NATURA FIZICĂ A SOARElui

Soarele este corpul central al sistemului nostru planetar și cea mai apropiată stea de noi.

Distanța medie a Soarelui față de Pământ este de 149,6 * 10 6 km, diametrul său este de 109 ori mai mare decât cel al Pământului, iar volumul său este de 1.300.000 de ori mai mare decât cel al Pământului. Deoarece masa Soarelui este 1,98 * 10 33 G(333.000 de mase Pământului), apoi în conformitate cu volumul său, aflăm că densitatea medie a materiei solare este de 1,41 g/cm 3 (0,26 din densitatea medie a Pământului). Pe baza valorilor cunoscute ale razei și masei Soarelui, se poate determina că accelerația gravitației pe suprafața sa ajunge la 274. m/sec 2 , sau de 28 de ori mai mare decât accelerația gravitației de pe suprafața Pământului.

Soarele se rotește în jurul axei sale în sens invers acelor de ceasornic atunci când este observat de la polul nord al eclipticii, adică în aceeași direcție în care se învârt toate planetele în jurul lui. Dacă te uiți la discul Soarelui, atunci rotația acestuia are loc de la marginea de est a discului la vest. Axa de rotație a Soarelui este înclinată față de planul ecliptic la un unghi de 83°. Dar Soarele nu se rotește ca un corp rigid. Perioada de rotație siderală a zonei sale ecuatoriale este 25 zile, aproape de 60° latitudine heliografică (măsurată de la ecuatorul solar) este 30 zile, iar la poli ajunge la 35 zile

Când se observă Soarele printr-un telescop, există o slăbire vizibilă a luminozității sale spre marginile discului, deoarece razele care vin din părțile mai profunde și mai fierbinți ale Soarelui trec prin centrul discului.

Stratul care se află la limita de transparență a substanței Soarelui și care emite radiații vizibile se numește fotosferă. Fotosfera nu este uniform strălucitoare, dar prezintă o structură granulară. Granulele ușoare care acoperă fotosfera se numesc granule. Granulele sunt formațiuni instabile, durata existenței lor este de aproximativ 2-3 min, iar dimensiunile variază de la 700 la 1400 km. Pe suprafața fotosferei există pete întunecate și zone luminoase numite facule. Observațiile pete și facule au făcut posibilă stabilirea naturii rotației Soarelui și determinarea perioadei acestuia.

Deasupra suprafeței fotosferei se află atmosfera solară. Stratul său inferior are o grosime de aproximativ 600 km. Substanța acestui strat absoarbe selectiv unde luminoase de asemenea lungimi pe care el însuși este capabil să le emită. În timpul reemisiei, energia este disipată, ceea ce este cauza directă a apariției principalelor linii Fraunhofer întunecate în spectrul solar.

Următorul strat al atmosferei solare, cromosfera, are o culoare roșie aprinsă și este observată în timpul eclipselor totale de soare sub forma unui inel stacojiu care acoperă discul întunecat al Lunii. Limita superioară a cromosferei este constant agitată și, prin urmare, grosimea sa variază de la 15.000 la 20.000. km.

Din cromosferă sunt aruncate proeminențe - fântâni de gaze fierbinți, vizibile cu ochiul liber în timpul eclipselor totale de soare. Cu o viteză de 250-500 km/sec se ridică de la suprafața Soarelui la distanțe egale cu o medie de 200.000 km, și unele dintre ele ating înălțimi de până la 1.500.000 km.

Deasupra cromosferei se află coroana solară, vizibilă în timpul eclipselor totale de soare sub forma unui halou argintiu-perlă care înconjoară Soarele.

Coroana solară este împărțită în interioară și exterioară. Coroana interioară se extinde până la o înălțime de aproximativ 500.000 kmși constă din plasmă rarefiată - un amestec de ioni și electroni liberi. Culoarea coroanei interioare este similară cu cea a soarelui, iar radiația sa este lumina din fotosferă împrăștiată de electroni liberi. Spectrul coroanei interioare diferă de spectrul solar prin faptul că nu se observă linii de absorbție întunecate, dar linii de emisie sunt observate pe fundalul unui spectru continuu, dintre care cel mai strălucitor aparțin fierului ionizat multiplicat, nichelului și altor elemente. . Deoarece plasma este foarte rarefiată, viteza de mișcare a electronilor liberi (și, în consecință, energia lor cinetică) este atât de mare încât temperatura coroanei interioare este estimată la aproximativ 1 milion de grade.

Coroana exterioară se extinde până la o înălțime de peste 2 milioane de metri. km. Conține particule solide minuscule care reflectă lumina soarelui și îi conferă o nuanță galben deschis.

În ultimii ani, s-a descoperit că corona solară se extinde mult mai departe decât se credea anterior. Părțile coroanei solare care sunt cele mai îndepărtate de Soare - supercorona - se extind dincolo de orbita Pământului. Pe măsură ce se îndepărtează de Soare, temperatura supercoronei scade treptat, iar la o distanță de Pământ este de aproximativ 200.000°

Supercorona este formată din nori de electroni rarefiați individuali, „înghețați” în câmpul magnetic al Soarelui, care se deplasează din acesta cu viteze mari și, ajungând în straturile superioare ale atmosferei pământului, îl ionizează și îl încălzesc, influențând astfel procesele climatice.

Spațiul interplanetar din planul ecliptic conține praf fin, producând fenomenul de lumină zodiacală. Acest fenomen constă în faptul că primăvara după apus în vest sau toamna înainte de răsărit în est, se observă uneori o strălucire slabă care iese din orizont sub formă de con.

Spectrul Soarelui este un spectru de absorbție. Pe fundalul unui spectru luminos continuu există numeroase linii întunecate (Fraunhofer). Ele apar atunci când un fascicul de lumină emis de un gaz fierbinte trece printr-un mediu mai rece format din același gaz. În acest caz, în locul liniei de emisie strălucitoare a gazului, se observă o linie de absorbție întunecată.

Fiecare element chimic are un spectru de linii unic, astfel încât compoziția chimică a unui corp luminos poate fi determinată de tipul de spectru. Dacă substanța care emite lumină este un compus chimic, atunci benzile de molecule și compușii lor sunt vizibile în spectrul său. Prin determinarea lungimilor de undă ale tuturor liniilor din spectru, este posibil să se determine elementele chimice care formează substanța radiantă. Intensitatea liniilor spectrale ale elementelor individuale este utilizată pentru a judeca numărul de atomi care le aparțin. Prin urmare, analiza spectrală face posibilă studierea nu numai a compoziției calitative, ci și cantitative a corpurilor cerești (mai precis, atmosferele lor) și este cea mai importantă metodă de cercetare astrofizică.

Aproximativ 70 de elemente chimice cunoscute pe Pământ au fost găsite pe Soare. Dar, practic, Soarele este format din două elemente:

hidrogen (aproximativ 70% din masă) și heliu (aproximativ 30%). Dintre celelalte elemente chimice (doar 3%), cele mai frecvente sunt azotul, carbonul, oxigenul, fierul, magneziul, siliciul, calciul și sodiul. Unele elemente chimice, cum ar fi clorul și bromul, nu au fost încă descoperite în Soare. Spectrul petelor solare mai conține benzi de absorbție ale compușilor chimici: cianogen (CN), oxid de titan, hidroxil (OH), hidrocarbură (CH) etc.

Soarele este o sursă extraordinară de energie, dispersând continuu lumina și căldura în toate direcțiile. Pământul primește aproximativ 1:2000000000 din toată energia emisă de Soare. Cantitatea de energie primită de Pământ de la Soare este determinată de valoarea constantei solare. Constanta solară este cantitatea de energie primită pe minut 1 cm 2 suprafata situata la limita atmosferei terestre perpendicular pe razele soarelui. În ceea ce privește energia termică, constanta solară este 2 cal/cm 2 *min, iar în sistemul de unități mecanice se exprimă prin numărul 1,4-10 6 erg/sec cm 2 .

Temperatura fotosferei este aproape de 6000°C. Emite energie aproape ca un corp negru, astfel încât temperatura efectivă a suprafeței solare poate fi determinată folosind legea Stefan-Boltzmann.

G
de E - cantitatea de energie în ergi emisă în 1 sec. 1 cm 2 suprafata solara; =5,73 10 -5 erg/sec* deg^4 cm 2 - o constantă stabilită din experiență și T - temperatura absolută în grade Kelvin.

Cantitatea de energie care trece prin suprafața unei sfere cu raza de 1 A. e. (150 10" cm), egală e=4*10 33 erg/sec* cm 2 . Această energie este emisă de întreaga suprafață a Soarelui, prin urmare, împărțind valoarea acesteia la aria suprafeței solare, putem determina valoarea Eși calculați temperatura suprafeței Soarelui. Se dovedește E=5800°K.

Există și alte metode pentru determinarea temperaturii suprafeței Soarelui, dar toate diferă în rezultatele aplicării lor, deoarece Soarele nu radiază exact ca un corp complet negru.

Determinarea directă a temperaturii părților interioare ale Soarelui este imposibilă, dar pe măsură ce se apropie de centrul său ar trebui să crească rapid. Temperatura din centrul Soarelui este calculată teoretic din starea de echilibru a presiunii și egalitatea aportului și consumului de energie în fiecare punct al volumului Soarelui. Conform datelor moderne, atinge 13 milioane de grade.

În condițiile de temperatură găsite pe Soare, toată materia sa este în stare gazoasă. Deoarece Soarele se află în echilibru termic, în fiecare punct trebuie compensată forța gravitațională îndreptată spre centru și forțele gazului și presiunea luminii direcționate din centru.

Temperatura ridicată și presiunea ridicată din interiorul Soarelui provoacă ionizarea multiplă a atomilor substanței și o densitate semnificativă a acesteia, depășind probabil 100 g/cm 3 , deşi şi în aceste condiţii substanţa Soarelui păstrează proprietăţile unui gaz. Numeroase date duc la concluzia că timp de multe milioane de ani temperatura Soarelui rămâne neschimbată, în ciuda consumului mare de energie cauzat de radiația solară.

Principala sursă de energie solară sunt reacțiile nucleare. Una dintre cele mai probabile reacții nucleare, numită proton-proton, implică conversia a patru nuclee de hidrogen (protoni) într-un nucleu de heliu. În timpul transformărilor nucleare, se eliberează o cantitate mare de energie, care pătrunde pe suprafața solară și este emisă în spațiu.

Energia radiației poate fi calculată folosind celebra formulă Einstein: E = ts 2 , Unde E - energie; T - masa și c - viteza luminii în vid. Masa nucleului de hidrogen este 1,008 (unități de masă atomică), deci masa a 4 protoni este 4 1,008 = 4,032 A. mânca. Masa nucleului de heliu rezultat este 4,004 A. mânca. Reducerea masei de hidrogen cu 0,028 A. mânca.(acesta este 5 * 10 -26 g) duce la eliberarea de energie egală cu:

DESPRE
Puterea totală de radiație a Soarelui este de 5 * 10 23 litri. Cu. Din cauza radiațiilor, Soarele pierde 4 milioane. T substanțe pe secundă.

În prezent, nu există o teorie satisfăcătoare a originii și evoluției galaxiilor. Există mai multe ipoteze concurente pentru a explica acest fenomen, dar fiecare are propriile sale probleme serioase. Conform ipotezei inflației, după apariția primelor stele în Univers a început procesul de unificare gravitațională a acestora în clustere și apoi în galaxii. Recent, această teorie a fost pusă sub semnul întrebării. Telescoapele moderne pot „priva” atât de departe încât văd obiecte care au existat la aproximativ 400 de mii de ani după Big Bang. S-a descoperit că galaxiile complet formate existau deja în acel moment. Se presupune că a trecut prea puțin timp între apariția primelor stele și perioada menționată mai sus de dezvoltare a Universului și, conform teoriei Big Bang, galaxiile pur și simplu nu ar fi avut timp să se formeze.

O altă ipoteză comună este că fluctuațiile cuantice apar în mod constant în vid. Ele au mai avut loc chiar la începutul existenței Universului, când procesul de expansiune inflaționară a Universului, expansiunea cu viteză superluminală, era în desfășurare. Aceasta înseamnă că fluctuațiile cuantice în sine s-au extins și la dimensiuni care au fost poate de multe, de multe ori mai mari decât dimensiunea lor inițială. Cele dintre ele care existau în momentul încetării inflației au rămas „umflate” și astfel s-au dovedit a fi primele neomogenități gravitatoare din Univers. Se pare că materia a avut aproximativ 400 de mii de ani pentru a suferi compresiune gravitațională în jurul acestor nereguli și a forma nebuloase de gaz. Și atunci a început procesul de apariție a stelelor și de transformare a nebuloaselor în galaxii.

