Будова галактики

Чи можливі польоти людини до інших зірок та інших галактик?

Найважливішою особливістю небесних тіл є їх властивість об'єднуватися в системи. Земля і її супутник Місяць утворюють систему з двох тіл. Так як розміри Місяця не так вже малі в порівнянні з розмірами Землі, то деякі астрономи схильні розглядати Землю і Місяць як подвійну систему Юпітер і Сатурн зі своїми супутниками-приклади більш багатих систем. Сонце, дев'ять планет з їх супутниками, безліч малих планет, комет і метеорів утворюють систему більш високого порядку-Сонячну систему.

Не утворюють чи систем і зірки?

Перше систематичне дослідження цього питання виконав у другій половині 18 століття англійський астроном Вільям Гершель. Він робив у різних областях неба підрахунки зірок, які спостерігаються в полі зору його телескопа. Виявилося, що на небі можна намітити велике коло, розсікаючий все небо на дві частини і що володіє тим властивістю, що при наближенні до нього з будь-якого боку число зірок, видимих в полі зору телескопа, неухильно зростає і на самому колі стає невеликим. Саме вздовж цього кола, що отримав назву галактичного екватора, стелиться Чумацький Шлях, що оперізує небо трохи світиться смуга, утворена сяйвом слабких далеких зірок. Гершель правильно пояснив виявлене ним явище тим, що спостерігаються нами зірки утворюють гігантську зоряну систему, яка сплюснута до галактичної екватора.

І все-таки, хоча слідом за Гершелем дослідженням будови нашої зоряної системи-Галактики займалися відомі астрономи-В. Струве, Каптейн та інші, саме уявлення л існування Галактики як відокремленої зоряної системи було до тих пір, поки не були виявлені об'єкти, що перебувають поза Галактики. Це сталося тільки в 20 роки нашого століття, коли з'ясувалося, що спиралеподібні і деякі інші туманності є гігантськими зоряними системами, що знаходяться на величезних відстанях від нас і порівнянними за будовою і розмірами з нашою Галактикою.

З'ясувалося, що існує безліч інших зоряних систем-галактик, досить різноманітних за формі і за складом, причому серед них є галактики, дуже схожі на нашу. Це обставина виявилася дуже важливим. Наше становище всередині Галактики, з одного боку, полегшує її дослідження, а з іншого боку-ускладнює, тому що для вивчення будови системи вигідніше її розглядати не зсередини, а з боку.

Форма Галактики нагадує круглий сильно стислий диск. Як і диск, Галактика має площину симетрії, розділяє її на дві рівні частини і вісь симетрії, що проходить через центр системи та перпендикулярну до площин симетрії. Але у кожного диска є точно змалювали поверхню-кордон. У нашої зоряної системи такої чітко окресленої межі немає, також як немає чіткої верхньої межі у атмосфери Землі. У Галактиці зірки розташовуються тим тісніше, ніж ближче це місце до площини симетрії Галактики і чим ближче воно до її площини симетрії. Найбільша зоряна щільність в самому центрі Галактики. Тут на кожен кубічний парсек доводиться кілька тисяч зірок, тобто у центральних областях Галактики зоряна щільність у багато разів більше, ніж в околицях Сонця. При видаленні від площини і осі симетрії зоряна щільність зменшується, при чому при видаленні від площини симетрії вона зменшується значно швидше. За цим якщо б ми домовилися вважати кордоном Галактики ті місця, де зоряна щільність вже дуже мала і становить одну зірку на 100 пс, то окреслене цією межею тіло було б сильно стиснутим круглим диском. Якщо кордоном вважати область, де зоряна щільність ще менше і становить одну зірку на 10 000 пс, то знову окресленої кордоном тіло буде диском приблизно тієї ж форми, але тільки великих розмірів. За цим не можна цілком виразно говорити про розміри Галактики. Якщо все-таки межами нашої зоряної системи вважати місця, де одна зірка припадає на 1 000 пс простору, то діаметр Галактики приблизно дорівнює 30 000 пс, а її товщі 2 500 пс. Таким чином, Галактика-дійсно сильно стисла система: її діаметр в 12 разів більше товщини.

Кількість зірок у Галактиці величезне. За сучасними даними воно перевершує сто мільярдів, тобто приблизно в 25 разів перевершує число жителів нашої планети.

