За вратами загадочнной Вселенной. Том 1

Спиральная галактика М64 – Черный Глаз

Но что действительно странно, так это то, что она состоит из двух галактик с разным направлением вращения. Внутренняя часть системы вращается в одну сторону, в то время как звезды и пыль во внешних частях, находящихся на расстоянии около 40 000 световых лет, – в другую.

Гипотеза заключается в том, что две галактики столкнулись и слились друг с другом в далеком прошлом. В результате этого столкновения внутренняя часть галактики сохранила свое первоначальное направление вращения, а внешние части – приобрели новое.

Кроме необычного вращения, М64 также известна своей темной полосой пыли, которая пересекает ее центр. Эта полоса пыли настолько плотна, что блокирует свет от звезд, находящихся за ней. В результате этого создается эффект «глаза», который придает галактике свой уникальный вид.

• К спиральным следует отнести и галактику NGC 1300, расположенную в созвездии Эридан на расстоянии около 61 миллиона световых лет от Земли. Эта спиральная галактика имеет свои особенности: перемычку из ярких звёзд, выходящую из центра и пересекающую её посередине, отсутствие активного ядра, что может указывать на недостаточно массивную чёрную дыру в центре, а также то, что её четыре спиральные ветви начинаются на концах перемычек, тогда как в обычных спиральных галактиках они выходят непосредственно из ядра.

Галактик NGC 1300

Эта галактика, вероятно, образовалась в результате слияния двух или более галактик, что подтверждается наличием двух спиральных рукавов, которые расходятся от центра галактики в противоположных направлениях. Изображение галактики было получено с космического телескопа Хаббл в сентябре 2004 года. Оно является одним из самых больших изображений телескопа Хаббл, показывающих галактику целиком.

Обладательницей титула самой большой спиральной галактики на сегодняшний день стала галактика с перемычкой NGC 6872, расположенная на расстоянии 212 миллионов световых лет в созвездии Павлина.

Внешне она отличается от нашего Млечного Пути и в 5 раз больше него. Галактика обладает двумя длинными звездными «отростками», которые исходят из ее противоположных концов.

Спиральная галактика с перемычкой NGC 6872

NGC 6872 находится на расстоянии 212 миллионов световых лет от Земли. Ученые считают, что ее вытянутая форма обусловлена взаимодействием с соседней дисковой галактикой IC4970, масса которой составляет всего одну пятую от массы гиганта. Обычно такие галактические взаимодействия приводят к слиянию. Но в данном конкретном случае они, похоже, создадут новую галактику.

И еще несколько слов о спиральных галактиках. Их диски с характерным периодом вращения в несколько сотен миллионов лет содержат основную массу звёзд. Скорости вращения на большом расстоянии от центра достигают 100—400 км/с в зависимости от массы галактики и, как правило, мало меняются с удалением от центра.

Астрономы неожиданно для себя самих получили доказательства того, что все спиральные галактики вращаются с одной и той же скоростью. Нет никаких различий по месту во Вселенной, размеру, массы и плотности галактик. Все они тратят примерно 1 миллиард лет на полный оборот. Кроме того, астрономы математически вывели еще одну забавную закономерность: на краю галактик находятся самые старые звезды, хотя раньше считалось, что наоборот.

За некоторым исключением, спиральные галактики напоминают во Вселенной своеобразный космический фейерверк, о чем свидетельствуют изображения, сделанные с помощью очень большого телескопа Европейской южной обсерватории:

Спиральные галактики напоминают своеобразный космический фейерверк

– Эллиптические галактики имеют форму эллипса и обычно отличаются отсутствием выраженной структуры рукавов и дисков. Они большей частью содержат старые звезды и имеют более плотное ядро.

Эллиптическая галактика типа Е7, противоположные концы большой оси которой как бы заострены

К эллиптическим галактикам относятся:

• Вирго A – огромная эллиптическая галактика в созвездии Девы, в центре которой находится одна из наиболее массивных черных дыр, известная как M87*.

• M32 – небольшая эллиптическая галактика, являющаяся спутником Андромеды.

• Форнах UCD3 – галактика как результат слияния нескольких галактик, которая относится к редкому классу ультракомпактных карликов. Отличительная особенность – высокая плотность звезд и очень малый размер до 300 световых лет в диаметре. В центре её ученые открыли сверхмассивную черную дыру, по массе примерно равную сверхмассивной черной дыре в центре Млечного Пути и составляющую приблизительно 4% массы всей звездной системы, в которой находится.

Как возможно, что галактика столь малого размера обладает черной дырой таких размеров? Ученые убеждены, что это доказательство того факта, что некоторые галактики периодически сталкиваются между собой и более крупная «отхватывает» часть меньшей, продолжая свое путешествие в пространстве-времени. Нечто подобное произошло и с Fornax UCD3, превратив ее в умирающий «кусочек» с огромной дырой в центре.

• Центавр А. Она также известна как галактика Паука из-за своей выдающейся структуры.

Галактика Центавр А (NGC 5128)

От галактик других типов эллиптические галактики отличаются не только формой, но и простым внутренним строением, однородностью. Звезды в этих галактиках распределены очень равномерно, не образуя никаких внутренних уплотнений. Даже центральное ядро почти не замечается. Яркость в разных точках эллиптических галактик тоже примерно одинакова.

Эллиптические галактики с визуальной точки зрения представляют собой, вероятно, самый невыразительный тип галактик. Их форма напоминает гладкие эллипсы или круги с постепенным уменьшением светимости от центра к периферии. Они не обладают дополнительными характеристиками в своей структуре, например, рисунком, так как состоят из вторичного типа звездного населения. В основном эллиптические галактики состоят из красных и желтых гигантов, а также красных и желтых карликов с небольшим добавлением белых звезд с невысокой светимостью.