Astronomii asociază formarea stelelor cu condensarea unui mediu difuz gaz-praf rarefiat în mediul interstelar. În 1939, s-a stabilit că sursa energiei stelare este fuziunea termonucleară care are loc în intestinele stelelor. În adâncurile lor, patru protoni sunt combinați printr-o serie de etape intermediare într-o particulă alfa (nucleul de heliu). În fiecare an, cel puțin o stea „moare” în Galaxie, pe măsură ce rezerva sa de combustibil nuclear se epuizează. Aceasta înseamnă că, pentru ca tribul stelar să nu degenereze, este necesar ca în Galaxia noastră să se formeze același număr de stele. Pentru ca Galaxia să mențină neschimbată distribuția stelelor în funcție de clasele de luminozitate, temperatură, incl. în funcție de tipurile spectrale, este necesar ca acesta să mențină automat un echilibru dinamic între stelele emergente și cele pe moarte. În Galaxie, durata de viață a unei stele cu o masă mai mică decât cea a Soarelui este mai lungă decât cea a unei stele mai mari, deoarece procesele termonucleare au loc mai repede la presiune mai mare și la temperatură mai mare. Cu cât masa unei stele este mai mare, cu atât există mai puțin ca stea - cu atât trăiește mai puțin.

Astronomia modernă are un număr mare de argumente în favoarea formării stelelor prin condensarea norilor de gaz și praf în mediul interstelar. Prin urmare, numărul de stele din brațele galaxiilor este mai mare decât în ​​spațiile dintre brațe, iar strălucirea stelelor din brațe este mai strălucitoare acolo; Se presupune că o explozie de supernovă este asociată cu faptul că heliul începe să „ardă” pe ea ca urmare a fuziunii termonucleare, nucleele de carbon sunt formate din nuclee de heliu. În timpul unei reacții cu heliu, este eliberată mai multă energie termonucleară decât în ​​timpul unei reacții cu hidrogen. O astfel de stea explodează literalmente, aruncând o parte din atmosfera sa constând din hidrogen.

Este nevoie de relativ puțin timp pentru ca protostele să treacă prin cele mai timpurii etape de evoluție. Dacă, de exemplu, masa protostelei este mai mare decât Soarele, durează doar câteva milioane de ani, iar dacă este mai mică, atunci câteva sute de milioane de ani. Deoarece timpul de evoluție al protostelelor este relativ scurt, această fază timpurie a dezvoltării stelare este foarte greu de detectat. În această primă etapă de evoluție, protostea colectează hidrogen gazos și praf din norii galactici, ceea ce face ca masa sa să crească, atmosfera de hidrogen să devină mai puternică și presiunea din stratul inferior al atmosferei protostelei să crească. În cele din urmă, presiunea atmosferei și temperatura acesteia pe protostea devin astfel încât să înceapă reacția termonucleară de fuziune a heliului din hidrogen. În acest moment, protostea se transformă într-o stea. Se oprește din contractare, deși continuă să capteze hidrogenul din norii galactici. Volumul și radiația acestuia sunt susținute de reacții termonucleare care au loc în regiunile inferioare ale atmosferei.

Timpul de strălucire de echilibru al unei stele este determinat de masa sa inițială și de furnizarea de hidrogen din spațiul înconjurător. Dacă aportul de hidrogen către o stea crește, atunci ea devine mai strălucitoare dacă fluxul de hidrogen scade, atunci strălucirea stelei scade până când se oprește complet, iar steaua se estompează. Dar dacă aportul de hidrogen crește din nou, atunci steaua poate exploda din nou heliul este din nou sintetizat în atmosfera sa, care se acumulează în straturile inferioare ale atmosferei stelei. Dacă se acumulează o mulțime de nuclee de heliu, atunci presiunea și temperatura din stratul inferior al atmosferei de heliu vor atinge o astfel de valoare încât va începe sinteza nucleelor ​​de carbon din nucleele de heliu. În acest caz, va fi eliberată atât de multă energie încât va avea loc o explozie, tranziția stelei de la combustibilul hidrogen la heliu va provoca o explozie de supernovă. În acest caz, o cantitate semnificativă de hidrogen va fi eliberată în spațiul înconjurător. În jurul stelei cu heliu se va forma un nor sferic - o bulă, în centrul căreia o stea strălucitoare cu heliu va radia energie.

Hidrogenul se arde, iar afluxul său este slăbit, pe măsură ce steaua intră în spațiul interarm al galaxiei. Mai devreme sau mai târziu, dacă nu există o aprovizionare insuficientă din exterior, aproape tot hidrogenul de pe stele se va arde, sau mai degrabă, va mai rămâne mult, dar presiunea și temperatura din zona de reacție termonucleară vor scădea , iar reacția se va opri. În acest caz, vedeta se va stinge pur și simplu. Atmosfera de răcire va începe să se comprime sub influența forțelor gravitaționale care nu sunt echilibrate de eliberarea de energie termică. Când este comprimat, temperatura hidrogenului și a heliului rămase va crește, formând o regiune fierbinte foarte densă constând din heliu cu un mic amestec de elemente mai grele. În această regiune densă fierbinte, reacțiile nucleare nu vor avea loc, dar vor avea loc destul de intens la periferia miezului stelei - într-un strat relativ subțire. Luminozitatea și dimensiunea stelei vor începe să crească din nou. În același timp, steaua se va umfla și începe să se transforme într-o gigantă roșie.

După ce temperatura nucleului dens de heliu contractant al unei stele gigantice roșii atinge 100–150 de milioane de grade Kelvin, acolo va începe să aibă loc o nouă reacție nucleară: formarea unui nucleu de carbon din trei nuclee de heliu. De îndată ce începe această reacție, compresia atmosferei stelei se va opri din nou.

Când o stea explodează, ea elimină o parte semnificativă a atmosferei sale; acest proces se numește formarea nebuloaselor planetare. Când învelișul exterior al unei stele se separă, straturile sale interioare, foarte fierbinți, sunt expuse. În acest caz, carcasa ejectată se va extinde, zburând din ce în ce mai departe de stea. Astfel de fenomene au fost descoperite în spațiu și surprinse în fotografii.

Radiația ultravioletă puternică a stelei - nucleul nebuloasei planetare - va ioniza atomii din învelișul ejectat, excitându-le strălucirea. Spectrul acestei străluciri este legat de compoziția atomică a nebuloasei planetare. După câteva zeci de mii de ani, învelișul din jurul stelei se va disipa și va rămâne doar o stea mică, foarte fierbinte și densă. Treptat, încet, răcindu-se, se va transforma într-o pitică albă, care în cele din urmă va deveni o pitică neagră - o superplanetă cu o densitate foarte mare. Piticii negre sunt corpuri „moarte”, cu o densitate foarte mare, sunt de milioane de ori mai dense decât apa. Dimensiunile lor pot fi mai mici decât dimensiunea globului, deși masele lor sunt comparabile cu masa solară. Procesul de răcire al piticelor albe durează multe sute de milioane de ani. Se pare că așa mor majoritatea vedetelor.

Astfel, piticele albe par să se maturizeze în interiorul stelelor giganților roșii și se nasc după separarea straturilor exterioare ale atmosferei stelelor roșii gigantice. În alte cazuri, îndepărtarea straturilor exterioare poate avea loc nu prin formarea nebuloaselor planetare, ci prin scurgerea treptată a atomilor. Într-un fel sau altul, piticele albe, în care s-au oprit reacțiile nucleare ale sintezei heliului din hidrogen, strălucesc datorită reacției de sinteză a carbonului din heliu. Piticile albe își reduc treptat luminozitatea pe măsură ce își epuizează rezervele de heliu și devin pitice negre invizibile. Cert este că, în spațiul galaxiilor, stelele cu heliu nu își pot reumple combustibilul nuclear - heliu. Pur și simplu nu există niciunul acolo, sau este foarte, foarte puțin.

Procesul de formare a stelelor din mediul interstelar gaz-praf a avut loc și în Galaxia noastră, are loc continuu.

În timpul procesului de evoluție, o stea returnează o parte semnificativă a masei sale în spațiul interstelar, mai întâi sub formă de radiație și vânt stelar din plasmă fierbinte, iar apoi ca rezultat al formării unei nebuloase planetare. Din materie, inclusiv plasma și gazul ejectat de o stea, noi stele tinere se vor forma din nou în Spațiu, care la rândul lor vor trece prin aceleași etape de dezvoltare și se vor transforma în pitice negre. Într-un cuvânt, circulația materiei - materie și energie - are loc prin stelele din galaxii.

Oamenii de știință au început să adopte o abordare serioasă a problemei evoluției galaxiilor la mijlocul anilor 1940. Acești ani au fost marcați de o serie de descoperiri importante în astronomia stelară. S-a putut afla că printre clusterele stelare, deschise și globulare, există tineri și bătrâni, iar oamenii de știință au putut chiar să le estimeze vârsta. A fost necesar să se efectueze un fel de recensământ al populației în galaxii de diferite tipuri și să se compare rezultatele. În care galaxii (eliptice sau spirale), în care clase de galaxii sunt predominante stele mai tinere sau mai vechi. Un astfel de studiu ar oferi o indicație clară a direcției de evoluție a galaxiilor și ar face posibilă clarificarea semnificației evolutive a clasificării galaxiilor Hubble.

Astfel de obiecte ciudate cad uneori în lentila Hubble. Acest obiect seamănă chiar cu o structură artificială (tehnică). De fapt, acesta este cel mai probabil ceva format dintr-o gaură neagră, în jurul căreia stelele strălucitoare se rotesc într-o orbită circulară sub forma unui „dans rotund” - formează împreună un inel de foc și două stele se rotesc în jurul lui pe orbite eliptice. la viteze enorme raza mai mare. În același timp, aceste două stele lasă o dâră de gaz fierbinte sau plasmă care scapă din atmosferă.

Galaxia eliptică ESO 325-G004 în clusterul de galaxii Abell_S740.

Cluster de galaxii. În prim-plan este un sistem de trei galaxii care interacționează (și, cel mai probabil, se ciocnesc), legate gravitațional. Două brațe ușor curbate se extind din această galaxie „tri-core”. Cred că toate galaxiile din acest cluster sunt conectate gravitațional între ele și formează unul dintre nodurile din structura Metagalaxiei. Dar va exista un capitol și o pagină speciale pe site-ul nostru despre structura și viața Metagalaxiei.

Este aproape imposibil să ne imaginăm această galaxie ca rezultat al unei coliziuni a patru galaxii. Dar dacă presupunem că galaxiile vizibile sunt produsul găurilor negre conectate gravitațional între ele, atunci putem presupune că o astfel de formațiune complexă ar putea apărea ca urmare a ejectării protostelelor din patru găuri negre conectate între ele în sistemul gravitațional. . Fiecare dintre aceste găuri negre își formează propriul disc în spirală.

Dar mai întâi, astronomii trebuiau să descopere relația numerică dintre diferitele tipuri de galaxii. Studiul direct al fotografiilor realizate la Observatorul Mount Wilson a permis lui Hubble să obțină următoarele rezultate: galaxii eliptice - 23%, galaxii spirale - 59%, spirale barate - 15%, neregulate - 3%. Cu toate acestea, în 1948, astronomul Yu.I. Efremov a procesat datele din catalogul galaxiilor Shapley și Ames și a ajuns la următoarele concluzii: galaxiile eliptice sunt în medie cu 4 magnitudini mai slabe decât galaxiile spirale în magnitudine absolută. Printre ele există multe galaxii pitice. Dacă luăm în considerare această circumstanță și recalculăm numărul de galaxii pe unitatea de volum, se dovedește că există de aproximativ 100 de ori mai multe galaxii eliptice decât cele spiralate.

Majoritatea galaxiilor spirale sunt galaxii gigantice, cele mai multe galaxii eliptice sunt galaxii pitice. Desigur, printre ambele există o anumită răspândire în mărime, există galaxii gigantice eliptice și pitici spirale, dar sunt foarte puține dintre ambele.

În 1947, H. Shapley a atras atenția asupra faptului că numărul supergiganților strălucitori scade treptat pe măsură ce trecem de la galaxiile neregulate la cele spiralate, iar apoi la cele eliptice. S-a dovedit că cele mai tinere erau galaxiile neregulate și galaxiile cu ramuri foarte ramificate. Shapley a exprimat apoi ideea că trecerea galaxiilor de la o clasă la alta nu are loc neapărat. Este posibil ca galaxiile să fi fost toate formate așa cum le vedem și apoi să fi evoluat doar lent în direcția netezirii și rotunjirii formelor lor. Probabil că nu există o schimbare unidirecțională în galaxii.