Існування газу в просторі між зірками вперше було виявлено по присутності в спектрах зірок ліній поглинання, що викликаються міжзоряним кальцієм і міжзоряним натрієм. Ці кальцій і натрій заповнюють весь простір між спостерігачем і зіркою і з зіркою безпосередньо не пов'язані.

Після кальцію і натрію було встановлено присутність кисню, калію, титану та інших елементів, а також деяких молекулярних сполук: ціану, вуглеводню та ін

Щільність міжзоряного газу можна визначити по інтенсивності його ліній. Як і слід було очікувати, вона виявилося дуже малою. Щільність міжзоряного натрію, наприклад, поблизу площини Галактики, де він найбільш щільний, відповідає одному атому на 10 000 см простору. Довгий час не вдавалося виявити міжзоряний водень, хоча в зірках він самий рясний газ. Це пояснюється особливостями фізичної будови атома водню і характером поля випромінювання Галактики. Поблизу площині Галактики один атом водню припадає на 2-3 см простору. Це означає, що площину всієї газової матерії близько площині Галактики становить 5-8 10/25 см, маса газу та інших елементів мізерно мала.

розподілений міжзоряний газ нерівномірно, місцями утворюючи хмари з щільністю в десятки разів вище середньої, а місцями створюючи розрядження. При видаленні від площини Галактики середня щільність міжзоряного газу швидко падає. Загальна його маса в Галактиці складає 0,01-0,02 загальної маси всіх зірок.

Зірки-гарячі гіганти, що випромінюють велику кількість ультрафіолетових квантів, іонізують навколо себе міжзоряний водень значною області. Розмір зони іонізації в дуже великій мірі залежить від температури і світності зірки. Поза зон іонізації майже весь водень знаходиться в нейтральному стані.

Таким чином, весь простір Галактики можна розділити на зони іонізованого водню і де водню неіонізованій. Данська астроном Стремгрен теоретично показав, що поступового переходу від області, де водень практично весь іонізована, до області, де він нейтральний, немає.

В даний час розроблено метод визначення закону обертання всієї маси нейтрального водню Галактики за сукупністю профілів його емісійної лінії 21 см. Можна вважати, що нейтральний водень в Галактиці обертається так само або майже так само, як і сама Галактика. Тоді стає відомим і закон обертання Галактики.

Цей метод у даний час дає найбільш надійні дані про закон обертання нашої зоряної системи, тобто дані про те, як змінюється кутова швидкість обертання системи по міру віддалення від центру Галактики до її окраїнним областям.

Для центральних областей кутову швидкість обертання поки визначити не вдається. Як видно, кутова швидкість обертання Галактики зменшується в міру віддалення її від центру спочатку швидко, а потім повільніше. На відстані 8 КПС. від центру кутова швидкість дорівнює 0, 0061 на рік. Це відповідає періоду обігу 212 млн. років. У районі Сонця (10 КПС. Від центру Галактики) кутова швидкість дорівнює 0, 0047 в рік, причому період обертання 275 млн. років. Зазвичай саме цю величину-період обертання Сонця разом з навколишніми зірками біля центру нашої зоряної системи-вважають періодом обертання Галактики і називають галактичним роком. Але треба розуміти, що спільного періоду для Галактики немає, вона обертається не як тверде тіло. У районі Сонця швидкість дорівнює 220 кмс. Це означає, що у своєму русі навколо центра Галактики Сонце і навколишні зірки пролітають за секунду 220 км.

Період обертання Галактики в районі Сонця дорівнює приблизно 275 млн. років, а області, розташовані від центру Галактики далі Сонця, здійснюють оборот повільніше: період обертання зростає на 1 млн. років при збільшенні відстані від центру Галактики приблизно на 30 пс.

Крім газу в просторі між зірками є пилинки. Розміри їх дуже малі і розташовуються вони на значних відстанях один від одного; середня відстань між порошинами-сусідами складає близько ста метрів. Тому середня щільність пилової матерії Галактики приблизно в 100 разів менше загальної маси газу і в 5000 - 10 000 разів менше загальної маси всіх зірок. Тому динамічна роль пилу в Галактиці дуже незначна. У Галактиці пилова матерія сильніше поглинає блакитні та сині промені, ніж жовті та червоні.

У певному відношенні туман, до якого занурена Галактика, істотно відрізняється від туману, який ми спостерігаємо на Землі. Відмінність полягає в тому, що вся маса пилової матерії має вкрай неоднорідну структуру. Вона не розподілений гладким шаром, а зібрана в окремі хмари різної форми і розмірів. Тому поглинання світла в Галактиці носить плямистий характер.

