1612724575-f825b2d3933c58ed53c66b6cee5ff57f (829206), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Сопоставляятеоретически рассчитанные изохроны сполученной из наблюдений звездногоскопле¬ния диаграммой Герцшпрунга—Рассела, можно определить возрастскопления,атакжеисходныйхимический состав его звезд, которыйтакже влияет на форму изохроны.75Билет 3131.1. Межзвездная среда.
Пространственное распределение и структура межзвезднойсреды.Межзвездная среда включает в себя: космическую пыль, магнитные поля, темная материя,космические лучи. Т.к. все звезды теряют свой газ (массу), то в межзвездном пр-ве набираетсябольшое кол-во различных веществ, а так же в конце своей жизни сбрасывается внешняяоболочка. (Лекции; Википедия: Межзвездная среда)ФазаТемпература, К Плотность, см-3 Mj, MsRj, пк8Теплая, HI-HII80000.251x102x103Прохладная, HI 80402x1037511Горячая, HII3x100.0025x102x1053Холодная, H2101040.331.2. Различные типы газовых туманностей.
Физические свойства межзвездного газа.Межзвездный газ – это, в основном, смесь водорода (около 70%) и гелия (около 28%) с оченьнебольшой примесью более тяжелых химических элементов. Средняя концентрация частиц газав межзвездном пространстве чрезвычайно мала и не превышает одной частицы на 1–2 см2. Газочень неоднороден как по плотности, так и по температуре. Самый горячий газ, это атомарный.Но в наиболее плотных облаках газ охлаждается, отдельные атомы объединяются в молекулы, игаз становится молекулярным.Наиболее яркое исключение из этого правила – газовые эмиссионные туманности,наблюдавшиеся еще с самыми примитивными оптическими средствами. В эмиссионныхтуманностях плотность газа значительно выше, чем в окружающем их пространстве, но и в нихконцентрация частиц составляет лишь десятки или сотни атомов в кубическом сантиметре.
Такаясреда по «земным» меркам не отличима от полного вакуума. Эмиссионные туманности светятсяпотому, что внутри них или рядом с ними находятся звезды редкого типа – горячие голубыезвезды-сверхгиганты. Правильнее эти звезды следовало бы назвать ультрафиолетовыми,поскольку их основное излучение происходит в жестком ультрафиолетовом диапазоне спектра.В результате, один ультрафиолетовый фотон, ионизовавший атом, «дробится» на несколькооптических. Так газ преобразует не видимое глазом ультрафиолетовое излучение звезды воптическое излучение, благодаря которому мы видим туманность.Помимо газа и пыли, межзвездное пространство заполнено также очень энергичнымичастицами имеющими электрический заряд – электронами, протонами и ядрами некоторыхэлементов.
Эти частицы летят практически со скоростью света по всем возможным направлениям.Их основным (но не единственным) источником служат взрывы сверхновых звезд. Частицыкосмических лучей, достигающие нашей планеты, сталкиваются с атомами воздуха и, разбиваяих, рождают новые многочисленные элементарные частицы, которые образуют настоящие«ливни», выпадая на земную поверхность.Основная масса газа и пыли концентрируется вблизи плоскости Галактики. Именно тамсосредоточены наблюдаемые эмиссионные туманности, облака атомарного и молекулярного газа.Когда далекая галактика развернута к нам так, что ее звездный диск виден «с ребра», диск кажетсяпересеченным темной полосой. Темная полоса – это слой межзвездной среды, непрозрачный изза наличия пылевых частиц. Но и внутри диска Галактики газ распределен неравномерно.
Вцентре Галактики выделяется молекулярный диск размером несколько сотен св. лет. Дальше отцентра плотность газа падает, но быстро возрастает вновь, образуя гигантское газовое кольцо76радиусом более 10 тыс. св. лет и шириной в несколько тысяч св. лет. Внутри слоя межзвезднойсреды наибольшая плотность газа и пыли достигается в спиральных рукавах Галактики. Тамособенно часто встречаются молекулярные облака и эмиссионные туманности, и рождаютсязвезды.(http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/062bf18b-a928-eec0-b139-454025c3588d/1011621A.htm)31.3. Радионаблюдения нейтрального водорода.Большая часть межзвездной среды не доступна наблюдениям ни в какие оптическиетелескопы. Самый распространенный атомарный газ – водород (условное обозначение – HI) –наблюдается по радиоизлучению на длине волны около 21 см.
Радионаблюдения показали, чтогаз образует облака неправильной формы с температурой в несколько сотен кельвинов и болееразреженную и горячую межоблачную среду. Самая распространенная молекула – Н2 – неизлучает ни в радио, ни в оптическом диапазоне (хотя у этих молекул есть линии поглощения вультрафиолетовой области).77Билет 3232.1.
Ближайшие галактики.Большое Магелланово Облако — карликовая галактика типа SBm, спутник Млечного Пути,расположенная на расстоянии около 50 килопарсек от нашей Галактики. Ма́лое Магелла́новоО́блако — карликовая галактика типа SBm, спутник Млечного Пути. Находится на расстоянииоколо 60. Малое Магелланово Облако и Большое Магелланово Облако окружены общейоболочкой из нейтрального водорода, которую называют Магелланова Система. ГалактикаАндромеды — спиральная галактика типа Sb, крупнейшая галактика Местной группы.Ближайшая к Млечному Пути большая галактика.
