Галактики – это гравитационно-связанные системы из звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, и тёмной материи. По отношению к Земле это чрезвычайно далёкие астрономические объекты. В наблюдаемой части Вселенной приблизительно сто миллиардов галактик. Масса их варьируется от 107 до 1012 масс Солнца, для сравнения – масса нашей галактики Млечный Путь равна 2·1011 масс Солнца.

Галактики – это гравитационно-связанные системы из звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, и тёмной материи.

Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс. Скорость вращения внешних областей галактик может составлять от 50 до 300 км/с, период обращения – от миллиона до миллиарда лет. Солнце вместе с системой планет движется вокруг центра нашей галактики Млечный Путь со скоростью 220-240 км/с, совершая один оборот примерно за 200 миллионов лет.

Галактики отличаются большим разнообразием: среди них можно выделить дисковые спиральные галактики, сфероподобные эллиптические галактики, галактики с перемычкой (баром), линзовидные, карликовые, неправильные и т. д.

Спиральные галактики имеют, как правило, диск, рукава, центральный эллиптический балдж (плотное скопление звезд) и сферическое гало, диаметр которого близок к диаметру диска. Большая часть звезд в гало сосредоточены в шаровых скоплениях. Многие (в среднем две из трёх) спиральные галактики имеют в центре перемычку («бар»), от концов которой отходят спиральные рукава. Ядром галактики нередко является сверхмассивная черная дыра.

Схема строения спиральной галактики

Схема строения спиральной галактики

Шаровые скопления в центре галактик практически не зависят от положения диска галактики. Рукава галактик содержат сравнительно малую часть всех звезд, но зато в них сосредоточены почти все горячие звезды высокой светимости. Звезды этого типа астрономы считают молодыми, поэтому спиральные ветви галактик можно считать местом образования звезд.

Спиральная галактика M81

Левовращающаяся очень активная галактика M81 с хорошо выраженным ядром, спиральной структурой и звездообразованием в рукавах.
Фото с портала NASA, полученное телескопом Хаббл.

Мы живем в спиральной галактике, которая называется Млечный Путь, и в ясную погоду наша Галактика хорошо видна на ночном небе в виде широкой беловатой полосы, пересекающей небосвод. Нам наша Галактика видна в профиль.

Эллиптические – галактики с чётко выраженной сферической (эллипсоидной) структурой и уменьшающейся к краям яркостью. Скорость вращения эллипсоидных галактик меньше, чем у спиралевидных, потому диск у них не сформирован. Образование новых звезд в эллиптических галактиках практически не идёт. Такие галактики обычно насыщены шаровидными скоплениями звезд.

Линзовидные галактики – это промежуточный тип между спиральными и эллиптическими. У них есть гало и диск, но нет спиральных рукавов. Состоят в основном из старых звёзд. Такие галактики обозначаются S0.

Неправильные галактики – чаще всего имеют хаотичную форму без ярко выраженного ядра и спиральных ветвей. В процентном отношении составляют одну четверть от всех галактик. Большинство неправильных галактик в прошлом являлись спиральными или эллиптическими, но были деформированы гравитационными силами.

Галактики не распределены равномерно в наблюдаемом пространстве, а обычно объединены в гравитационно связанные группы или кластеры.

Группы галактик являются самыми маленькими по размеру и самыми распространёнными во Вселенной (их порядка 95%), включающими несколько десятков галактик. Зачастую в них доминирует одна массивная эллиптическая или спиральная галактика, которая за счёт приливных сил со временем разрушает галактики-спутники и увеличивает свою массу, поглощая их. В таких скоплениях скорости разбегания галактик друг от друга, вызванные хаббловским расширением Вселенной, слабы и доминируют случайные пекулярные скорости. Отдельная галактика может иметь скорость более 1000 км/с в случайном направлении.

Наша Галактика является одной из галактик Местной группы, доминируя в ней вместе с галактикой Андромеды. В Местной группе поперечником около 1 мегапарсека находятся более 40 галактик. Сама Местная группа является частью сверхскопления Девы, главную роль в котором играет скопление Девы, в которое наша Галактика не входит.

Разглядеть на небе невооружённым глазом можно всего лишь три галактики: туманность Андромеды (видна в северном полушарии), Большое и Малое Магеллановы Облака (видны в южном; они являются спутниками нашей Галактики).

Скоплением галактик называют объединения в несколько сотен галактик, которые могут содержать как отдельные галактики, так и группы галактик. Обычно при наблюдении в таком масштабе можно выделить несколько очень ярких сверхмассивных эллиптических галактик. Такие галактики должны непосредственно влиять на процесс образования и формирования структуры скопления.

Сверхскопление – самый большой тип объединения галактик, включает в себя тысячи галактик. Форма таких скоплений может быть различна: от цепочки, такой как цепочка Маркаряна, до стен, как великая стена Слоуна. В масштабах сверхскоплений галактики выстраиваются в нити, окружающие обширные разрежённые пустоты (войды), и образующие плоские скопления (стены).

Галактические нити

Иллюстрация галактических нитей

Кластеры и войды

Карта кластеров и войдов

Одна из нерешённых проблем в понимании строения галактик – предполагаемое наличие в них тёмной материи, проявляющей себя только в гравитационном взаимодействии. Она может составлять до 90% от общей массы галактики, а может и полностью отсутствовать, как в некоторых карликовых галактиках.

Википедия
Монография

ЕЩЁ МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:

1. Наша Галактика – Млечный путь

2. Темная материя

Видео: Вселенная, чужие Галактики. Разнообразие Галактик в космосе