Пилова і газова матерії в Галактиці зазвичай перемішані, але пропорції їх у різних місцях різні. Зустрічаються газові хмари, в яких пил переважає. Для позначення розсіяною в Галактиці матерії газу, пилу й суміші газу і пилу - вживається загальний термін "дифузна матерія".

Форма Галактики дещо відрізняється від диска тим, що в центральній частині її є потовщення, ядро. Це ядро, хоча в ньому зосереджена велика кількість зірок, довгий час не вдавалося спостерігати, тому, що близько площини симетрії Галактики поряд зі світиться матерією зірок є величезні темні хмари пилу, поглинають світло летять за ними зірок. Тим Сонцем та центром Галактики розташована велика кількість таких темних пилових хмар різної форми і товщини, і вони закривають від нас ядро Галактики. Однак розглядати ядро Галактики все-таки вдалося.

У 1947 році американські астрономи Стеббінс і Уітфорд використовували спільно з телескопом фотоелемент, чутливий до інфрачервоних променів, і зуміли окреслити контури ядра Галактики. У 1951 році радянські астрономи В.І. Красовський і В. Б. Ніконов отримали фотографії ядра Галактики в інфрачервоних променях. Ядро Галактики виявилося не дуже великим, його діаметр становив близько 1300пс. Але все-таки присутність ядра в центральній області Галактики потовщує цю область, форму Галактики тепер можна порівнювати не просто з диском, а з дископодібні колесом, що мають в центральній частині потовщення-втулку.

Центр ядра Галактики-це центр всієї нашої зоряної системи. Матерія в центрі Галактики має високу температуру і знаходиться в стані бурхливого руху.

Усередині величезної зоряної системи Галактики-багато зірок об'єднані в системи меншою чисельності. Кожна з цих систем може розглядатися як колективний член Галактики.

Найменші колективні члени Галактики-це подвійні і кратні зірки. Так називаються групи з двох, трьох, чотирьох і т. д. До десяти зірок, у яких зірок утримуються близько один до одного завдяки взаємній тяжінню згідно закону всесвітнього тяжіння. У подвійних і кратних зірок таких величезних тел - зірок (сонць) дві або декілька. Вони притягують один одного, утримують друг одного і, можливо, інші тіла менших мас всередині порівняльного невеликого обсягу.

Відстань, розділяє компоненти подвійних зірок, можуть бути зовсім різними. У тісних подвійних вони так близькі один одного, що відбуваються складні фізичні процеси взаємодії, пов'язані з явищами припливів.

У широких парах відстань між компонентами становить десятки тисяч астрономічних одиниць, періоди звернень настільки великі, що вимірюються тисячоліттями і орбітальний рух при спостереженнях не вдається виявити. Связуемость компонентів у таких системах визначають за їх відносній близькості на небі й по спільності власного руху.

Серед 30 найближчих до нас зірок 13 входять до складу подвійних і потрійних систем. Вимірювання швидкості руху зірок на їх орбітах дозволило оцінити масу зірок, що входять до подвійні системи. Виявилося, що і в цьому відношенні зірки різні. Деякі з них за масою поступаються Сонця, а інші перевершують його. При цьому для всіх зірок, в тому числі і для Сонця, виконується умова-чим більше світність зірки, тим більше і її маса. Удвічі більшій масі відповідають приблизно вдесятеро більша світність, так що різниця у світності у зірок набагато більше, ніж різниця в масах.

Подвійні і кратні зірки часто складаються з зірок різних типів, наприклад, зірка білий гігант може комбінуватися з червоним карликом, або жовта зірка середньої світності-з червоним гігантом.

Більш крупними колективними членами Галактики, ніж подвійні і кратні зорі, є розпорошені зоряні скупчення. Ці скупчення містять від декількох десятків до декількох соте зірок, найбільші-до двох тисяч зірок. Термін "розсіяне" скупчення викликаний тим, що порівняно невелика кількість зірок у таких скупченнях не дозволяє впевнено окреслити форму скупчення.

У розсіяних скупчень характерний склад. У них рідко зустрічаються червоні й жовті гіганти і зовсім немає червоних і жовтих надгігантів. У той же час білі і блакитні гіганти-неодмінні члени розсіяних скупчень. Тут частіше, ніж в інших місцях Галактики, можна зустріти і дуже рідкісні зірки-білі та блакитні надгіганти, тобто зірки високої температури і надзвичайно високої світності, випромінюють, кожна в сотні тисяч і навіть мільйони разів більше, ніж наше Сонце.