H. Shapley a atras atenția asupra unei alte circumstanțe importante. Galaxiile duble nu sunt rezultatul ciocnirii unei galaxii și a fi capturate de alta. Galaxiile spirale coexistă adesea în astfel de perechi cu cele eliptice. Astfel de perechi galactice, după toate probabilitățile, au apărut împreună. În acest caz, este imposibil să presupunem că au trecut printr-o cale de dezvoltare semnificativ diferită.

În 1949 B.V. Kukarkin a atras atenția asupra existenței nu numai a galaxiilor pereche, ci și a clusterelor de galaxii. Între timp, vârsta unui cluster de galaxii, judecând după datele mecanicii cerești, nu poate depăși 10-12 miliarde de ani. Astfel, s-a dovedit că galaxii de diferite forme s-au format aproape simultan în Metagalaxie. Aceasta înseamnă că trecerea fiecărei galaxii în timpul existenței sale de la un tip la altul este complet inutilă.

Opțiuni posibile pentru dinamica stelelor din galaxii. În funcție de dimensiunea protostelei și de densitatea norului de gaz care o înconjoară, se formează diferite tipuri de stele cu sorti diferite. Prin adunarea unei atmosfere puternice de hidrogen, steaua poate deveni o stea gigantică care trece brusc de la o sursă de fuziune a hidrogenului la o sursă de heliu, eliminând învelișul său de hidrogen neutilizat. Dar se poate ajunge la o explozie de supernovă prin scena gigant roșu. Un al treilea tip de dinamică este, de asemenea, posibil, atunci când o stea mică de hidrogen cade într-un nor dens de hidrogen și primește reîncărcare cu hidrogen din acesta, prelungindu-și viața. Fotografie de pe site: http://900igr.net

V.B. Kurakin în 1949 a atras atenția asupra existenței clusterelor de galaxii în Univers.

Grupurile de galaxii sunt sisteme de galaxii legate gravitațional, unele dintre cele mai mari structuri din Univers. Dimensiunea clusterelor de galaxii poate atinge 10 trilioane de ani lumină. Clusterele sunt împărțite în mod convențional în două tipuri. Regulat– clustere de formă sferică regulată, în care predomină galaxiile eliptice și lenticulare, cu o parte centrală clar definită. În centrul unor astfel de clustere se află galaxii eliptice gigantice. Un exemplu de cluster obișnuit este clusterul din spatele constelației Coma Berenices. Neregulat- clustere fără formă definită, inferior ca număr de galaxii celor obișnuite. Clusterele de acest tip sunt dominate de galaxii spirale. Un exemplu este clusterul din spatele constelației Fecioarei. Masele clusterelor depășesc 10 trilioane de mase solare.

Boris Vasilievici Kukarkin (1909–1977) – astronom sovietic. Fotografie de pe site: http://space-memorial.narod.ru Galaxia eliptică din fotografia din dreapta are dimensiuni gigantice. Între ea și observator există o mică galaxie spirală geamănă cu două nuclee bine definite. În centrul unei galaxii eliptice există un nucleu vast. După toate probabilitățile, există o gaură neagră acolo, care concentrează gazul în jurul său și îl absoarbe. Cu toate acestea, acest obiect nu se rotește și, prin urmare, nu are forma unui disc. Stelele strălucitoare și nu atât de strălucitoare din această fotografie sunt situate în Galaxia noastră. Stelele dintr-o galaxie eliptică nu se pot distinge sau poate că nu sunt deloc acolo.

Conceptele cosmogonice ale A.I. Lebedinsky și L.E. Gurevici

Creandu-si ipoteza, A.I. Lebedinsky a pornit de la următoarele ipoteze de bază: 1 – galaxiile s-au format din materie difuză rarefiată care a umplut (și umple) Metagalaxia; 2 – galaxiile nu au apărut simultan, astfel că unele dintre ele s-au format când altele existau deja; 3 – condițiile din spațiul metagalactic în timpul formării galaxiilor diferă puțin de cele moderne. Masa de gaz din care s-a format galaxia, A.I. Lebedinsky a numit-o protogalaxie. El credea că înainte de a începe compresia, starea protogalaxiei era cvasi-statică, adică aproape neschimbată. Apoi, unele schimbări cantitative treptate în starea protogalaxiei (de exemplu, o creștere a densității) au dus la faptul că aceasta a început să se micșoreze. Acest lucru ar putea fi facilitat și de pierderea de energie a moleculelor de gaz la ciocnirea cu particulele solide de praf.

În plus, compresia protogalaxiei are loc aproape conform Jeans: inițial, nebuloasa sferică se rotește și se aplatizează și, pe măsură ce se contractă, începe să se rotească din ce în ce mai repede, ceea ce duce la aplatizarea ei, care nu este limitată de nimic. Dar o protogalaxie nu este deloc o nebuloasă eliptică, deoarece nu există stele în ea și nu o putem observa.

Dar la o anumită etapă de compresie și aplatizare, în protogalaxie apar condensări, mai întâi mari, de mii de ani lumină în diametru, apoi din ce în ce mai mici. Cei mai mari vor da naștere apoi norilor de stele, cei mai mici vor da naștere unor grupuri de stele, iar cei mai mici vor da naștere stele. Formarea stelelor are loc prin condensare gravitațională. Stelele apar în cele mai turtite galaxii spirale. Ramurile spiralate apar deoarece în sistemele foarte aplatizate acest lucru este favorabil din punct de vedere energetic. Cu o mică aplatizare - cum ar fi în galaxiile eliptice - formarea spiralelor și a stelelor este imposibilă.

Astrofizicianul Alexander Ignatievici Lebedinsky. Fotografie de pe site: http://slovari.yandex.ru/ Teoria evoluției ulterioare a unei galaxii spirale tinere de către A.I. Lebedinsky s-a dezvoltat împreună cu L.E. Gurevici. Ei au arătat că odată cu formarea stelelor în galaxie, începe o redistribuire a momentului unghiular, care se realizează cu mase mici. Sistemul este împărțit într-o parte centrală, miezul și o parte periferică, foarte aplatizată. Mai mult, interacțiunile gravitaționale ale stelelor conduc la o creștere treptată a abaterii mișcărilor lor de la circular și la balansarea lor în direcția perpendiculară pe ecuatorul galaxiei. Galaxia continuă să se micșoreze în direcția razelor sale, dar se extinde de-a lungul axei sale, ceea ce face ca aplatizarea sa să scadă oarecum. Stelele sunt împrăștiate din partea centrală a galaxiei în toate direcțiile. În acest caz, se formează un subsistem sferic. Și în subsistemul plat continuă formarea stelelor tinere din materie difuză. Interacțiunile gravitaționale vor distruge grupurile și asociațiile stelare, apoi norii de stele și ramurile spiralate se vor dezintegra. Galaxia spirală, conform lui L.E Gurevich și A.I. Lebedinsky, la sfârșitul evoluției ar trebui să se transforme în eliptică. Din cauza epuizării materiei difuze, formarea stelelor ar trebui să înceteze.

Această teorie a explicat multe probleme, cum ar fi formarea câmpurilor magnetice interstelare și a câmpurilor magnetice în apropierea stelelor, procesele de accelerare a particulelor încărcate și formarea unor elemente structurale complexe. Conceptul cosmogonic al A.I. Lebedinsky și L.E. Teoria lui Gurevich a fost o etapă importantă în dezvoltarea cosmogoniei galactice, dar are și slăbiciuni. În primul rând, a postulat existența unor protogalaxii care nu au fost observate de nimeni (nici înainte, nici după aceea). În al doilea rând, autorii ipotezei nu au oferit o explicație pentru structura spirală a galaxiilor, limitându-se la o remarcă despre avantajul energetic al acestei structuri. Discuția acestei probleme de către A.I. Lebedinsky a promis că va realiza a doua parte a lucrării sale. Vai, nici el, nici L.E. Gurevich nu a făcut niciodată acest lucru, iar a doua parte a lucrării nu a fost publicată.

Lucrările asupra acestei probleme au fost continuate în 1958 de către teoreticianul de la Leningrad T.A. Agekyan. După ce a studiat evoluția sistemelor rotative ale corpurilor care se atrag reciproc sub formă de figuri de echilibru, T.A. Agekyan a luat în considerare posibilitatea disipării lor, adică stele individuale care părăsesc sistemul.

Măsurând viteza cu care stelele învecinate se îndepărtează unele de altele, astrofizicienii au descoperit că stelele aparținând aceluiași grup se mișcă adesea ca și cum ar fi ejectate din același punct din spațiul cosmic. Acest lucru este destul de în concordanță cu ipoteza mea privind formarea nucleelor ​​stelare ca urmare a exploziilor în găurile negre. După ce au adunat atmosfere de hidrogen în jurul lor, acestea fragmentari stele noi izbucnesc. Mai recent, astronomii L.E. Gurevici și A.I. Lebedinsky a creat o teorie a formării așa-numitelor stele noi. Înainte de aceasta, astronomii credeau că fiecare stea trebuie să treacă în mod necesar prin stadiul „nova” - fulgeră într-o supernova neobișnuit de strălucitoare pentru o perioadă scurtă de timp. Conform teoriei lui L.E. Gurevici și A.I. Lebedinsky, nu orice stea poate deveni o „supernova”. Pentru ca o stea să explodeze, interiorul ei trebuie să aibă temperatură și presiune foarte ridicate. Ghidați de teoria lor, ei au prezis o explozie de „supernovă” în constelația Corona Borealis, iar această explozie a avut loc de fapt. Desen de pe site: http://russkoe-pervenstvo.narod.ru

Lev Emmanuilovici Gurevici (1904–1990). Gama creativității sale era foarte largă: probleme de cinetică fizică, fizică moleculară, fizica plasmei. Fotografie de pe site: http://www.lomonosov-fund.ru/ Tateos Artemievici Agekyan (1913–2006). astronom sovietic , om de știință onorat al Federației Ruse.

Teoria Big Bang (ipoteză)

Toate ipotezele care încearcă să explice originea galaxiilor folosesc ca axiomă teoria Big Bang-ului, în urma căruia s-a format Universul. Conform acestei teorii, întregul Univers s-a format ca urmare a unei explozii: mai întâi, din particule elementare s-a format un „gaz” fierbinte, care, răcindu-se în timpul expansiunii Universului, au format structuri: nuclee atomice, atomi, molecule; norii acestui gaz au fost apoi comprimați de gravitație în galaxii și stele. Din anumite motive, nu se acordă o atenție specială faptului că o astfel de ipoteză Big Bang duce la concluzii absurde despre finitudinea Universului. Se pare că această ipoteză, pe care s-au grăbit să o numească teorie, pur și simplu a orbit mințile majorității astronomilor și astrofizicienilor.

Deci, ce spune ipoteza Big Bang? În epoca radiațiilor (conform acestei ipoteze, la început a existat lumină!), a continuat expansiunea rapidă a materiei cosmice, formată din fotoni, printre care se aflau protoni și electroni liberi și extrem de rar - particule alfa. Erau de un miliard de ori mai mulți fotoni decât protoni și electroni. În timpul erei radiațiilor, protonii și electronii au rămas în mare parte neschimbați, doar viteza lor a scăzut. Cu fotoni situația era mult mai complicată. Deși viteza lor a rămas aceeași, în timpul erei radiațiilor fotonii gamma s-au transformat treptat în fotoni de raze X, fotoni ultravioleți și fotoni de lumină. Până la sfârșitul acestei ere, materia și fotonii s-au răcit atât de mult încât fiecare proton putea fi alăturat de un electron. În acest caz, au fost emise un foton ultraviolet sau mai mulți fotoni de lumină vizibilă. Așa s-a format atomul de hidrogen și așa a apărut Universul de hidrogen. Acesta a fost primul sistem de particule din Univers. Odată cu apariția atomilor de hidrogen, a început epoca stelară - era protonilor și electronilor.

Apoi, Universul a intrat în epoca stelară sub formă de hidrogen gazos cu un număr mare de fotoni de lumină și ultraviolete. Hidrogenul gazos sa extins în diferite părți ale Universului cu viteze diferite. Densitatea sa a fost, de asemenea, inegală. A format aglomerări uriașe - lungi de multe milioane de ani lumină. Masa unor astfel de aglomerări cosmice de hidrogen a fost de sute de mii sau chiar de milioane de ori mai mare decât masa galaxiei noastre actuale. Expansiunea gazului în interiorul aglomerărilor a fost mai lentă decât expansiunea hidrogenului rarefiat între aglomerări. Mai târziu, supergalaxiile și grupurile de galaxii s-au format din zone individuale cu ajutorul propriei gravitații. Astfel, cele mai mari unități structurale ale Universului - supergalaxiile - sunt rezultatul distribuției inegale a hidrogenului, care a avut loc în primele etape ale istoriei Universului.

