отсюда и её название — «Г.») и всего множества отдельных звёзд, видимых на небе. В связи с этим Г. Называется также системой Млечного Пути. В отличие от всех др. Галактик (См. Галактики), ту, к которой принадлежит Солнце, иногда называют «нашей Галактикой» (термин пишут всегда с прописной буквы). Звёзды и межзвёздная газопылевая материя заполняют объём Г. Неравномерно. Наиболее сосредоточены они около плоскости, перпендикулярной оси вращения Г. И являющейся плоскостью её симметрии (т. Н. Галактической плоскостью). Вблизи линии пересечения этой плоскости с небесной сферой (галактического экватора (См. Галактический экватор)) и виден Млечный Путь, средняя линия которого представляет собой почти большой круг, т.

К. Солнечная система находится недалеко от этой плоскости. Млечный Путь представляет собой скопление огромного количества звёзд, сливающихся в широкую белёсую полосу. Однако звёзды, проектирующиеся на небе рядом, удалены друг от друга в пространстве на огромные расстояния, исключающие их столкновения, несмотря на то, что они движутся с большими скоростями (десятки и сотни км/сек) в разных направлениях. Наименьшая плотность распределения звёзд в пространстве (пространственная плотность) наблюдается в направлении полюсов Г. (её северный полюс находится в созвездии Волос Вероники). Общее количество звёзд в Г. Оценивается в 100 млрд. Межзвёздное вещество рассеяно в пространстве также неравномерно, концентрируясь преимущественно вблизи галактической плоскости в виде глобул (См.

Глобулы), отдельных облаков и туманностей (от 5 до 20—30 Парсек в поперечнике), их комплексов или аморфных диффузных образований. Особенно мощные, относительно близкие к нам тёмные туманности представляются невооруженному глазу в виде тёмных прогалин неправильных форм на фоне полосы Млечного Пути. Дефицит звёзд в них является результатом поглощения света этими несветящимися пылевыми облаками. Многие межзвёздные облака освещены близкими к ним звёздами большой светимости и представляются в виде светлых туманностей, т. К. Светятся либо отражённым светом (если состоят из космических пылинок), либо в результате возбуждения атомов и последующего испускания ими энергии (если туманности газовые). Полная масса Г., включая все звёзды и межзвёздное вещество, оценивается в 1011 масс Солнца, т.

Е. Около 1044 г. Как показывают результаты детальных исследований, строение Г. Схоже со строением большой галактики в созвездии Андромеды, галактики в созвездии Волос Вероники и др. Однако, находясь внутри Г., мы не можем видеть всю её структуру в целом, что затрудняет её изучение. Впервые звёздную природу Млечного Пути обнаружил Г. Галилей в 1610, но последовательное изучение строения Г. Началось лишь в конце 18 в., когда В. Гершель, применив свой «метод черпков», подсчитал числа звёзд, видимых в его телескоп в различных направлениях. На основании результатов этих наблюдений он высказал предположение, что наблюдаемые звёзды образуют гигантскую систему сплюснутой формы. В. Я. Струве обнаружил (1847), что число звёзд в единице объёма увеличивается с приближением к галактической плоскости, что межзвёздное пространство не идеально прозрачно, а Солнце не расположено в центре Г.

В 1859 М. А. Ковальский указал на вероятное осевое вращение всей системы Г. Первые более или менее обоснованные оценки размеров Г. Выполнили немецким астроном X. Зелигер и голландским астроном Я. Каптейн в 1-й четверти 20 в. Зелигер, допуская неравномерное распределение звёзд в пространстве и различную их светимость, заключил, что поверхности одинаковой звёздной плотности являются эллипсоидами вращения со сжатием 1:5. Однако из-за неучёта искажающего влияния межзвёздного поглощения света звёзд многие из первых выводов были ошибочными. В частности, оказались преувеличенными размеры Г. При определениях положения Солнца (Земли) в Г. Большинство исследователей относило его к центру Г., главной причиной чего было также игнорирование влияния поглощения света.

Такой взгляд поддерживался также и живучестью геоцентрического и антропоцентрического миропредставления. В 20-х гг. 20 в. Американский астроном Х. Шепли окончательно доказал нецентральное положение Солнца в Г., определив при этом направление на центр Г. (в созвездии Стрельца). В середине 20-х гг. 20 в. Г. Стрёмберг (США), изучая закономерности движения Солнца относительно различных групп звёзд, обнаружил т. Н. Асимметрию звёздных движений, которая дала фактический материал для обоснования многих выводов о сложности строения Г. Швед. Астроном Б. Линдблад (20-е гг. 20 в.), изучая динамику и строение Г. На основе анализа скоростей звёзд, обнаружил сложность строения Г. И принципиальное различие пространственных скоростей звёзд, населяющих разные части Г., хотя все они и связаны в единую систему, симметричную относительно галактической плоскости.