Розсіяні скупчення розташовуються дуже близько до площини симетрії Галактики. Більшість з них лежить майже точно в цій площині. Число занесених до каталоги розсіяних зоряних скупчень перевищує в даний час тисячі. Далекі розсіяні скупчення невиразні, вони недостатньо для цього багаті зірками. Але за допомогою телескопів можна відрізнити відносно близькі розсіяні скупчення. Тому число наявних розсіяних скупчень у Галактиці насправді на багато більше тисячі і оцінюється приблизно в 30 тисяч. Якщо середня кількість зірок в одному розсіяному скупченні складає 300 або дещо більше, то загальне число зірок, що входять у всі розсіяні скупчення Галактики, дорівнює приблизно десяти мільйонам.

Ще більше великими колективними членами Галактики є кульові зоряні скупчення. Це дуже багаті зоряні скупчення, що налічують сотні тисяч, іноді понад мільйона зірок.

У центральних областях кульового скупчення зірки розташовані дуже тісно один до одного. Через цього їх зображення зливаються і певні зірки розрізнити не можна. Це не означає, що зірки стикаються один з одним. Насправді навіть у центральних областях кульових скупчень відстані між зірками величезні в порівнянні з розмірами самих зірок.

Склад кульових скупчень істотно відрізняється від складу розсіяних скупчень. У кульових скупченнях дуже багато зірок червоних і жовтих гігантів, багато червоних і жовтих надгігантів, але дуже мало біло-блакитних зірок гігантів і абсолютно відсутні біло-блакитні надгіганти.

Кульові скупчення-це щільні системи. Що складаються з великого числа зірок, тому вони різко виділяються серед інших об'єктів Галактики. Так, відкрито 132 кульових скупчення, що входять до складу нашої Галактики. Передбачається, що буде відкрито ще якийсь їх кількість.

Вся сукупність кульових скупчень утворює як би сферичну систему навколишнє Галактику і в той же час проникаючу в Галактику.

У слідстві того, що кульові скупчення розташовуються симетрично по відношенню до центру Галактики, а Сонце знаходиться далеко від нього, майже всі кульові скупчення повинні спостерігатися в одній половині неба, у тій, в якій знаходиться галактичний центр.

Якщо в кожному з відомих кульових скупчень у середньому є трохи менше мільйона зірок, то загальне число зірок у кульових скупченнях складе близько 100 мільйонів. Це тільки одна тисячна частка всіх зірок Галактики.

Є ще один тип членів Галактики-так звані зоряні асоціації. Вони були відкриті академіком В.А. Амбарцумяном, який виявив, що найбільш гарячі зірки - гіганти, розташовані на небі ніби окремими гніздами. Зазвичай у такому гнізді два-три десятки зірок-гарячих гігантів спектральноих класів. Асоціація займає великий обсяг, розміром у кілька десятків або сотень парсек, в який зазвичай порядком, як і в інші місця Галактики, входять у великому кількості зірки-карлики і зорі середньої світності.

Зірки гарячі гіганти рухаються зі швидкістю 5-10 кмс, і їм потрібно всього кілька сотень тисяч років або, щонайбільше, кілька мільйонів років, щоб піти з асоціації. Тому факт існування гарячих гігантів в зоряних асоціаціях вказує на те, що ці зірки недавно сформувалися в асоціаціях і не встигли ще з них піти.

Саме відкриття зоряних асоціацій призвело до твердження, що поряд зі старими зірками, є і молоді і дуже молоді зірки, що зіркоутворення в Галактиці було тривалим процесом і продовжується в наші дні.

За розташуванням в Галактиці всі зірки і всі інші об'єкти можна розділити на три групи.

Об'єкти перший групи зосереджені в галактичної площині, тобто утворюють плоскі підсистеми. До цих об'єктів відносяться зірки гарячі надгіганти і гіганти, пилова матерія, газові хмари і розсіяні зоряні скупчення. Характерно, що до складу розсіяних скупчень в основному входять саме ті об'єкти, які самі по собі теж утворюють плоскі підсистеми.

Другу групу утворюють об'єкти, розташовані однаково часто у площині симетрії Галактики і на значній відстані від неї. Вони утворюють сферичні підсистеми. У числі таких об'єктів жовті та червоні Субкарлики, жовті й червоні гіганти, кульові скупчення.