Concentrațiile colosale de hidrogen sunt embrionii clusterelor de galaxii: conform ipotezei, acestea s-au rotit lent. În interiorul lor s-au format vortexuri asemănătoare vârtejelor. Diametrul acestor vortexuri cosmice a atins aproximativ o sută de mii de ani lumină. Așa s-au format sistemele - protogalaxiile, adică. embrioni de galaxii. În ciuda dimensiunilor lor incredibile, vârtejurile protogalaxiilor erau doar o parte nesemnificativă a supergalaxiilor și nu depășeau o miime dintr-o supergalaxie în dimensiune. Forța gravitației a format sisteme de stele din aceste vortexuri, pe care le numim galaxii.

Sub influența gravitației, vortexul rotativ a fost comprimat într-o bilă sau (din rotație) într-un elipsoid oarecum turtit. Dimensiunile unui astfel de nor de hidrogen uriaș obișnuit au variat de la câteva zeci la câteva sute de mii de ani lumină. Dacă energia forțelor gravitaționale care țineau atomul în protogalaxie la periferia sa și-a depășit energia cinetică, atomul a devenit parte integrantă a galaxiei, dacă nu, a părăsit-o. Această condiție se numește criteriul Jeans. Cu ajutorul acestuia, puteți determina în ce măsură masa și dimensiunea protogalaxiei depind de densitatea și temperatura gazului de hidrogen. Cu cât norul era mai rece, cu atât mai mulți atomi rămâneau în el.

O protogalaxie care nu s-a rotit a devenit strămoșul unei galaxii sferice. Galaxiile eliptice oblate s-au născut din protogalaxii cu rotație lentă. Din cauza forței centrifuge insuficiente, forța gravitațională a predominat în ele. Protogalaxia s-a contractat, iar densitatea hidrogenului din ea a crescut. De îndată ce densitatea a atins un anumit nivel, aglomerații de atomi de hidrogen au început să fie eliberate și comprimate, din care s-au născut protostele, care ulterior au evoluat în stele. Nașterea tuturor stelelor dintr-o galaxie sferică sau ușor aplatizată a avut loc aproape simultan. Acest proces continuă pentru un timp relativ scurt, aproximativ o sută de milioane de ani. Aceasta înseamnă că în galaxiile eliptice toate stelele au aproximativ aceeași vârstă și sunt foarte vechi. În galaxiile eliptice, tot hidrogenul a fost consumat imediat la începutul formării stelelor. În următoarea perioadă de timp, stelele nu au mai putut apărea în galaxiile eliptice. Astfel, în galaxiile eliptice cantitatea de materie interstelară ar trebui să fie neglijabilă.

Galaxiile spirale, conform ipotezei Big Bang, constau dintr-o componentă sferică veche (care este similară cu galaxiile eliptice) și o componentă plată mai tânără, care include brațe spiralate. Între aceste componente există mai multe componente de tranziție cu diferite niveluri de aplatizare, diferite vârste și viteze de rotație. Galaxiile spirale se rotesc mult mai repede decât galaxiile eliptice, deoarece s-au format din vortexurile care se rotesc rapid în Universul timpuriu. Prin urmare, atât forțele gravitaționale, cât și cele centrifuge au participat la crearea galaxiilor spirale.

Fiecare atom de gaz interstelar a fost supus a două forțe: gravitația, care l-a tras spre centrul galaxiei și forța centrifugă, care l-a împins departe de axa de rotație. În cele din urmă, gazul a fost comprimat spre planul galactic. În prezent, gazul interstelar este concentrat în planul galactic într-un strat foarte subțire. Este concentrat în primul rând în brațele spirale și reprezintă o componentă plată sau intermediară, numită „populație stelară de tip II”. La fiecare etapă de aplatizare a gazului interstelar, stele s-au născut într-un disc din ce în ce mai subțire.

Această teorie-ipoteză, la prima vedere, pare foarte convingătoare, mai ales când este susținută de un număr destul de mare de formule matematice. Dar diavolul, ca de obicei, se ascunde nu în formule, ci în presupunerile inițiale acceptate ca axiome. Și una dintre axiome este recunoașterea nedovedită ca un fapt al presupunerii că norul de gaz va începe să se rotească singur și, în același timp, încă se va comprima spre centru. Interacțiunea gravitațională a atomilor de hidrogen unii cu alții este atât de nesemnificativă încât se pot „lipi împreună” într-un bulgăre numai la zero grade Kelvin absolut - adică. cu încetarea completă a mișcării termice. Pentru ca hidrogenul gazos să înceapă să se comprima, este nevoie de o sursă puternică de gravitație.

Ipoteza evoluției seculare a galaxiilor

Este necesar să clarificăm sensul termenului „secularizare”. Într-o primă aproximare, secularizarea este separarea (diviziunea), dobândirea independenței. Termenul de „secularizare” a fost folosit pentru prima dată în 1646 de Longueville în timpul negocierilor premergătoare Păcii de la Westfalia și a însemnat posibilitatea de a satisface interesele învingătorilor prin confiscarea posesiunilor monahale. Secularizarea (sechestrarea) proprietății bisericești a fost practicată de monarhii europeni, iar în Rusia a fost destul de folosită de Petru I și Ecaterina a II-a.

În secolul al XVII-lea A început secularizarea științei de religie, a fost formulat principiul separării rațiunii și credinței, principiilor laice și spirituale. Independența principiului secular se manifestă în mod clar nu numai în gândirea politică și științifică a acelei epoci, ci și în etică, care începe să fie privită mai degrabă ca o știință seculară decât religioasă. Până acum, cu succes diferite, există o luptă pentru a separa efectiv biserica de stat și școala de biserică.

Galaxiile eliptice, spre deosebire de galaxiile spirale, au fost întotdeauna considerate sisteme stelare cu o singură componentă. Toate stelele unei galaxii eliptice par a fi asemănătoare între ele, au aceeași vârstă, aceeași metalicitate și sunt distribuite într-o structură sferoidă tridimensională, care, atunci când este proiectată pe planul cerului, poate avea un aspect axial. raport de la 1: 1 la 1: 3. Majoritatea galaxiilor eliptice se rotesc lent (în comparație cu galaxiile disc). Stelele din astfel de galaxii se mișcă haotic, ca niște bucăți de praf în aer când nu bate vânt. Acest lucru este dovedit de dispersia mare a vitezelor și direcțiilor de mișcare ale acestora. Cu toate acestea, recent au ieșit la iveală câteva lucruri interesante.

În 1988, au fost descoperite nuclee distincte din punct de vedere cinematic în unele galaxii eliptice, care s-au rotit mult mai repede decât întreaga galaxie. În marea majoritate a galaxiilor eliptice cu luminozitate moderată, au fost înregistrate izofote „în formă de disc” în jurul părții centrale. D. Burstein a spus despre asta: „În absolut toate galaxiile eliptice există discuri mici.” Discurile descoperite în centrele galaxiilor eliptice se disting și prin compoziția lor chimică - conțin mai mulți atomi grei.

Galaxia spirală NGC 4826. Din apariția galaxiei, nimeni nu ar fi putut ghici că gazul exterior al discului se rotește spre stele. Fotografie de J. Glissen (Whale Peak Observatory) luată de pe site: http://student.km.ru

Ipoteza evoluției seculare a galaxiilor afirmă că gazul „curge” în centrele galaxiilor. D. Friedli și W. Benz (1993) consideră că dacă gazul s-a rotit inițial în aceeași direcție cu stelele, atunci acest lucru stimulează formarea stelelor în miezul galactic, iar dacă gazul s-a „contrarotat”, adică s-a rotit spre stelele, apoi ea În procesul de curgere spre centru, părăsește planul galaxiei și se stabilizează într-un inel circumnuclear rotativ, foarte înclinat, fără a ajunge chiar în centrul galaxiei. Dar de unde provine gazul care se rotește spre stele? Astronomii cred că furnizarea de gaz contrarotativ este posibilă în timpul fuziunii lente a galaxiilor. De exemplu, originea discului stelar gros din Galaxia noastră este asociată cu o fuziune minoră - absorbția satelitului său de către Galaxie. Galaxiile cu discuri gazoase mari care se rotesc opus rotației stelelor sunt, de asemenea, cunoscute în imediata apropiere a Grupului nostru Local de galaxii, de exemplu, în galaxia spirală NGC 4826, toate gazele schimbă simultan direcția de rotație la o distanță de 1 kpc de centru.

În cele mai apropiate cinci galaxii, au fost descoperite inele polare interioare de gaz ionizat: aici, la câteva sute de parsecs de centrul galaxiilor, gazul se rotește într-un plan în general perpendicular pe planul de rotație al stelelor. Aceasta este o descoperire complet neașteptată.

După toate probabilitățile, galaxiile globulare sunt cele mai tinere galaxii. În ele, gaura neagră din centru se rotește încă foarte încet și nu a antrenat gazul și praful din jur într-o mișcare circulară, poate pentru că masa acestei găuri negre nu este suficient de mare.

Pe măsură ce miezul central greu (gaura neagră) dintr-o galaxie sferică absoarbe praful și hidrogenul, acesta începe să se rotească din ce în ce mai repede, trăgând întregul nor sferic în această rotație, făcând norul să înceapă să se aplatizeze. Când se atinge o masă critică, gaura neagră începe să ejecteze fragmente - aglomerări de materie superdensă, care, prin inerție, zboară departe de centrul galaxiei și rămân pe orbită în jurul acesteia. În acest caz, fragmentarii, având gravitație mare, colectează o parte din gazul și praful din brațele galactice. Unele dintre fragmente devin găuri negre, deoarece masa și densitatea lor sunt foarte mari. Alții devin stele, alții devin planete și sateliți ai planetelor.

Ideile despre căile de formare și evoluție ale galaxiilor s-au schimbat dramatic în ultimii 20 de ani. Astronomii și astrofizicienii și-au dat seama că este probabil ca galaxiile să se „formeze”, adică să formeze și să își schimbe structura de-a lungul vieții. Anterior, ei credeau că galaxiile se formează mai întâi și apoi evoluează. De ce s-a schimbat atât de mult paradigma?

În timp ce astronomii observau și studiau încet galaxiile, cosmologii, din considerente teoretice, au ajuns la concluzia că toată gravitația și, în consecință, evoluția dinamică a Universului este determinată de materia întunecată rece nebarionică, care începe să se „aglomereze” sub influența instabilității gravitaționale, adică să se dezintegreze în aglomerări mici, care apoi se contopesc în altele mari, apoi în altele foarte mari și așa mai departe... Și fracția barionică (gaz, în principal hidrogen), a cărei masă este de numai 10% , este obligat să urmărească materia întunecată și, de asemenea, să fragmenteze și să fuzioneze, să fuzioneze, să fuzioneze... Stelele se formează „pe parcurs”, în procesul de îmbinare a structurilor. Astfel, din adâncurile inferențelor cosmologice a apărut un concept ierarhic al formării galaxiilor.

Lucrările timpurii ale cosmologilor au susținut că galaxiile spirale mici s-au născut primele, iar galaxiile eliptice gigantice au apărut ultimele - cu nu mai mult de 5 miliarde de ani în urmă, ca urmare a fuziunii galaxiilor spirale mici. În primul miliard de ani de viață ai Universului, formate ca urmare a Big Bang, s-au putut forma galaxii cu o masă de cel mult 10 până la puterea a 8-a M¤ în primele 6 miliarde de ani de viață; Universul, galaxiile cu o masă de cel mult 10 până la a 10-a putere M s-ar putea forma ¤, iar cele mai masive s-au format chiar mai devreme. Dar observatorii care folosesc noi telescoape gigantice au descoperit destul de multe galaxii masive, cu o masă de materie stelară mai mare de 10 până la a 11-a putere M¤, formate mult mai devreme decât acum 6 miliarde de ani. S-a dovedit că populația de galaxii eliptice gigantice, atât în ​​clustere, cât și în împrejurimi rarefiate, s-a format în urmă cu ~ 8 miliarde de ani. După aceasta, cosmologii au devenit mai puțin categoric, dar conceptul ierarhic al formării galaxiilor continuă să domine.

Galaxia continuă să evolueze constant și sub influența instabilităților, atât generate extern, prin interacțiunea gravitațională cu vecinii săi, cât și sub influența a 4 factori interni inerenți chiar și galaxiilor complet izolate. Această evoluție „liniștită” a galaxiilor de-a lungul întregii lor vieți se numește seculară. Deși este calm, poate duce și la modificări foarte semnificative ale structurii.

Să luăm în considerare în detaliu principalele mecanisme ale evoluției structurale a galaxiilor: instabilitățile interne - gravitaționale ale discurilor reci subțiri (atât stelare, cât și gazoase); interacțiuni externe - maree (de asemenea de natură gravitațională), fuziuni mari și mici.

