Світ галактик. Активні ядра галактик

Галактики — надзвичайно далекі об'єкти. Відстань до найближчих із них вимірюється в мегапарсеках, а до далеких — в одиницях червоного зміщення. Саме через віддаленість неозброєним оком розрізнити на небі можна лише три з них: туманність Андромеди (видно в Північній півкулі), Велику і Малу Магелланові Хмари (видно в Південній півкулі). Вирізнити окремі зорі в зображеннях інших галактик не вдавалося аж до початку XX ст.

До початку 1990-х рр. налічувалося не більше 30 галактик, в яких вдалося побачити окремі зорі (всі ці галактики належать до Місцевої групи). Після запуску космічного телескопа «Габбл» і введення в дію 10-метрових наземних телескопів кількість галактик, в яких вдалося розрізнити окремі зорі, значно зросла

Галактики — ізольовані зоряні системи, що містять, крім зір, газ і пил. Усі об'єкти в складі галактик беруть участь в обертанні навколо спільного центра мас�За морфологічними ознаками галактики поділяють на чотири типи:�• еліптичні Е;�• спіральні S�• лінзоподібні SO;�• неправильні Іr�

Маса галактик варіюється від 10⁷ до 10¹² мас Сонця, для порівняння — маса нашої Галактики становить близько 2 • 10¹¹ мас Сонця. Діаметр галактик — від 5 до 250 кілопарсек (16-800 тис. св. років). Для порівняння — діаметр нашої Галактики близько 100 тис. св. років, а надгігантська галактика IC 1101 має діаметр приблизно 6 млн св. років.

Найбільші скупчення галактик спостерігаються у сузір'ях Діви та Волосся Вероніки. У цьому напрямку астрономи відкрили своєрідну Велику Стіну, де на відстані 500 млн св. років виявляється значне збільшення кількості галактик у порівнянні з іншими напрямками. Окремі галактики взаємодіють між собою, навіть відбуваються їхні зіткнення, коли одна галактика поглинає іншу, — спостерігається своєрідний галактичний «канібалізм»

Велика Стіна. Ще однією характерною рисою розподілу галактик у просторі є те, що вони розміщені у Всесвіті у великому масштабі не хаотично, а утворюють дуже дивні структури, які нагадують величезні сітки з волокон. Ці волокна оточують гігантські, відносно порожні області — порожнечі. Деякі порожнечі мають діаметр 300 млн св. років — на сьогодні це найбільш відомі утворення у Всесвіті. Найімовірнішим поясненням цієї волокнистої структури Всесвіту є те, що галактики у просторі розташовані на поверхні величезних бульбашок, а порожнечі є їхньою внутрішньою областю. З поверхні Землі нам тільки здається, що галактики розташовані подібно до намиста, яке нанизане на волокнах, адже ми їх бачимо на обідках величезних космічних бульбашок

Найбільшим із таких космічних волокон у структурі галактик і є Велика Стіна завдовжки 600 млн св. років і завширшки 200 млн св. років. Просторова модель Всесвіту нагадує шматок пемзи, який у цілому має однорідну структуру, але окремі об'єкти мають порожнини. 

Розбігання галактик — факт збільшення з часом відстаней між галактиками. Розбігання галактик зумовлене розширенням доступного для спостережень Всесвіту.�

�Активні ядра галактик — ядра галактик, в яких спостерігаються процеси, що не можна пояснити властивостями зір та газопилових комплексів, з яких ці галактики складаються.

У 1929 р. американський астроном Е. Габбл досліджував спектри галактик і звернув увагу на те, що лінії поглинання у всіх спектрах зміщені в червоний бік. Згідно з ефектом Допплера, це свідчить про те, що всі галактики від нас віддаляються. Крім того, за допомогою величини зміщення спектральних ліній можна визначити швидкість, з якою галактики віддаляються. Виявилося, що швидкість віддалення галактик збільшується прямо пропорційно відстані до цих галактик (закон Габбла):� V = Hr, �де V — швидкість руху галактики; r — відстань до неї; H — стала Габбла. За останніми вимірюваннями H ≈ 70 км/(с • Мпк).�

Галактичні ядра мають ознаки активності, якщо:�• спектр електромагнітного випромінювання об'єкта набагато ширший від спектра звичайних галактик і може сягати від радіо- до жорсткого гамма-випромінювання;�• спостерігається «змінність» джерела випромінювання. Як правило, це відбувається із періодом від 10 хвилин у рентгенівському діапазоні до 10 років в оптичному й радіодіапазонах;�• є особливості спектра випромінювання, за якими можна зробити висновок про рух гарячого газу з великою швидкістю;�• є видимі морфологічні особливості, зокрема викиди й «гарячі плями»;�• є особливості спектра випромінювання та його поляризації, за якими можна зробити висновок про наявність магнітного поля та його структуру.�

Прояви перелічених особливостей можуть бути різні, галактики можуть виявляти не всі перелічені ознаки, а лише деякі з них. Традиційно галактики поділяють на чотири класи: сейфертовські, радіоактивні, лацертиди та квазари.

Джети — релятивістські струмені плазми, що вириваються з центрів (ядер) активних галактик, квазарів, радіогалактик�Активні ядра галактик є важливим напрямком спостережних і теоретичних астрофізичних досліджень.

Дослідження цієї області включають використання спостережних оглядів для пошуку активних ядер галактик у широкому діапазоні світностей і червоних зміщень, перевірку моделей космічної еволюції і росту чорних дір, вивчення фізики акреції на чорні діри і електромагнітного випромінювання активних ядер галактик, вивчення властивостей джетів і викидів речовини з активних ядер галактик, а також вивчення впливу акреції на чорну діру і квазарної активності на еволюцію галактики.

Поміркуйте:�1. Чим еліптичні й неправильні галактики відрізняються від спіральних? До якого типу належить наша Галактика?�2. Які структури мають галактики?�3. Сформулюйте і поясніть закон Габбла. Як за допомогою закону Габбла можна виміряти відстань до галактик?�4. Чи можуть відбуватися зіткнення галактик?�5. Для чого досліджують активні ядра галактик?�

Дякую за увагу.