Третю групу складають проміжні підсистеми. У них об'єкти зосереджені до площини Галактики, але не так сильно, як у плоских підсистем. Проміжні підсистеми складають червоні та жовті зірки-гіганти, жовті та червоні зірки-карлики, а також особливі змінні зірки, що називаються зірками типу Світу Кіта, дуже сильно і неправильним чином змінюють свій блиск.

Виявилося, що об'єкти різних підсистем відрізняються один від одного не тільки розташуванням у Галактиці, а й своїми швидкостями. Об'єкти сферичних підсистем мають найбільшу швидкість руху в напрямку. Перпендикулярно до площини Галактики, а в об'єктів плоских підсистем ця швидкість найменша.

Вдалося також встановити, що об'єкти різних підсистем відрізняються і хімічним складом: зірки плоских підсистем багатшим металами, ніж зірки сферичних підсистем.

Відкриття існування об'єктів різних підсистем у Галактиці має велике значення. Воно показує, що зірки різних типів формувалися в різних місцях Галактики і за різних умов.

З ядра до повинні виходити спіральні гілки. Ці гілки, огинаючи ядро поступово розширюючись і розгалужуючись втрачають яскравість і на деякій відстані їх слід пропадає.

Спіральні гілки інших Галактик складаються з зірок-гарячих гігантів і надгігантів, а також з пилу і газу-водню.

Щоб виявити спіральні гілки нашої Галактики, потрібно простежити розташування в ній зірок-гарячих гігантів, а так само пилу та газу. Це завдання виявилося дуже складною через те, що спіральну структуру нашої Галактики ми спостерігаємо зсередини й різні частини спіральних гілок проектуються один на одного.

Надії подає випромінювання нейтрального водню на довжині хвилі 21 см. У двох невеликих спектрах. спрямованих на центр і антіцентр Галактики, дослідження поки що провести не вдається, тому картина не повна, але, хоча і невпевнено, починає намічатися розташування спіральних гілок, тому, що водень зазвичай межує з зірками-гарячими гігантами, що визначають форму спіральних гілок.

Місця ущільнення водню повинні повторювати малюнок спіральної структури Галактики.

Велике перевага використання випромінювання нейтрального водню полягає в тому, що воно довгохвильове, знаходиться в радіодіапазоні і для нього міжзоряне матерія практично абсолютно прозора - 21 сантиметрове випромінювання без будь-яких спотворень доходить до нас з далеких областей Галактики.

У безмісячні осінні вечори вдалині від яскраво освітлених будинків і вулиць, милуючись зоряним небом, можна побачити беленоватую смугу, що простягнулася через все небо. Це Чумацький Шлях.

Відповідно до одного із стародавніх міфів, Чумацький Шлях - це дорога з Олімпу на Землю. Згідно з іншим - Це пролите Герой молоко.

Чумацький Шлях опоясує небесну сферу по великому колу. Жителям північної півкулі Землі, в осінні вечори вдається побачити ту частину Чумацького Шляху, яка проходить через Кассіопеї, Цефей, лебідь, Орел і Стрільця, а під ранок з'являються інші сузір'я. У південній півкулі Землі Чумацький Шлях тягнеться від Стрільця до сузір'ях Скорпіон, Циркуль, Центавр, Південний Хрест, Кіль, Стріла.

Чумацький Шлях, що проходить через зіркову розсип південної півкулі, на диво гарний і яскравий. У сузір'я Стрільця, Скорпіона, Щита багато яскраво світяться зоряних хмар. Саме в цьому напрямку знаходиться центр нашої Галактики. В цій же частині Чумацького Шляху особливо чітко виділяються темні хмари космічного пилу-темні туманності. Якщо б не було цих темних, непрозорих туманностей, то Чумацький Шлях у напрямку до центру Галактики був би яскравіше в тисячі разів.

Дивлячись на Чумацький шлях, нелегко уявити, що він складається з безлічі нерозпізнаних неозброєним оком зірок. Але люди здогадалися про це давно. Одну з таких здогадок приписують вченому і філософу Стародавньої Греції-Демокріту. Він жив майже на дві тисячі років раніше, ніж Галілей, який вперше довів на основі спостережень за допомогою телескопа зоряну природу Чумацького Шляху. У своєму знаменитому "Зоряному віснику" у 1609 році Галілей писав: "Я звернувся до спостереження суті або речовини Чумацького Шляху, і за допомогою телескопа виявилося можливим зробити її настільки доступною нашому зору, що всі суперечки замовкли самі собою завдяки наочності і очевидності, які і мене звільняють від багатослівно диспуту. Справді Чумацький Шлях являє собою не що інше, як незліченну безліч зірок, як би розташованих в купах, в яку б область не направляти телескоп, зараз же стає видимим величезне число зірок, з яких дуже багато достатньо яскраві й цілком помітні, кількість ж зірок більш слабких не допускає взагалі ніякого підрахунку ".