Modelele lui D. Friedley și W. Benz (1993, 1995) au o caracteristică interesantă: gazul poate ajunge în centrul galaxiei doar dacă inițial s-a rotit în același mod ca stelele. Și dacă gazul se rotește în cealaltă direcție, atunci în procesul de curgere spre centrul galaxiei părăsește planul discului și formează un inel înclinat stabil.

Când galaxiile interacționează strâns, în ele apar structuri de maree - „poduri”, „cozi”, brațe spiralate extinse, „trase” de gravitația obiectului perturbator de pe discul galaxiei implicate în interacțiune. De asemenea, sa dovedit că influența gravitațională externă transformă nu numai părțile exterioare ale galaxiilor: o bară apare în regiunile interioare ale discului. Dar în cele din urmă tot gazul va cădea în centrul galaxiei, urmat de o explozie masivă de formare de stele.

Dacă un nor protogalactic de gaz evoluează singur, atunci doar o galaxie disc se poate forma din el, deoarece în acest caz galaxia nu are unde să pună momentul unghiular suplimentar al gazului. Aceasta a fost una dintre cele mai mari probleme pentru teoriile clasice ale formării galaxiilor prin „colapsul monolitic”, care s-a dezvoltat în anii 1970.

În fuziuni mici, o galaxie satelit mică cu o masă de, de exemplu, 10% din masa galaxiei mari cade pe o galaxie disc mare. Calculele arată că, la cădere, chiar și la un unghi față de planul discului principal, satelitul, după mai multe impacturi asupra acestuia, își pierde componenta verticală a impulsului său, se instalează în planul discului mare și începe să „spire” spre centrul acesteia. Pe parcursul a aproximativ 1 miliard de ani, ajunge în centrul galaxiei gazdă, pierzând o parte mai mică din propria materie pe parcurs. Ce aduce galaxia satelit în centru? Majoritatea stelelor și gazelor sale, dacă le-ar fi avut inițial. Dacă inițial nu a existat gaz în galaxia mică, totuși, ca urmare a coliziunii, acesta a perturbat puternic discul de gaz al galaxiei mari, provocând intensificarea turbulenței și, în consecință, creșterea vâscozității în discul gazos global. O creștere a vâscozității înseamnă o redistribuire intensă a cuplului și din nou curgerea rapidă a gazului radial spre centru. Micile fuziuni ar trebui să conducă, de asemenea, la o concentrare de gaz în miezul galactic și la o explozie ulterioară de formare a stelelor.

Mecanismele de evoluție seculară a galaxiilor duc la concentrarea gazelor în centrele lor și, drept consecință, la un focar probabil de formare a stelelor în aceste centre. Stelele nou formate în centrul galaxiei vor fi cel mai probabil distribuite într-un disc stelar circumnuclear compact. Și dacă vrem să aflăm consecințele evoluției lor seculare în galaxiile din apropierea noastră, este cel mai rezonabil să căutăm în centrele acestor galaxii discuri stelare compacte care diferă de mediul înconjurător (bulgerea, de exemplu) la vârsta lor mai mică. și un conținut mai mare de metale, deoarece s-au format mai târziu din materie bine evoluată. Dar primele descoperiri impresionante de discuri stelare circumnucleare au fost făcute în galaxii eliptice, unde nimeni nu se aștepta să le găsească.

Modelarea numerică arată că, pe o perioadă de aproximativ un miliard de ani, cea mai mare parte a gazului unui disc galactic izolat în evoluție se acumulează în centrul său, pe o rază de aproximativ 1 kpc, în timp ce în centru apar densități mari, iar formarea viguroasă a stelelor are loc în lor.

Nucleii din galaxii se disting chimic și prin conținutul crescut de atomi grei (Silchenko O.K., Afanasyev V.L., Vlasyuk V.V. Astronomical Journal, 1992, v. 69, p. 1121). În 7 din 12 galaxii studiate de acești autori au fost descoperite nuclee izolate chimic. Printre aceste galaxii cu nuclee izolate chimic s-au numărat o galaxie eliptică, trei lenticulare și trei spirale. Mai târziu, aceiași autori au reușit să descopere câteva zeci de galaxii cu nuclee izolate chimic. Diferența dintre vârstele medii ale nucleelor ​​din galaxii din medii dense și rarefiate poate fi explicată prin faptul că în mediile dense izbucnirea nucleară a formării stelelor a decurs mai eficient și s-a încheiat într-un timp mai scurt decât în ​​nucleele galaxiilor izolate.

Toate mecanismele de evoluție seculară a galaxiilor duc la „drenarea” gazului în centrul galaxiei. Dar implică acest lucru în mod clar un focar de formare a stelelor în centrul galaxiei? D. Fridley și W. Benz (1993) răspund: nu, numai dacă inițial gazul s-a rotit în aceeași direcție cu stelele. Iar dacă gazul era „contra-rotativ”, adică se învârtea spre stele, atunci în procesul de curgere spre centru părăsește planul galaxiei și se stabilizează într-un inel circumnuclear rotativ, foarte înclinat, fără a ajunge chiar la centrul galaxiei.

Toate procesele dinamice de restructurare a galaxiilor duc la o concentrare de gaz în centrele lor. Prin studierea regiunilor centrale ale galaxiilor din apropiere, chiar și cu ajutorul unor mijloace de observație relativ modeste, care sunt încă disponibile astronomilor ruși, este posibil să restabilim istoria evolutivă completă a materiei vizibile din Univers și să spunem dacă cosmologii au dreptate în a construi astfel de o schemă frumoasă, dar încă neconfirmată pe deplin, ca conceptul de formare a galaxiei ierarhice.

Ipoteza V.A. Ambartsumyan

V.A. Ambartsumyan și studenții săi au arătat că formarea stelelor în galaxii continuă în timpul nostru. Prin urmare, galaxiile spirale și neregulate pot abunde în stele tinere nu pentru că aceste galaxii în sine sunt tinere, ci pentru că au condiții pentru formarea stelelor, în timp ce galaxiile eliptice nu au.

B.V. Kukarkin a observat că în nicio galaxie eliptică, chiar și cea mai comprimată, nu a fost descoperită materie difuză interstelară concentrată în planul ecuatorial. Incluziunile difuze găsite în ele sunt concentrate spre centrul acestor galaxii. Dimpotrivă, toate galaxiile spirale sunt bogate în materie difuză interstelară concentrată în planul ecuatorial, ceea ce este vizibil mai ales când galaxia este văzută la margine.

Galaxiile spirale sunt diferite: mari și mai mici și uneori foarte mici (la scară cosmică). Unii dintre ei, în raport cu noi, observatori, sunt răsucite la dreapta, alții – la stânga. Galaxiile au nuclee, brațe și spații inter-brațe. Galaxiile constau din corpuri cosmice masive - stele, planete și găuri negre, precum și nori de gaz și praf.

Galaxia inelă este un obiect Hoag. Această fotografie arată mai multe galaxii mult mai departe de obiectul lui Hoag. Fotografie de pe site: http://kapuchin.livejournal.com/191347.html Miezul acestei galaxii va înceta în curând să mai primească hidrogen din spațiul Metagalaxiei. Tot hidrogenul este acum interceptat de un inel de gaz și praf, „umplut” cu stele, planete și găuri negre secundare.

În 1950, Art Hoag a descoperit un obiect extragalactic neobișnuit. În partea sa exterioară există un inel dominat de stele albastre strălucitoare, iar în centru este o minge de stele albe și galbene. Între ele este un decalaj care pare aproape complet întunecat. Obiectul lui Hoag are un diametru de aproximativ 100.000 de ani lumină și se află la aproximativ 600 de milioane de ani lumină depărtare dincolo de constelația Serpens. Mai multe obiecte similare au fost descoperite acum, ele sunt considerate una dintre formele de galaxii în formă de inel. Motivul apariției lor ar putea fi o ciocnire a galaxiilor și un efect gravitațional perturbator asupra unei galaxii spirale obișnuite a unui nucleu cu o formă neobișnuită și proprietăți neobișnuite. Fotografia din stânga a fost făcută de Telescopul Spațial Hubble în 2001 (R. Lucas. Hubble Heritage Team, NASA). Se poate presupune că la început această galaxie s-a dezvoltat conform scenariului obișnuit: gaura neagră a adunat un nor imens de gaz în jurul ei, l-a rotit într-o spirală, apoi aglomerări de materie superdensă au început să fie aruncate din ea - fragmente, care au intrat în cele din urmă. orbita în jurul găurii negre - centrul galaxiei. Dar, la un moment dat, activitatea nucleului acestei galaxii a scăzut brusc. Gaura neagră din centrul ei a continuat să absoarbă materia, care emite lumină înainte de a cădea în această gaură și de a deveni invizibilă. Dar brațele exterioare, sub influența atracției nucleului „calmat” al galaxiei, au format un inel în care sunt încă vizibile urmele fostei structuri spiralate. După toate probabilitățile, acest inel nu cade pe miez deoarece se rotește foarte repede în jurul miezului. Mai exact, stelele și fragmentele care alcătuiesc acest inel se rotesc, iar gazele și praful legate de gravitația acestor stele se rotesc și ele cu ele, motiv pentru care nu cad pe miezul galactic. După toate probabilitățile, galaxiile inelare sunt situate în acele părți ale Metagalaxiei în care concentrația de gaz și praf este extrem de scăzută.

Dincolo de constelația Centaurus, la 12 milioane de ani lumină distanță, se află galaxia lenticulară Centaurus A (NGC 5128). După Norii Magellanic, Galaxia Andromeda și Galaxia Triangulum, este cea mai strălucitoare galaxie pe care o putem vedea. Dacă am putea percepe emisia radio, atunci această galaxie ne-ar fi vizibilă sub forma a două formațiuni uriașe - jeturi care emană din centrul ei.

Regiunea centrală a galaxiei Centaurus A este înconjurată de un amestec de grupuri de stele albastre tinere, nori giganți de gaz și benzi de praf întunecate impresionante. Aceste fotografii au fost realizate în culori naturale în raze X și lungimi de undă radio de Telescopul Spațial Hubble. Imaginile în infraroșu de la Telescopul Hubble au făcut posibil să se vadă discuri de materie în centrul acestei galaxii, care, deplasându-se de-a lungul traiectoriilor spiralate, cad în gaura neagră. Centaurus A pare a fi produsul unei coliziuni între două galaxii, a cărei materie este intens „înghițită” de o gaură neagră. Căzând în această gaură, înainte de a „dispără” în ea, materia emite jeturi uriașe de cuante de raze X. Astronomii cred că aceste găuri negre centrale servesc drept surse de radiații dure. Un jet puternic, aruncat din nucleul activ al galaxiei în sus și ușor spre stânga, s-a întins timp de aproximativ 13 mii de ani lumină. Explozia mai scurtă iese din miez în direcția opusă. Galaxia activă Centaurus A a apărut probabil ca urmare a fuziunii cu o galaxie spirală mai puțin activă în urmă cu aproximativ 100 de milioane de ani.

Galaxia lenticulară 509px-Ngc5866 Este vizibilă pentru noi. Fotografie de pe site: http://ru.wikipedia.org/wiki/

Astrofizicienii spun că găurile negre „exotice” după standardele moderne există în aproape toate galaxiile, dar din anumite motive există o „tension” cu găurile negre „obișnuite” în astrofizică. Se crede că găurile negre de masă mică se formează atunci când stelele masive ajung la sfârșitul evoluției și ejectează cea mai mare parte a materialului lor în spațiul înconjurător într-o explozie de supernovă. Iar miezul dens și compact de răcire care rămâne după ele se transformă treptat într-o gaură neagră. Cercetătorii sugerează, de asemenea, că există câteva milioane de astfel de găuri negre de masă mică în Universul nostru. În aproape fiecare galaxie puteți găsi găuri negre atât de mici și, uneori, chiar mai multe în același timp. Cu toate acestea, sunt greu de detectat, deoarece nu emit nicio lumină, nici vibrații electromagnetice sau fluxuri de particule. Acesta este motivul pentru care majoritatea găurilor negre rămân încă nedescoperite. Cu toate acestea, în ultimii ani, astronomii au făcut destul de multe progrese în acest domeniu. Cu ajutorul unor instrumente științifice speciale și tehnici speciale, aceștia sunt capabili să detecteze din ce în ce mai multe găuri negre în Galaxia noastră (până acum, în principal în sistemele stelare duble). Pentru a detecta o gaură neagră obișnuită în galaxia Centaurus A, astronomii au folosit gama de raze X a telescopului Chandra care orbitează. Fotografia din stânga arată o galaxie formată din gaz tenue, a cărui densitate crește spre centrul său. Dar această galaxie, pe care o vedem din profil, are un disc subțire care constă din materie întunecată, opaca. Cel mai probabil, acest disc este format din fragmente ejectate de miezul superdens care se rotește rapid (gaura neagră) al galaxiei. Aceste fragmente nu au putut să formeze atmosfere de hidrogen și să devină stele și, prin urmare, sunt vizibile ca corpuri întunecate. Ar fi frumos să privim această galaxie din față.