Голландским астроном Я. Оорт в 1927 на основе статистического изучения лучевых скоростей и собственных движений звёзд доказал существование вращения Г. Вокруг собственной малой оси. При этом оказалось, что внутренние, более близкие к центру, части Г. Вращаются быстрее, чем внешние. На расстоянии Солнца от центра Г. (10 килопарсек) эта скорость около 250 км/сек. Период полного оборота — около 180 млн. Лет. Доказательство межзвёздного поглощения света звёзд (1930, сов. Астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов, американский астроном Р. Трамплер), его количественные оценки и учёт позволили уточнить расстояния до отдельных галактических объектов и размеры Г., положили начало выявлению деталей её структуры. Многочисленные исследования пространственного распределения звёзд различных типов (советский астроном П.

П. Паренаго и др.), собственных движений звёзд (ранние работы С. К. Костинского на Пулковской обсерватории, американского астронома В. Боса и др.), движения Солнца в пространстве, а также и движений звёздных потоков (советским астроном В. Г. Фесенков, голландским астроном А. Блау и др.), изучение галактического гравитационного поля и др. Позволили открыть, с одной стороны, много общих закономерностей, а с другой — большое разнообразие в кинематических, физических и структурных характеристиках отдельных составляющих Г. В 30-е и последующие годы 20 в. Значительных успехов в области исследований Г. Достигли советские астрономические обсерватории, Важные результаты получены. В области динамики звёздных систем. В наблюдениях и составлении многочисленных каталогов параметров звёзд и др.

Галактических объектов. В развитии новых взглядов на природу межзвёздной среды. В разработке новых теорий и методов, позволивших выполнить количественные оценки параметров, характеризующих поглощение в галактическом пространстве. В выяснении связей между звёздами и межзвёздным веществом. В избранных областях Млечного Пути проведены по плану Г. А. Шайна (СССР) и по комплексному плану П. П. Паренаго фотометрия и спектральная классификация десятков тысяч звёзд. Огромное значение для понимания процессов развития Г. Имело открытие звёздных ассоциаций (См. Звёздные ассоциации). Большую роль в изучении Г. Сыграли успехи советской науки о переменных звёздах. Сопоставление их физических особенностей и морфологических характеристик с возрастными и пространственными параметрами позволило решить ряд задач структуры и природы Г.

Исследования советских и американских астрономов сделали очевидным сложное строение Г. Оказалось, что различным частям Г. Соответствуют различные, вполне определенные элементы их состава. В 1948 советские исследователи в результате наблюдений в инфракрасных лучах впервые получили изображение ядра Г. Наблюдения 50-х гг. 20 в. Показали наличие у нашей Г. Спиральных рукавов. Изучение Г., её строения и развития — предмет, в первую очередь, трёх разделов астрономии. Звёздной астрономии, астрометрии и астрофизики. Все эти разделы сыграли большую роль в уточнении и детализации наших представлений о Г. Большое значение для исследования Г. Имело развитие радиоастрономии, получившей много новых сведений о Г. Радиоастрономические наблюдения позволили обнаружить большое количество источников излучения в радиодиапазоне в межзвёздных пространствах Г., массы нейтрального водорода, изучить их движения, выяснить общие черты внутреннего строения Г.

К началу 70-х гг. 20 в. В результате исследований, выполненных в СССР и за рубежом, сложилось следующее представление о Г. Степень общей сплюснутости Г., т. Е. Отношение толщины Г. К её экваториальному диаметру, составляет примерно 1:10, хотя резко очерченных границ Г. Не имеет, Толщина расположенного вдоль плоскости галактического экватора слоя, внутри которого находится большинство звёзд и основной массы межзвёздного вещества, равна 400—500 парсек. Пространственная плотность звёзд в нём такова, что одна звезда приходится на объём, равный кубу с ребром в 2 парсека. В окрестностях Солнца плотность несколько меньше. Она значительно возрастает по мере приближения к центру Г., который при наблюдении с Земли виден в созвездии Стрельца.

Следовательно, распределение звёзд характеризуется концентрацией как к плоскости Г., так и к её центру. Общая масса межзвёздного газа в Г. Составляет около 0,05 массы всех звёзд, и его средня плотность близ плоскости экватора не превосходит 10-25 или 10-24 г/см3. Межзвёздная пыль, состоящая из твёрдых частичек, радиусы которых порядка 10-4—10-5 см, в своей массе примерно в 100 раз меньше массы газа. Не влияя из-за ничтожной массы на динамику Г., пыль тем не менее заметно влияет на видимую структуру Г., рассеивая свет звёзд, проходящий через её среду. Ядро Г., будучи погружено в относительно плотные массы межзвёздного вещества, мало доступно оптическим наблюдениям, но радиоастрономические наблюдения указывают на активность ядра, присутствие в нём больших масс вещества и источников энергии.