Яке ж ставлення зірки Чумацького Шляху мають до єдиної зірку Сонячної системи, до до нашого Сонця? Відповідь сьогодні загальновідомий. Сонце-одна із зірок нашої Галактики, Галактики - Чумацький Шлях. Яке ж місце займає Сонце в Чумацькому Шляхи? Вже з того факту, що Чумацький Шлях опоясує наше небо за великим колі, вчені зробили висновок, що Сонце знаходиться поблизу головної площини Чумацького Шляху.

Щоб отримає більш точне уявлення про положення Сонця в Чумацькому Шляху, а потім і уявити собі, яка в просторі форма нашої Галактики, астрономи ( В. Гершель, В. Я. Струве та ін) використовували метод зоряних підрахунків. Суть в тому, що в різних ділянках неба підраховують кількість зірок у послідовному інтервалі зоряних величин. Якщо припустити, що світності зірок однакові, то за що спостерігається блиску можна судити про відстані до зірок, далі, припускаючи, що зірки в просторі розташовані рівномірно, розглядають число зірок, що опинилися в сферичних обсягах, з центром у Сонце.

На основі цих підрахунків вже в 18 столітті був зроблений висновок про "сплюснутістю" нашої Галактики.

До складу Галактики входять не менше 150 млд. Зірок, подібних до нашого Сонця. Поблизу центральної області Галактики зоряна густина в мільйони разів більше, ніж поблизу Сонця. Беручи участь в обертанні Галактики, наше Сонце мчить зі швидкістю більше 220 кмс, здійснюючи один оборот за 200 - 250 мільйонів років. Галактика має складну будову і складний склад. Сучасні дослідження Галактики вимагають технічних засобів 20 століття, але почалося дослідження Галактики з допитливого вглядиванія в простирається над нашими головами Чумацький Шлях.

Крім нашої Галактики, у Всесвіті існує безліч інших Галактик. Зовнішній вигляд їх надзвичайно різноманітний і деякі з них дуже мальовничі. Для кожної Галактики, як би не був складний її зовнішній малюнок, можна розшукати іншу Галактику, дуже на неї схожу, на перший погляд двійника. Однак більш уважний розгляд завжди виявить помітні відмінності в будь-якій парі Галактик, а більшість Галактик дуже сильно відрізняються один від одного своїм зовнішнім виглядом.

Всі Галактики поділяються на три основних види:

еліптичні, позначаються Е;

спіральні, позначаються S;

неправильні, позначаються J

Еліптичні Галактики зовні невиразний самий тип Галактик. Вони мають вигляд гладких еліпсів або кіл з поступовим зменшенням яскравості від центру до периферії. Еліптичні галактики складаються з другого типу населення. Вони побудовані з зірок червоних і жовтих гігантів, червоних і жовтих карликів і деякого кількості білих зірок не дуже високої світності. Відсутні біло-блакитні надгіганти і гіганти, угруповання яких можна було б спостерігати у вигляді яскравих згустків, що додають структурістость системі. Ні пилової матерії, яка в тих Галактиках, де вона є, створює темні смуги, що відтіняють форму зоряної системи. Тому зовні еліптичні галактики відрізняються один від одного в основному однією рисою-більшим чи меншим стиском.

Як з'ясувалося, дуже сильно стиснутих еліптичних галактик немає, показником стиснення 8, 9 та 10 не зустрічаються. Найбільш стислі еліптичні галактики - це-Е 7. У деяких показники стиснення 0. Такі галактики практично не стиснуті.

Еліптичні галактики в скупчення галактик-це гігантські галактики, у той час як еліптичні галактики поза скупчень-це карлики в світі галактик.

Спіральні галактики-один із самих мальовничих видів галактик у Всесвіті. Спіральні галактики являють собою приклад динамічності форми. Їх гарні гілки, що виходять з центрального ядра і як би втрачають обриси за межами галактики, вказують на потужний, стрімкий рух. Вражає також різноманіття форм і малюнків спіральних гілок.

Ядра у таких галактик завжди великі, зазвичай складають близько половини контрольованого розміру самої галактики.