Concluzie

În concluzie, ar trebui să rezumam toate cele de mai sus sub forma unei concluzii generale care exprimă esența ipotezei mele despre structura și dinamica galaxiilor. La început, postulăm că Universul este etern și infinit, că materia sa poate fi găsită nu numai sub formă de materie luminoasă sau ușoară care ne este familiară, constând din cuante, particule elementare, atomi, molecule, nori de gaz. și praf, asteroizi, planete și stele, dar și într-o stare superdensă, care nu prea era numită găuri negre. Găurile negre nu sunt puncte din spațiu în care materia dispare, sunt corpuri sferice, neluminoase, care nu reflectă lumina care cade asupra lor. Aceste corpuri trebuie să se rotească foarte repede și, cu cât sunt mai masive, cu atât se rotesc mai repede, turtindu-se la poli. Forța gravitației de pe suprafața acestor „vârfuri” negre este de așa natură încât materia care cade pe ele își pierde structura și este comprimată până la densitatea nucleului unui atom și poate chiar mai mult. După toate probabilitățile, energia cinetică și termică a materiei care cade pe un astfel de corp este convertită în energia de rotație a acestui corp supradens, numită gaură neagră.

Când energia de rotație atinge o anumită limită, gravitația găurii negre nu mai este capabilă să rețină materia și începe să se desprindă la ecuator și, asemenea unei ghiulele trase dintr-o praștie monstruoasă, zboară departe de gaura neagră. . Astfel de sâmburi ( Să-i numim „fragmentari”) de materie supradensă sunt aruncate pe orbite galactice în funcție de masa lor și de cantitatea de mișcare pe care au primit-o în momentul separării de gaura neagră.

În centrul galaxiilor spirale există obiecte superdense care ejectează aglomerări de materie superdensă - fragmente. Ejectate din nucleul galaxiei (mai precis, din găurile negre din nucleu), aglomerări de materie superdensă din propriul lor câmp gravitațional iau forma unor bile. Dar gravitația proprie a acestor corpuri nu este suficientă pentru a menține materia în aceeași stare de densitate ca și într-o gaură neagră. Materia din aceste corpuri se decomprimă, determinând creșterea volumului lor, iar din protonii și neutronii aglomerației superdense, pe măsură ce se decomprimă, se pot forma nuclee grele de elemente chimice. Decompresia ulterioară a substanței duce la formarea de învelișuri electronice în jurul nucleelor ​​atomice și acestea devin atomi de metale grele.

În această etapă de evoluţie corpuri cosmice supradense (fragmentare)își formează învelișurile exterioare de gaz și praf, capturându-le din norii galactici prin care zboară și în care se cufundă, fiind ejectați din miezul galaxiei - din gaura neagră situată în centrul acesteia. Fragmentele masive formează atmosfere puternice de hidrogen în jurul lor și ulterior devin stele atunci când reacțiile termonucleare de fuziune a nucleelor ​​de heliu din nucleele de hidrogen încep în adâncurile lor. Unele fragmente deosebit de masive, care se deplasează din centrul galaxiei către periferia ei, rămân mici găuri negre - găuri negre de ordinul doi. Ei colectează, de asemenea, hidrogen și praf din norii galactici, dar gravitația lor este atât de mare încât acest gaz și praf, care cad pe aceste găuri negre secundare, se transformă în materie superdensă și optic par să „dispară în aceste găuri”. Fragmente mai mici decât găurile negre secundare se decomprimă ușor și devin nucleele viitoarelor stele neutronice, altele se decomprimă mai mult și devin nucleele stelelor galbene obișnuite, iar altele, cu o masă inițială mai mică și, prin urmare, cu o gravitație mai mică, nu pot ține foarte mari. atmosfere, ele devin nu stele, ci prin planete. După cum vom vedea mai târziu, nucleele tuturor planetelor și ale sateliților mari sferici ai planetelor sunt grele, metalice - fier, așa cum spun oamenii de știință planetar.

Astfel, conform ipotezei mele, stelele și planetele au capturat de fapt nori de gaz și praf din brațele galaxiilor cu gravitația lor, dar acești nori înșiși nu s-au transformat în stele, sau în planete și sateliții lor. Sursa inițială de gravitație, care organizează gazul și praful Cosmosului în stele și planete, este materia super-densă ejectată din găurile negre din centrele galaxiilor - fragmentare. Masa inițială a acestor aglomerări de materie supradensă, prin cantitatea sa, conține informații despre dacă corpul cosmic care se formează va fi o gaură neagră de ordinul doi, o stea neutronică, o stea galbenă sau o planetă. Mișcându-se în galaxie, corpurile cosmice interacționează gravitațional unele cu altele și formează sisteme gravitaționale: stele duble și triple, sisteme planetare în jurul stelelor, sisteme planetare de pe planeta masivă centrală și sateliții săi.

În orice caz, în nucleele tuturor obiectelor spațiale sferice există sau a existat în momentul inițial al existenței lor materie supradensă, care a creat câmpul gravitațional. Corpurile cosmice formate nu din supradensă, ci din materie obișnuită, au o formă neregulată (nesferică), ca urmare a distrugerii totale sau parțiale a planetelor și a sateliților acestora. Este imposibil să obținem materie superdensă în condiții de laborator, așa că putem ghici despre proprietățile ei doar comparând corpuri cosmice de diferite mase și diferite forme care „plutesc” în spațiul galaxiilor.

Există o diferență semnificativă între acest scenariu de inflație haotic și vechea ipoteză a creării întregului Univers într-un moment zero în timp ( Big bang) sub formă de materie practic omogenă încălzită la temperaturi infinit de ridicate sub forma celor mai elementare particule și cuante de vid-eter. În noul model, condiția de omogenitate inițială și de echilibru termodinamic nu mai este necesară. Fiecare parte a Universului poate avea propriul său început singular (Borde et al, 2001). Totuși, aceasta nu înseamnă că întregul Univers în ansamblu a apărut simultan dintr-o singură singularitate. Diferite părți ale universului ar putea să apară în momente diferite în timp și apoi să crească. Aceasta înseamnă că nu mai putem spune că întreg universul s-a născut la un moment dat în timp t=0, înainte de care nu a existat.

Materia Universului poate lua diferite forme: 1 – materie de diferite densități, 2 – radiație, 3 – eter în vid și 4 – singularitate (materie supradensă). Densitatea materiei variază (în g/cm cubi): stele neutronice 1014, pitice albe 106, soare 1,4, supergiganți roșii 5/100.000.000, galaxiile și metagalaxiile în ansamblu au densități cu multe ordine de mărime mai mici decât supergiganții roșii (http: //www.astronet.ru/db/msg/1202878). O parte din materia Metagalaxiei este sub formă de radiații și particule elementare, densitatea acestei materii „radiante” este mai mică de 1/1000 din densitatea materiei din Metagalaxie. Dar o parte semnificativă a materiei se află într-o stare de singularitate, adică. găuri negre.

La scrierea acestei pagini au fost folosite și informații de pe următoarele site-uri:

1. Wikipedia. Adresa de acces: http://ru.wikipedia.org/wiki/

2. Site-ul Astronet. Adresa de acces: http://www.astronet.ru/db/msg/1225526

3. Silchenko O.K. Evoluția regiunilor centrale ale galaxiilor. Adresa de acces: http://lib.tr200.net/v.php?id=94040&sp=1&fs=18; http://ziv.telescopes.ru

4. http://lib.tr200.net/v.php?id=94040&sp=1&fs=18

5. http://www.infuture.ru/article/5983

Conceptul " galaxie"în limbajul modern înseamnă sisteme stelare uriașe. Provine din cuvântul grecesc „lapte, lăptoase” și a fost folosit pentru a desemna sistemul nostru stelar, care reprezintă o dungă ușoară cu o nuanță lăptoasă care se întinde pe tot cerul și, prin urmare, este numită „Calea Lactee”. Numărul de stele din el este de câteva sute de miliarde, adică aproximativ un trilion (10 12). Are forma unui disc cu o îngroșare în centru.

Diametrul discului galaxiei este de 10 21 m. Brațele Galaxiei au formă de spirală, adică se depărtează în spirale de la miez. Într-unul dintre brațe, la o distanță de aproximativ 3 × 10 20 m de miez, se află Soarele, situat în apropierea planului de simetrie. Cele mai numeroase stele din galaxia noastră sunt piticele (masa lor este de aproximativ 10 ori mai mică decât masa Soarelui). Pe lângă stelele simple și sateliții lor (planete), există stele duble și multiple și grupuri de stele întregi (Pleiade). Peste 1000 dintre ele au fost deja descoperite. Ciorchinii globulari conțin stele roșii și galbene - giganți și supergiganți. Unul dintre obiectele din galaxie sunt nebuloase, constând în principal din gaz și praf. Spațiul interstelar este plin de câmpuri și gaze interstelare tenue. Galaxia se rotește în jurul centrului, iar vitezele unghiulare și liniare se modifică odată cu creșterea distanței față de centru. Viteza liniară a Soarelui în jurul centrului galaxiei este de 250 km/s. Soarele își finalizează orbita în aproximativ 290 de milioane de ani (2×108 ani).

La începutul secolului al XX-lea, s-a dovedit că există și altele în afară de Galaxia noastră. Galaxiile diferă puternic în mărime, număr de stele incluse în ele, luminozitate și aspect. Ele sunt desemnate prin numere sub care sunt enumerate în cataloage.

Pe baza aspectului lor, galaxiile sunt împărțite în mod convențional în trei tipuri: eliptice, spirale și neregulate.

Aproape un sfert din toate galaxiile studiate sunt eliptice. Acestea sunt cele mai simple galaxii ca structură.

Galaxiile spirale sunt cele mai numeroase tipuri. Include nebuloasa Andromeda (una dintre cele mai apropiate galaxii de noi), la aproximativ 2,5 milioane de ani lumină distanță de noi.

Galaxiile neregulate nu au nuclee centrale încă nu au fost descoperite modele în structura lor. Aceștia sunt norii Magellanic Mari și Mici, care sunt sateliți ai galaxiei noastre.

După cum se dovedește, galaxiile formează grupuri (zeci de galaxii) și clustere formate din sute și mii de galaxii. Descoperirile de la sfârșitul anilor 70 ai secolului XX au arătat că galaxiile din superclustere sunt distribuite neuniform: sunt concentrate în apropierea granițelor celulelor, adică Universul are o structură celulară (plasă, poroasă). La scară mică, materia din Univers este distribuită inegal. La scară mare este omogen și izotrop. Metagalaxia este nestaționară. Să notăm câteva caracteristici ale expansiunii metagalaxiei:

1. Expansiunea se manifestă doar la nivelul clusterelor și superclusterelor de galaxii. Galaxiile în sine nu se extind.

2. Nu există centru din care să aibă loc expansiunea.

Legat de forțele interacțiunii gravitaționale. Numărul de stele și dimensiunile galaxiilor pot varia. De obicei, galaxiile conțin de la câteva milioane la câteva trilioane (1.000.000.000.000) de stele. Pe lângă stelele obișnuite și mediul interstelar, galaxiile conțin și diverse nebuloase. Dimensiunile galaxiilor variază de la câteva mii la câteva sute de mii de ani lumină. Iar distanța dintre galaxii ajunge la milioane de ani lumină.

Aproximativ 90% din masa galaxiilor provine din materia întunecată și din energie. Natura acestor componente invizibile nu a fost încă studiată. Există dovezi că multe galaxii au galaxii supermasive în centrul lor. Spațiul dintre galaxii nu conține practic materie și are o densitate medie mai mică de un atom pe metru cub. Probabil că există aproximativ 100 de miliarde de galaxii în partea vizibilă a universului.

Conform clasificării propuse de astronomul Edwin Hubble în 1925, există mai multe tipuri de galaxii:

• eliptică (E),
• lenticular (S0),
• spirală obișnuită (S),
• spirală încrucișată (SB),
• incorect (Ir).

Eliptic galaxii - o clasă de galaxii cu o structură sferică clar definită și luminozitate în scădere spre margini. Ele se rotesc relativ lent; În astfel de galaxii nu există materie de praf, care în acele galaxii în care este prezentă este vizibilă ca dungi întunecate pe un fundal continuu al stelelor galaxiei. Prin urmare, în exterior, galaxiile eliptice diferă unele de altele în principal printr-o caracteristică - compresie mai mare sau mai mică.

Ponderea galaxiilor eliptice în numărul total de galaxii din partea observabilă a universului este de aproximativ 25%.