Г. Имеет резко выраженное подсистемное строение. Различают три подсистемы. Плоскую, промежуточную и сферическую. Плоская подсистема характеризуется наличием молодых горячих звёзд, переменных звёзд типа долгопериодических цефеид, звёздных ассоциаций, рассеянных звёздных скоплений и газо-пылевого вещества. Все они сосредоточены у галактической плоскости в форме экваториального диска (толщиной 1/20 поперечника Г.). Средний возраст звёздного населения диска около 3 млрд. Лет. Слабее концентрируются к плоскости Г. Жёлтые и красные звёзды-карлики и звёзды-гиганты, занимающие объём в виде сильно сплюснутого эллипсоида. Все субкарлики, жёлтые и красные гиганты, переменные звёзды типа короткопериодических цефеид и шаровые звёздные скопления образуют сферическую составляющую (иногда называется гало), заполняя сферический объём (со средним диаметром, превышающим 30 тыс.

Парсек, т. Е. 100 тыс. Световых лет) с резким падением плотности в направлении от центральных областей к периферии. Её возраст более 5 млрд. Лет. Объекты различных составляющих отличаются друг от друга также и скоростями движения, и химическим составом. Звёзды плоской составляющей имеют большие скорости движения относительно центра Г. И они богаче металлами. Это указывает на то, что звёзды разных типов, относящиеся к разным подсистемам, формировались при различных начальных условиях и в различных областях пространства, занимаемого галактическим веществом. Вся галактическая система погружена в обширную газовую массу, которую иногда называют галактической короной (См. Галактическая корона). Из центральной области Г. Распространяются вдоль галактической плоскости спиральные ветви, которые, огибая ядро и разветвляясь, постепенно расширяются, теряя яркость.

Спиральной структурой, оказавшейся весьма характерным свойством галактик на некотором этапе их эволюции, Г. Сходна с множеством др. Звёздных систем того же типа, что и она, имеющих такой же звёздный состав. В развитии спиральной структуры, по-видимому, играют роль гравитационные силы и магнитогидродинамические явления, при этом на неё влияют и особенности вращения Г. Вдоль спиральных ветвей происходит звездообразование и они населены наиболее молодыми галактическими объектами. Вопросы эволюции Г. В целом или отдельных её составных элементов имеют большое мировоззренческое значение. В течение долгого времени господствовал взгляд об одновременном образовании всех звёзд и др. Объектов Г. Такой взгляд связывался с признанием единовременного происхождения всех галактик в одной точке Вселенной и их последующего «разбегания» в разные стороны от неё.

Однако детальные исследования, основанные на многочисленных наблюдениях, привели к заключению (советским астроном В. А. Амбарцумян), что процесс звёздообразования продолжается и в настоящую эпоху. Проблема происхождения и развития звёзд в Г. Является фундаментальной проблемой. Существуют две главные, но противоположные точки зрения на формирование звёзд. Согласно первой из них, звёзды образуются из газовой материи, в значительном количестве рассеянной в Г. И наблюдаемой оптическими и радиоастрономическими методами. Газовое вещество там, где его масса и плотность достигают достаточно большой величины, сжимается и уплотняется под действием собственного притяжения, образуя холодный шар. В процессе дальнейшего сжатия температура внутри него, однако, повышается до нескольких млн.

Градусов. Этого достаточно для возникновения термоядерных реакций, которые вместе с процессами излучения и обусловливают дальнейшую эволюцию этого шара —звезды. Согласно второй точке зрения, звёзды образуются из некоторого сверхплотного вещества. Сверхплотное вещество такого рода ещё не обнаружено и его свойства неизвестны, но то обстоятельство, что в наблюдаемой Вселенной процессы истечения масс из звёзд, деления и распада систем наблюдаются во многих случаях, процессы же образования звёзд из межзвёздного вещества не наблюдаются, говорит в пользу второй точки зрения. Предполагается, что Г. В целом развилась в процессе конденсации первичного газового облака, богатого водородом. Образовавшиеся при этом звёзды в нашу эпоху наблюдаются как звёзды сферической составляющей, бедные металлами и имеющие наибольший возраст.

Первичное газовое облако, продолжая сжиматься под действием гравитационных сил, обогащалось металлами за счёт выбрасывания вещества из недр ранее образовавшихся звёзд, в которых уже в течение многих сотен млн. Лет шли внутриядерные реакции и водород превращался в более тяжёлые элементы. Поэтому более позднее «поколение» звёзд, образовавшее диск Г., оказалось более богатым металлами. Эта концепция объясняет наблюдаемое распределение скоростей звёзд и расслоение последних по подсистемам. Тем не менее в изложенной картине остаётся немало противоречий. Развиваемое рядом советских астрономов представление о роли в эволюции галактик мощных взрывных отталкивательных сил, таящихся в недрах галактик, может пролить новый свет на проблему развития Г.

См. Илл. Лит. Паренаго П. П., Курс звёздной астрономии, 3 изд., М., 1954. Бок Б. Дж. И Бок П. Ф., Млечный путь, пер. С англ., М., 1959. Курс астрофизики и звездной астрономии, т. 2, М., 1962. Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И., Курс общей астрономии, М., 1966. Е. К. Харадзе. Галактика в созвездии Волос Вероники. Галактика в созвездии Андромеды. Часть Млечного Пути в созвездиях Орла и Лебедя. Видны тёмные и светлые участки («туманности» и «облака»)..