Як правило, у галактики є дві спіральні гілки, що беруть початок у протилежних точках ядра, що розвиваються подібним симетричним чином і що втрачаються в протилежних областях периферії галактики.

Доведено, що сильно стисла зоряна система в ході еволюції не може стати слабо стислій. Неможливий і протилежний перехід. Значить, еліптичні галактики не можуть перетворюватися на спіральні, а спіральні на еліптичні. Ці два типи являють собою різні еволюційні шляхи, викликані різним стиском систем. А різне стиснення обумовлено різною кількістю обертання систем. Ті галактики, що при формуванні отримали достатню кількість обертання, взяли сильно стислу форму, в них розвинулися спіральні гілки. Галактики, матерія яких після формування мала меншу кількість обертання, виявилися менш стислими і еволюціонують у вигляді еліптичних галактик.

Зустрічається велике число галактик неправильної форми, без будь-якої загальної закономірності структурної будови.

Неправильна форма у галактики може бути в наслідок того, що вона не встигла прийняти правильної форми через малу щільності в ній матерії або з-за молодого віку. Є й інша версія: галактика може стати неправильної в слідстві спотворення форми в результаті взаємодії з іншого галактикою.

Обидва таких випадки зустрічаються серед неправильних галактик, може бути, з цим пов'язано розподіл неправильних галактик на два підтипи.

Підтип J1 характеризується порівняно високою поверхневою яскравістю і складністю неправильної структури. Французький астроном Вокулер в деяких галактиках цього підтипу виявив ознаки зруйнованої спіральної структури. Крім того, Вокулер зауважив, що галактики цього підтипу часто зустрічаються парами. Існування одиночних галактик так само можливо. Пояснюється це тим, що зустріч з іншого галактикою могла мати місце в минулому, тепер галактики розійшлися, але для того, щоб прийняти знову правильну форму їм потрібно тривалий час.

Другий підтип J 2 відрізняється дуже низькою поверхневою яскравістю. Ця риса виділяє їх серед галактик всіх інших типів. Галактики цього підтипу відрізняються так само відсутністю яскраво вираженої структурності.

Якщо галактика має дуже низьку поверхневу яскравість при звичайних лінійних розмірах, то це означає, що в ній дуже мала зоряна щільність, і, отже, дуже мала щільність матерії.

Обертове рідке тіло під дією внутрішніх сил в стані рівноваги приймає форму еліпсоїда. У загальній теорії цього завдання доводиться, що за певних станах між густиною рідини і кутовою швидкістю обертання еліпсоїд може бути і стислим еліпсоїдом обертання і витягнутим тривісні еліпсоїдом, нагадує сигару або навіть голку.

Довгий час дослідники галактик припускали, що обертаються, зоряні системи, прийшовши в рівновагу, повинні обов'язково прийняти форму стисненого еліпсоїда обертання. Однак в 1956 р. К.Ф. Огородников, спеціально розглянувши питання про застосованості теорії фігур рівноваги рідких тіл до зіркових систем, прийшов до висновку, що серед зоряних систем можуть бути і такі, які прийняли форму витягнутого тривісного еліпсоїда.

Також Огородников наводить приклади галактик, які, ймовірно мають форму витягнутих тривісних еліпсоїдів-сигар, а не є дисками, які спостерігаються з ребра.

Для таких галактик характерна відсутність ядра-потовщення, яке спостерігається в центральній частини.

Саме Огородников назвав ці галактики голкоподібні.

Галактики досить часто зустрічаються у вигляді пар, але набагато важче з'ясувати, чи є спостережувана пара фізично подвійний галактикою чи це лише оптична пара. У подвійний галактики рух одного компонента по орбіті навколо іншого настільки повільно, що його неможливо помітити навіть після багаторічних спостережень.

Каталог подвійних галактик був складений шведським астрономом Хольмбером. Він виділив всі пари галактик, у яких взаємне відстань компонентів не більше, ніж у два рази перевершує суму їх діаметрів.

У каталозі виявилося 695 подвійних галактик. Переважна більшість з них фізично подвійні галактики. Але про кожній парі окремо можна сказати: ймовірно, що це фізично подвійна галактика.

Пару галактик можна назвати фізично подвійний в трьох випадках:

Якщо компоненти мають спільне походження;

Якщо компоненти динамічно пов'язані, тобто Сума кінетичної і потенційної енергії компонентів негативна;

Якщо компоненти розташовані в просторі близько один до одного.