Spirală Galaxiile sunt numite astfel deoarece au brațe strălucitoare de origine stelară în interiorul discului care se extind aproape logaritmic de la umflătură (protuberanța aproape sferică din centrul galaxiei). Galaxiile spirale au un pâlc central și mai multe brațe spiralate, sau brațe, care sunt de culoare albăstruie, deoarece conțin multe stele gigantice tinere. Aceste stele excită strălucirea nebuloaselor de gaz difuze împrăștiate împreună cu norii de praf de-a lungul brațelor spiralate. Discul unei galaxii spirală este de obicei înconjurat de un halou sferoidal mare (un inel de lumină în jurul unui obiect; un fenomen optic) format din stele vechi de a doua generație. Toate galaxiile spirale se rotesc cu viteze semnificative, astfel încât stelele, praful și gazele sunt concentrate într-un disc îngust. Abundența norilor de gaz și praf și prezența giganților albaștri strălucitori indică procese active de formare a stelelor care au loc în brațele spiralate ale acestor galaxii.

Multe galaxii spirale au o bară în centru, de la capetele căreia se extind brațe spiralate. Galaxia noastră este, de asemenea, o galaxie spirală barată.

Lenticular galaxiile sunt un tip intermediar între spirală și eliptică. Au o umflătură, aureolă și disc, dar nu au brațe spiralate. Există aproximativ 20% dintre ele printre toate sistemele stelare. În aceste galaxii, corpul principal luminos, lentila, este înconjurat de un halou slab. Uneori, obiectivul are un inel în jurul lui.

Incorect galaxiile sunt galaxii care nu prezintă nici o structură spirală, nici eliptică. Cel mai adesea, astfel de galaxii au o formă haotică fără un nucleu pronunțat și ramuri spiralate. Ca procent, ele reprezintă un sfert din toate galaxiile. Cele mai multe galaxii neregulate au fost spiralate sau eliptice în trecut, dar au fost deformate de forțele gravitaționale.

Evoluția galaxiilor

Formarea galaxiilor este considerată o etapă naturală a evoluției, care are loc sub influența forțelor gravitaționale. După cum sugerează oamenii de știință, acum aproximativ 14 miliarde de ani a avut loc o mare explozie, după care Universul a fost la fel peste tot. Apoi particulele de praf și gaz au început să se grupeze, să se unească, să se ciocnească și astfel au apărut aglomerări, care s-au transformat ulterior în galaxii. Varietatea formelor galaxiilor este asociată cu varietatea condițiilor inițiale pentru formarea galaxiilor. Acumularea de hidrogen gazos în astfel de aglomerări a devenit primele stele.

Din momentul nașterii, galaxia începe să se micșoreze. Contracția galaxiei durează aproximativ 3 miliarde de ani. În acest timp, norul de gaz se transformă într-un sistem stelar. Stelele se formează prin comprimarea gravitațională a norilor de gaz. Când centrul norului comprimat atinge densități și temperaturi suficiente pentru ca reacțiile termonucleare să aibă loc în mod eficient, se naște o stea. În adâncurile stelelor masive are loc fuziunea termonucleară a elementelor chimice mai grele decât heliul. Aceste elemente intră în mediul primar hidrogen-heliu în timpul exploziilor stelare sau în timpul scurgerii liniștite a materiei cu stele. Elementele mai grele decât fierul se formează în timpul exploziilor enorme de supernove. Prin urmare, vedete din prima generațieîmbogăți gazul primar cu elemente chimice mai grele decât heliul. Aceste stele sunt cele mai vechi și constau din hidrogen, heliu și un amestec foarte mic de elemente grele. ÎN stele din a doua generație amestecul de elemente grele este mai vizibil, deoarece acestea sunt formate din gazul primar deja îmbogățit cu elemente grele.

Procesul de naștere a stelelor are loc odată cu compresia continuă a galaxiei, astfel încât formarea stelelor are loc din ce în ce mai aproape de centrul sistemului, iar cu cât mai aproape de centru, cu atât ar trebui să fie mai multe elemente grele în stele. Această concluzie este de acord cu datele despre abundența elementelor chimice din stelele halou-ului galaxiei noastre și galaxiile eliptice. Într-o galaxie în rotație, viitoarele stele halo se formează într-un stadiu mai timpuriu de contracție, când rotația nu a afectat încă forma generală a galaxiei. Dovada acestei ere în galaxia noastră sunt clusterele stelare globulare.

Când compresia protogalaxiei se oprește, energia cinetică a stelelor de disc rezultate este egală cu energia interacțiunii gravitaționale colective. În acest moment, sunt create condiții pentru formarea unei structuri spiralate, iar nașterea stelelor are loc în ramurile spiralate, în care gazul este destul de dens. Acest stele din a treia generație. Al nostru este unul dintre ei.

Rezervele de gaz interstelar se epuizează treptat, iar nașterea stelelor devine mai puțin intensă. În câteva miliarde de ani, când toate rezervele de gaze se vor epuiza, galaxia spirală se va transforma într-o galaxie lenticulară, formată din stele roșii slabe. Galaxiile eliptice sunt deja în acest stadiu: tot gazul din ele a fost consumat acum 10-15 miliarde de ani.

Vârsta galaxiilor este aproximativ vârsta Universului. Unul dintre secretele astronomiei rămâne întrebarea care sunt nucleele galaxiilor. O descoperire foarte importantă a fost că unele nuclee galactice sunt active. Această descoperire a fost neașteptată. Anterior, se credea că nucleul galactic nu era altceva decât un grup de sute de milioane de stele. S-a dovedit că atât emisia optică, cât și cea radio a unor nuclee galactice se pot schimba în câteva luni. Aceasta înseamnă că într-un timp scurt, o cantitate uriașă de energie este eliberată din nuclee, de sute de ori mai mare decât cea eliberată în timpul exploziei unei supernove. Astfel de nuclee sunt numite „active”, iar procesele care au loc în ele sunt numite „activitate”.

În 1963, au fost descoperite obiecte de un nou tip situate dincolo de granițele galaxiei noastre. Aceste obiecte au un aspect în formă de stea. De-a lungul timpului, au aflat că luminozitatea lor este de multe zeci de ori mai mare decât luminozitatea galaxiilor! Cel mai uimitor lucru este că luminozitatea lor se schimbă. Puterea radiației lor este de mii de ori mai mare decât puterea nucleelor ​​active. Aceste obiecte au fost numite . Acum se crede că nucleele unor galaxii sunt quasari.

Galaxii– sisteme gigantice legate gravitațional de stele și grupuri de stele, gaz și praf interstelar și materie întunecată. În spațiu, galaxiile sunt distribuite neuniform: într-o zonă puteți detecta un întreg grup de galaxii din apropiere, sau este posibil să nu detectați o singură galaxie, chiar și cea mai mică. Numărul exact de galaxii din universul observabil este necunoscut, dar este probabil să fie de ordinul a o sută de miliarde.

Prima condiție Apariția galaxiilor în Univers a fost apariția unor clustere aleatorii și concentrații de materie într-un Univers omogen. Pentru prima dată o astfel de idee a fost exprimată de I. Newton, care a susținut că dacă materia ar fi împrăștiată uniform în spațiul infinit, ea nu s-ar fi adunat niciodată într-o singură masă.

A doua condiție apariția galaxiilor - prezența unor mici perturbări, fluctuații ale materiei care conduc la o abatere de la omogenitatea și izotropia spațiului. Tocmai fluctuațiile au devenit „semințele” care au dus la apariția unor compactări mai mari de materie. Aceste procese pot fi reprezentate prin analogie cu procesele de formare a norilor din atmosfera Pământului.

CARACTERISTICI GENERALE ALE GALAXIILOR(DIMENSIUNE, LUMINITATE, MASĂ, COMPOZIȚIE)

Mărimea. Conceptul de dimensiune nu este strict definit, deoarece... galaxiile nu au granițe ascuțite; luminozitatea lor scade treptat cu distanța de la centru spre exterior. Dimensiunea aparentă a galaxiilor depinde de capacitatea telescopului de a-și evidenția regiunile exterioare cu luminozitate scăzută împotriva strălucirii cerului nopții, care nu este niciodată complet negru. Părțile periferice ale galaxiilor „se îneacă” în lumina sa slabă. Pentru a estima în mod obiectiv dimensiunea galaxiilor, un anumit nivel de luminozitate a suprafeței sau, după cum se spune, un anumit izofot (așa-numita linie de-a lungul căreia luminozitatea suprafeței are o valoare constantă) este luat în mod convențional drept graniță.

Luminozitatea galaxiilor(adică puterea totală de radiație) variază în limite chiar mai mari decât dimensiunea lor - de la câteva milioane de luminozități solare (Lc) pentru cele mai mici galaxii la câteva sute de miliarde de Lc pentru galaxiile gigantice. Această valoare corespunde aproximativ cu numărul total de stele din galaxie sau cu masa totală a acesteia.

Masele galactice, precum și luminozitățile lor, pot diferi și cu câteva ordine de mărime - de la un milion de mase solare la o mie de miliarde de mase solare în unele galaxii eliptice.

Compoziție și structură. Componentele Galaxiei sunt stelele, gazul rarefiat, praful (acesta este mediul interstelar) și razele cosmice. Galaxiile sunt, în primul rând, sisteme stelare. Spațial, stelele formează două componente structurale principale ale galaxiei, ca și cum ar fi cuibărite una în cealaltă: disc stea care se rotește rapid, Și componentă sferică (sau sferoidă) care se rotește încet. Se numește partea interioară, cea mai strălucitoare a componentei sferodale umflătură(din limba engleză umflare - umflare), iar partea exterioară a luminozității scăzute - aureola de stele. În centrul majorității galaxiilor există o regiune strălucitoare numită miez.În partea centrală a galaxiilor masive, un mic și se rotește rapid disc perinuclear care constă tot din stele și gaz. Un număr mare de stele, strâns interconectate prin gravitație, se învârt în jurul centrului galactic ca un satelit - acesta este - cluster stelar globular. Pe lângă grupurile de stele globulare distinge grupurile deschise de stele. Spre deosebire de clusterele de stele deschise, care sunt situate în discul galactic, clusterele globulare sunt situate în halou; sunt mult mai vechi, conțin mult mai multe stele, au o formă sferică simetrică și se caracterizează printr-o creștere a concentrației de stele spre centrul clusterului. Observațiile clusterelor globulare indică faptul că acestea apar în principal în regiuni cu formare eficientă de stele, adică acolo unde mediul interstelar este mai dens decât regiunile normale de formare a stelelor.

Stelele din clustere deschise sunt legate între ele de forțe gravitaționale relativ slabe, astfel încât, pe măsură ce orbitează în jurul centrului galactic, clusterele pot fi distruse trecând aproape de alte clustere sau nori de gaz, caz în care stelele care le formează devin parte a normalului. populația galaxiei. Grupurile de stele deschise se găsesc numai în galaxiile spirale și neregulate, unde au loc procese active de formare a stelelor.

Pe lângă stele cu mase, compoziții chimice și vârste diferite, fiecare galaxie conține o rară rarefiată și ușor magnetizată. mediu interstelar (gaz și praf), pătruns de particule de înaltă energie (razele cosmice). Masa relativă atribuită mediului interstelar este, de asemenea, una dintre cele mai importante caracteristici observabile ale galaxiilor. Masa totală a materiei interstelare variază foarte mult de la o galaxie la alta și de obicei variază de la câteva zecimi de procente până la 50% din masa totală a stelelor (în cazuri rare, gazul poate chiar predomina în masă peste stele). Conţinut gazîntr-o galaxie este o caracteristică foarte importantă, de care depinde în mare măsură activitatea proceselor care au loc în galaxii și, mai ales, procesul de formare a stelelor. Gazul interstelar este format în principal din hidrogen și heliu cu un mic amestec de elemente mai grele. Aceste elemente grele se formează în stele și, împreună cu gazul pierdut de stele, ajung în spațiul interstelar.

Mediul gazos al spațiului interstelar conține, de asemenea, o componentă solidă fin dispersată - praf interstelar. Ea se manifestă în două moduri. În primul rând, praful absoarbe lumina vizibilă și ultravioletă, provocând o estompare generală și înroșire a galaxiei. Cele mai opace (din cauza prafului) zone ale galaxiei sunt vizibile ca zone întunecate pe un fundal luminos și luminos. Există mai ales multe regiuni opace lângă planul discului stelar - aici este concentrat mediul interstelar rece. În al doilea rând, praful în sine radiază, eliberând energia luminoasă acumulată sub formă de radiație infraroșie îndepărtată. Masa totală a prafului este relativ mică: este de câteva sute de ori mai mică decât masa totală a gazului interstelar.