В них отмечается отсутствие бело-голубых сверхгигантов и гигантов, чьи скопления могли бы придать галактике выраженную структуру, а также пылевой материи, которой свойственно создавать темные полосы, подчеркивая форму звездной системы. Следовательно, внешне эллиптические галактики отличаются друг от друга преимущественно лишь степенью сжатия. Но, как выяснилось, очень сильно сжатых эллиптических галактик нет.

Исследования этих галактик показали, что все они вращаются вокруг своих малых осей, причем угловая скорость вращения одинакова на всех расстояниях от оси. Иначе говоря, эллиптические галактики в отличие от спиральных вращаются так же, как и твердые тела, например колесо или жернов. В твердых телах частицы расположены очень близко друг к другу. Поэтому между ними действуют огромные силы сцепления, которые связывают все частицы друг с другом и являются причиной того, что при вращении одни части тела увлекают за собой другие.

Интересно также и то, что эллиптические галактики в скоплениях галактик – это гигантские галактики, в то время как эллиптические галактики вне скоплений – это карлики в мире галактик. Таким образом, ученые впервые встретились с явлением различия типажа эллиптических галактик в разных областях Вселенной.

– Неправильные галактики оправдывают свое название, так как, не имея определенной формы и структуры, выглядят хаотично, без ярко выраженного ядра и спиральных ветвей. Они составляют около 10% всех галактик во Вселенной и могут быть большими или маленькими, яркими или тусклыми.

Однако, как и спиральные галактики, неправильные галактики содержат звёзды разных возрастов и межзвёздный газ и относятся к дисковым системам, поскольку основное количество звёзд и межзвёздной среды в них образует вращающийся «пухлый» звёздно-газовый диск. Он состоит преимущественно из старых звёзд (хотя могут быть звёзды всех возрастов) и имеет более симметричную форму, чем сама галактика, наблюдаемая в оптическом диапазоне спектра. Бесструктурный вид этим галактикам придаёт не характер распределения вещества в них, а хаотичное расположение в галактическом диске группировок молодых звёзд и связанных с ними светящихся облаков ионизованного газа. Среди большого количества неправильных галактик трудно найти две похожие.

Свойства неправильных галактик очень разнообразны: их массы, размеры, поверхностные яркости, темпы звездообразования варьируются в широких пределах.

Один из способов их образования, когда две галактики сталкиваются друг с другом и, деформируясь, образуют новую галактику неправильной формы.

Другой способ – это когда галактика испытывает сильное гравитационное воздействие от другой галактики, что может привести к деформации формы галактики и образованию неправильных структур.

Неправильные галактики можно разделить на две основные категории: первого типа, которые имеют некоторую структуру и признаки спиральных галактик, и второго типа, не имеющие никакой структуры и не вписывающиеся в одну из категорий, используемых в классификации галактик Хаббла.

Неправильные галактики могут быть источником мощных выбросов энергии и гравитационных волн.

Из них можно назвать следующие:

• NGC 1427A – относится к классу неправильных галактик, то есть имеющих аморфную структуру. Она находится на расстоянии 62 млн световых лет от Земли, входя в Скопление Печи. В неё входит большое число молодых горячих голубых звёзд, что свидетельствует об интенсивном звёздообразвании. Галактика движется со скоростью 600 км/с в сторону соседнего звездного скопления Печь, что вызывает деформацию и потенциально стимулирует образование новых заезд.

Неправильная галактика NGC 1427A в Скопление Печи

Галактика имеет вытянутую форму с характерным «наконечником стрелы» на одном конце, обусловленную её быстрым движением через скопление Печь. Классифицируется как «карликовая» галактика из-за небольшого размера по сравнению с другими галактиками

• IC 10 – другая неправильная галактика в созвездии Кассиопея, которая притаилась за пылью и газом, находящимися в плоскости нашей галактики на расстоянии 2,3 миллиона световых лет.

IC 10 – неправильная галактика в созвездии Кассиопея

Её свет ослабевает на пути к нам из-за вездесущей пыли. Однако это не мешает нам видеть в этой карликовой галактике энергичные области звездообразования. На этом красочном небесном пейзаже они светятся многоговорящим красноватым светом.

Было установлено, что она движется по направлению к Млечному Пути со скоростью в 350 км/с, что усилило доказательства её членства в Местной группе[24 - Группа галактик, содержащая Млечный Путь и ещё более 100 галактик.].

Галактика IC 10 окружена кольцом из более старых звезд и имеет необычную форму, которая, возможно, является результатом взаимодействия с другой галактикой.

Она содержит огромную водородную оболочку, а также необычна тем, что её видимая часть вращается в другом направлении, чем внешняя оболочка. В центре галактики содержится область ионизированного водорода, поддерживаемого в этом состоянии ультрафиолетом горячих звёзд.

Галактика проявляет себя как рентгеновский источник, периодически затмевающийся звездой-компаньоном, которая в будущем, примерно через 0,3 млн лет, превратится в чёрную дыру. Несмотря на свою близость, галактика довольно трудна для изучения, потому что находится почти рядом с плоскостью Млечного Пути.

– Arp 220 – ультраяркая инфракрасная галактика со светимостью более триллиона солнц. Для сравнения, наша галактика Млечный Путь имеет гораздо более скромную светимость – около десяти миллиардов солнц.

Arp 220 – ультраяркая инфракрасная галактика со светимостью более триллиона солнц.

Расположена на расстоянии 250 миллионов световых лет от Солнца в созвездии Змеи. Является результатом столкновения двух галактик, которое началось 700 миллионов лет назад, и в настоящее время находится в процессе слияния, которое, вероятно, продлится еще сотни миллионов лет.