Компоненти фізично подвійний галактики знаходяться практично на однаковій відстані від нас. Тому променеві швидкості, викликані розширенням простору, у них однакові.

Поняття " Метагалактика "не є цілком зрозумілим. Воно сформувалося на підставі аналогією з зірками. Спостереження показують, що галактики, немов зорі, групуються в розсіяні й кульові скупчення, також об'єднуються в групи - скупчення різної чисельності.

Однак для зірок відомі об'єднання більш високого порядку-зоряні системи ( галактики), характерні більшою автономністю, тобто незалежність від впливу інших тіл, і більшої замкнутістю, ніж у зоряних скупчень. Зокрема, всі зірки, які можуть спостерігатися простим оком у телескопи, утворять зоряну систему-нашу Галактику, що налічує близько 100млд. Членів. У разі галактик аналогічні системи вищого порядку безпосередньо не спостерігаються.

Тим не менше є деякі підстави припускати, що така система, Метагалактика, існує, що вона відносно автономна і є об'єднанням галактик приблизно такого порядку, яким для зірок нашої системи є Галактика.

Слід припустити існування й інших Метагалактика.

Реальність Метагалактика буде доведена, якщо вдається якось визначити її межі і виділити спостережувані об'єкти, які не належать їй.

У зв'язку з гіпотетичність уявлень про Метагалактика як про автономну гігантської системі галактик, що включає всіспостережувані галактики, і їх скупчення, термін "Метагалактика" став частіше застосовуватися для полегшення оглядає, (за допомогою всіх існуючих засобів спостереження) частини Всесвіту.

Розподіл зірок на небі вперше став вивчати В. Гершель наприкінці 18 століття. Результатом було фундаментальне відкриття соціально-економічного життя концентрації зірок і галактичної площині.

Приблизно через півтора століття настав час вивчити розподіл по небу галактик. Зробив це Хабло.

Галактики по блиску в середньому значно поступаються зіркам. Зірки до 6-й видимої величини на всьому небі кілька тисяч, а галактики до 6 - ти тільки чотири. Зірок до 13 близько трьох млн., а галактики близько семисот. Тільки тоді, коли розглядаються дуже слабкі об'єкти, число галактик стає великим і починає наближатися до числа зірок тієї ж величини.

Щоб мати достатня кількість підраховуємо галактик, потрібно використовувати великі інструменти здатні вловити блиск слабких об'єктів. Але при цьому виникає додаткова складність, пов'язана з тим, що слабкі галактики і слабкі зірки не так помітно відрізняються один від одного, як яскраві зірки від яскравих галактик. Слабкі галактики мають дуже маленькі видимі розміри і їх легко при підрахунках прийняти за зірки.

Хабло використав 2,5 - метровий телескоп обсерваторії Маунт Вілсон в Каліфорнії, що вступив у 20 - ті роки ХХ століття до ладу, і виконав підрахунки галактик до 20 - й видимої зоряної величини в 1283 маленьких майданчиках, розподілених по всій неба. У результаті, число галактик в майданчиках Хабло виявлялося тим менше, чим ближче була розташована майданчик до Чумацького Шляху. Біля самого галактичного екватора в смузі товщиною в 20, галактики, за окремими винятками, зовсім не спостерігається. Можна сказати, що площину Галактики є для галактики площиною деконцентрації, а зона у галактичного екватора зоною уникнення.

Цілком очевидно, що інші зоряні системи, а їх мільйони, не можуть розташовуватися в просторі по зонному, що диктується певної орієнтуванням площині симетрії нашої Галактики, яка сама є лише однією з безлічі зоряних систем. Хабло було ясно, що в даному випадку спостерігається не істинне розподіл галактик у просторі, а розподіл спотворене деякими умовами видимості.

В 1953 році французький астроном Вокулер, досліджуючи розподіл по небу галактик до 12 - й величини, тобто яскравих галактик, встановив, що вони безумовно концентруються до великому колу, який перпендикулярний до галактичної екватора. Смуга, товщиною в 12 біля цього кола, що становить лише 10% поверхні неба, включає приблизно 23 всіх яскравих галактик. Число галактик на 1 кв. градус у смузі приблизно в 10 разів більше, ніж в областях поза смугою. Наука вже мала аналогічний досвід, коли Гершель, виявивши концентрацію зірок у галактичної площині, встановив існування нашої зоряної системи і визначив, що вона сплюснута. Також і Вокулер прийшов до висновку про сущ