Galaxiile sunt foarte diverse: printre ele se pot distinge galaxii sferice eliptice, galaxii cu disc spirală, galaxii barate, lenticulare, pitice, neregulate etc. Varietatea formelor observate ale galaxiilor i-a determinat pe astronomi să dorească să combine obiecte similare și să împartă galaxiile în serii. clase după aspectul lor (morfologie). Clasificarea morfologică cea mai frecvent utilizată a galaxiilor se bazează pe schema propusă de E. Hubble în 1925 și dezvoltată de acesta în 1936. Galaxiile sunt împărțite în mai multe clase principale: eliptică (E), spirală (S), lenticulară (S0) și neregulată (Irr).

E-galaxii eliptice Arata ca pete eliptice sau ovale, nu prea alungite, a caror luminozitate in interior scade treptat cu distanta fata de centru. De obicei nu există nicio structură internă (le lipsește un disc vizibil, deși măsurători fotometrice precise sugerează în unele cazuri existența acestuia. Urme de praf sau gaz se găsesc rar în ele)

Galaxiile spirale (S) este cel mai frecvent tip (aproximativ jumătate dintre ele). Reprezentanții tipici sunt galaxia noastră și nebuloasa Andromeda. Spre deosebire de galaxiile eliptice, ele prezintă o structură sub formă de ramuri spiralate caracteristice. În ciuda varietății de forme, galaxiile spirale au o structură similară. În ele sunt observate trei componente principale: un disc stelar, o componentă sferoidă, o regiune interioară strălucitoare numită umflătură și o componentă plată, care este de câteva ori mai mică ca grosime decât discul. Componenta plată include gaz interstelar, praf, stele tinere și brațe spiralate. Galaxia noastră are o structură similară.

Între tipurile E și S există un tip galaxii lenticulare (S0). La fel ca galaxiile S, ele au un disc stelar și o umflătură, dar nu au brațe spiralate. Se crede că acestea sunt galaxii care au fost în spirală în trecutul îndepărtat, dar acum aproape complet „pierdut” sau consumat gazul interstelar și, odată cu acesta, capacitatea de a forma ramuri spiralate strălucitoare. Orice galaxie spirală, dacă este lipsită de gaz și de stele tinere, va fi clasificată drept lenticulară.

Galaxii Irr neregulate nu au o structură ordonată, nu au ramuri spiralate, deși conțin regiuni luminoase de diferite dimensiuni (de regulă, acestea sunt regiuni de formare intensă a stelelor). Bulbul din aceste galaxii este foarte mic sau complet absent. Aceste galaxii tind să fie bogate în gaze interstelare și stele tinere.

Unele galaxii au un nucleu neobișnuit de strălucitor. Galaxiile cu nuclei activi sunt de obicei împărțite în mai multe tipuri. Există galaxii Seyfert, galaxii radio, quasari C Galaxiile Eifert sunt numiteîn onoarea astronomului american Carl Seyfert, care le-a observat pentru prima dată în 1943. În unele cazuri, nucleele galaxiilor Seyfert sunt de 100 de miliarde de ori mai strălucitoare decât Soarele. S.g. - acestea sunt, de regulă, galaxii spirale. Cea mai probabilă ipoteză pentru a explica activitatea nucleelor ​​presupune prezența unei găuri negre (cu o masă de zeci sau sute de milioane de mase solare) în centrul galaxiei.

Cele mai neobișnuite dintre toate sunt obiectele numite quasari. Termenul englezesc quasar înseamnă literal „sursă radio asemănătoare stelelor”) - un nucleu galactic activ puternic și îndepărtat. Ele emit dintr-o zonă cu un diametru mai mic de 1 lumină. ani, aceeași cantitate de energie ca ar fi emisă de sute de galaxii normale În ciuda naturii lor neobișnuite, quasarii nu sunt impresionanți din punct de vedere vizual, așa că au fost observați abia după 1963.

Astăzi, cel mai comun punct de vedere este că un quasar este o gaură neagră supermasivă care aspiră materia înconjurătoare. Pe măsură ce particulele încărcate se apropie de o gaură neagră, ele accelerează și se ciocnesc, rezultând o emisie intensă de lumină. Dintr-un alt punct de vedere, quasarii sunt primele galaxii tinere, iar noi pur și simplu observăm procesul nașterii lor. Cu toate acestea, există și un intermediar, deși ar fi mai corect să spunem o versiune „unită” a ipotezei, conform căreia un quasar este o gaură neagră care absoarbe materia unei galaxii în formare.

O galaxie radio este un tip de galaxie care are emisii radio mult mai mari în comparație cu alte galaxii. Sursele de radiații ale galaxiilor radio constau de obicei din mai multe componente (nucleu, halo, emisii radio). Galaxiile radio au, de obicei, forma unor elipse și au dimensiuni gigantice.

Câteva procente din galaxiile observate nu se încadrează în schema de clasificare descrisă; Peculiar. De obicei, acestea sunt galaxii a căror formă este distorsionată de interacțiunile puternice cu galaxiile învecinate (astfel de galaxii sunt numite interacționând. Nu există o definiție clară pentru acest termen, iar clasificarea galaxiilor în acest tip poate fi contestată. Uneori, clasificarea unei galaxii ca tip deosebit a fost contestată. Deci, de exemplu, B.A. Vorontsov-Velyaminov credea că galaxiile care interacționează nu sunt deosebite, deoarece modificările vizibile ale formei lor sunt cauzate de tulburările vecinilor apropiați. Cu toate acestea, printre sistemele care interacționează există obiecte cu forme atât de bizare, încât este dificil să nu le numim ciudate.

Un exemplu clasic de galaxie deosebită este galaxia radio Centaurus A (NGC 5128).

Într-un grup separat sunt alocate galaxii pitice- de dimensiuni mici, a cărei luminozitate este de mii de ori mai mică decât cea a galaxiilor precum a noastră sau a nebuloasei Andromeda. Sunt cea mai numeroasă clasă de galaxii, dar luminozitatea lor scăzută le face dificil de detectat la distanțe mari. Printre acestea se numără și dE eliptică, dS spirală (foarte rar) și neregulată (dIrr). Litera d (din engleză pitic - pitic) denotă apartenența la sistemele pitice.

Evoluția galaxiilor

Diversitatea observată a galaxiilor este o consecință a diferitelor condiții în care au apărut. Analiza spectrelor și a compoziției stelare a galaxiilor a arătat că marea majoritate a acestora sunt foarte vechi și s-au format acum 10-15 miliarde de ani. Conform conceptelor moderne, formarea galaxiilor a început în era timpurie a expansiunii Universului, când densitatea medie a materiei din Univers era de sute de ori mai mare decât în ​​prezent. Galaxiile au apărut din norii de hidrogen-heliu care se prăbușeau sub influența propriei gravitații. La o anumită etapă de compresie, a început formarea intensă a stelelor în protogalaxii. Stele masive, care evoluează rapid și explodează ca supernove, au ejectat gaz îmbogățit cu diferite elemente chimice rezultate din explozie în spațiul înconjurător.

Formarea unui disc în galaxii este asociată cu disipare(Disiparea energiei este tranziția unei părți din energia proceselor ordonate (energia cinetică a unui corp în mișcare, energia curentului electric etc.) în energia proceselor dezordonate, în cele din urmă în căldură.) energia gazoasă într-o protogalaxie în contracție. Deținând un anumit cuplu, gazul, pierzându-și energia mecanică, a fost comprimat într-un disc, care, ca urmare a formării stelelor din gaz, a devenit treptat un disc stelar.

Un rol major în evoluția galaxiilor l-a jucat absorbția sistemelor mai mici de către galaxiile mari, care au fost distruse de forțele mareelor ​​și au reumplut masa galaxiilor formate.

CLUSTE ŞI SUPERCLUSTE

Fotografiile galaxiilor arată că există puține galaxii cu adevărat singuratice. Aproximativ 95% din galaxii se formează grupuri de galaxii.. Ele sunt adesea dominate de o galaxie eliptică sau spirală masivă, care, datorită forțelor mareelor, în timp distruge galaxiile satelit și își mărește masa, consumându-le.

Cluster de galaxii sunt numite asociații de câteva sute de galaxii, care pot conține atât galaxii individuale, cât și grupuri de galaxii. De obicei, atunci când sunt observate la această scară, pot fi identificate mai multe galaxii eliptice supermasive foarte luminoase. Astfel de galaxii ar trebui să influențeze direct procesul de formare și formare a structurii clusterului.

Supercluster- cel mai mare tip de asociație de galaxii, include mii de galaxii. La scara superclusterelor, galaxiile se aranjează în benzi și filamente care înconjoară goluri vaste și rare. Forma unor astfel de grupuri poate varia de la un lanț, cum ar fi lanțul Markarian, la pereți, cum ar fi marele zid din Sloan.

Grup local de galaxii. Calea Lactee

Grupul Local de galaxii este o colecție de galaxii din apropiere, ale căror distanțe nu depășesc aproximativ 1 milion pc (aproximativ 3 milioane de ani lumină). Este format din două grupuri mari și galaxii pitice împrăștiate printre ele - aproximativ 30 de membri în total. Unul dintre grupuri este dominat de Galaxia noastră cu norii Magellanic din apropiere ca mărime, masă și intensitate luminii. Într-un alt grup, locul principal este ocupat de o galaxie spirală (nebuloasa Andromeda), care este și mai puternică. Este adiacent unei galaxii spirale mai mici - M 33 din Triangulum, două galaxii eliptice mici și mai multe galaxii pitice. Galaxiile incluse în M. g., datorită apropierii lor de noi, sunt accesibile celui mai detaliat studiu.

Membrii Grupului Local se deplasează unul față de celălalt, dar sunt conectați prin gravitație reciprocă și, prin urmare, ocupă un spațiu limitat de aproximativ 6 milioane de ani lumină pentru o lungă perioadă de timp și există separat de alte grupuri similare de galaxii. Se crede că toți membrii Grupului Local au o origine comună și coevoluează de aproximativ 13 miliarde de ani.

Galaxia noastră - Calea Lactee - are forma unui disc cu o umflătură în centru - miezul, din care se extind brațele spiralate. Grosimea sa este de 1,5 mii de ani lumină, iar diametrul său este de 100 de mii de ani lumină. Vârsta galaxiei noastre este de aproximativ 15 miliarde de ani. Se rotește într-un mod destul de complex: o parte semnificativă a materiei sale galactice se rotește diferențial, așa cum planetele se rotesc în jurul Soarelui, fără a acorda atenție orbitelor în care se mișcă alte corpuri cosmice, destul de îndepărtate, iar viteza de rotație a acestor corpuri scade. cu creșterea distanței lor față de centru. O altă parte a discului galaxiei noastre se rotește solid, ca un disc muzical care se învârte pe un recorder. Soarele nostru este situat într-o regiune a galaxiei în care vitezele de rotație în stare solidă și diferențială sunt egale. Acest loc se numește cerc de corotație. Creează condiții speciale, calme și staționare pentru procesele de formare a stelelor.

Galaxia noastră are două mici galaxii satelit numite Nori Magellanic. Există nori Magellanic mari și mici. Acestea sunt zone bogate de observare cu instrumente de toate dimensiunile și sunt vizibile cu ochiul liber în emisfera sudică. Norii Magellanic erau familiari marinarilor din emisfera sudică și au fost numiți „Norii Capului” în secolul al XV-lea. Ferdinand Magellan le-a folosit pentru navigație, ca alternativă la Steaua Polară, în timpul călătoriei sale în jurul lumii din 1519-1521. Când, după moartea lui Magellan, nava sa s-a întors în Europa, Antonio Pigafetta (tovarășul lui Magellan și cronicarul oficial al călătoriei) a propus să numească Norii Capului Norii lui Magellan ca un fel de perpetuare a memoriei sale.

Ambii nori au fost considerați anterior galaxii neregulate, dar ulterior au descoperit caracteristici structurale ale galaxiilor spirale barate. Sunt situate relativ aproape unul de celălalt și formează un sistem (dublu) legat gravitațional. Ambii nori Magellanic sunt scufundați într-o înveliș comună de hidrogen neutru. În plus, ele sunt conectate între ele printr-o punte de hidrogen

Există o mulțime de grupuri de stele în Norii Magellanic. Oamenii de știință au înregistrat 1.100 de clustere deschise în Norul Mare și mai mult de 100 în Norul Mic. 35 de clustere globulare au fost descoperite în Norul Mare, iar 5 în Norii Mici au fost descoperite în Norii Magellanic, care nu se găsesc în Galaxia noastră. Conțin mulți giganți albaștri și albi. De aceea sunt albi. Grupurile globulare obișnuite sunt formate din giganți roșii, deci culoarea lor este galben-portocalie.

1). O stea ca obiect de studiu în astrofizică.

2). Clasificarea stelelor.

3). Nașterea și evoluția stelelor.