Содержит примерно 1 триллион звёзд, что в2,5-5 раз больше Млечного Пути. Расположена в созвездии Андромеды и отдалена от Земли нарасстояние 2,52 млн св. лет. (Википедия: Большое Магелланово Облако)32.2. Местная группа галактик.(Презентации Сурдина)32.3. Морфологические типы и наблюдательные характеристики галактик.Эллиптические галактики (Е), яркость плавно увеличивается от периферии к центру, авнутренняя структура, как правило, отсутствует.Спиральные галактики (S) — наиболее многочисленны. Типичными представителямиявляются наша Галактика и туманность Андромеды.
В отличие от эллиптических галактик, в нихнаблюдается структура в виде характерных спиральных ветвей. Различаются два типа спиралей.У одних, подобных нашей Галактике и обозначаемых SA или S, спиральные ветви выходятнепосредственно из центрального уплотнения. У других они начинаются у концовпродолговатого образования, в центре которого находится овальное уплотнение.
Создаетсявпечатление, что две спиральные ветви соединены перемычкой, почему такие галактики иназываются пересеченными спиралями; они обозначаются символом SB. Спиральные галактикиразличаются степенью развитости своей спиральной структуры, что в классификации отмечается78добавлением букв а, b, с. Например, обозначение Sa характеризует галактику с мало развитой илитолько намечающейся спиральной структурой. У систем Sb ветви уже хорошо заметны, как и утуманности Андромеды, а спирали Sc отличаются наличием клочковатых спиральных ветвей,отходящих от сравнительно небольшого центрального уплотнения. Чем сильнее развитаспиральная структура, тем размеры центрального уплотнения оказываются меньшими.Неправильные галактики (I).
Примером галактик этого типа являются Магеллановы Облака(см. рис. 233 и 234), хотя в одном из них были обнаружены следы спиральной структуры.Неправильные галактики характеризуются отсутствием центральных уплотнений исимметричной структуры, а также низкой светимостью и относительно высоким содержаниемнейтрального водорода.Пекулярные галактики. Так называются галактики, которые обладают теми или инымиособенностями, не позволяющими отнести их ни к одному из перечисленных выше классов.(Бакулин: §171)79Билет 3333.1.
Вращение галактик.Сравнивая смещение спектральных линий в различных частях одной и той жевнегалактической туманности или измеряя расширение линий во всем ее спектре, можнообнаружить, что галактики вращаются. Периоды вращения внешних частей галактикоказываются порядка 108 лет. Центральные части галактик, как правило, вращаются с однойугловой скоростью, т.е. как твердые тела. Направление вращения спиральных галактикпроисходит, в сторону закручивания спиральных ветвей.33.2.
Массы галактик.Массы галактик определяются на основании скоростей вращения внешних их частей. Длягрубой оценки массы предполагается, что это вращение происходит по закону Кеплера. Еслилинейную скорость вращения обозначить через V, то, приравнивая центростремительное игравитационное ускорения, получим, что масса галактики равна.Если известна зависимость скорости вращения от расстояния до центра, то, в принципе,удается вычислить распределение масс в галактике.
Массы двойных галактик оцениваются темже методом, что и массы двойных звезд, т.е. по скоростям их относительных. движений, которыеможно определить по доплеровским смещениям спектральных линий. Как и для звезд, длягалактик имеется определенная зависимость между массой и светимостью, которая также можетбыть использована для определения масс. У спиральных и неправильных галактик отношениемассы к светимости, выраженное в солнечных единицах, колеблется от 1 до 10. Дляэллиптических галактик это отношение составляет несколько десятков.
Следовательно, основнаядоля массы в галактиках приходится на звезды поздних спектральных классов, для которыхотношение массы к светимости больше единицы. Массы большинства наблюдаемых галактикзаключены в пределах 109-1012 масс Солнца. Если исключить карликовые системы, то среднеезначение масс оказывается равным 1011 масс Солнца или 2×1044 г. (Бакулин: §173)33.3. Квазары.Некоторые источники радиоизлучения с угловыми размерами в 1" или меньше былиотождествлены со звездообразными объектами в оптическом диапазоне, иногда окруженнымидиффузным ореолом или выбросами вещества. Изучено более 200 подобных объектов, названныхквазарами (квазизвездными радиоисточниками).
Такие же оптические объекты, но необладающие сильным радиоизлучением названы квазизвездными галактиками (квазагами), авместе с квазарами их стали называть квазизвездными объектами.Наиболее удивительным свойством квазаров оказалась переменность излучения некоторых изних, открытая сначала в оптическом, а затем и в радиодиапазоне. Колебания светимостипроисходят неправильным образом за время порядка года и даже меньше (до недели!). Отсюдаможно сделать вывод, что размеры квазаров не превышают пути, проходимого светом за времясущественного изменения светимости (иначе переменность не наблюдалась бы) и заведомоменьше светового года, т.е. не более десятков тысяч астрономических единиц. Интерпретацияпоразительных свойств квазаров встречается с большими трудностями.
В частности, если этиобъекты действительно очень далеки, то необходимо найти пока еще не известные процессы,приводящие к выделению огромных энергии. Чтобы избежать этих трудностей, иногда делаютсяпопытки рассматривать квазары как сравнительно близкие тела, а большие красные смещенияспектральных линий отнести за счет явлений, не связанных с быстрым удалением. Возможно,80квазары — огромные плазменные образования с массами порядка миллиарда солнечных, которыеизлучают энергию и выбрасывают горячий газ в результате своего гравитационного сжатия.Квазары, как и активные ядра галактик, обладают избытком излучения в инфракрасной ирентгеновской областях спектра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
