Галактики и звезды

Современная структура Вселенной явля- ется результатом космической эволюции, в ходе которой из протогалактик образо- вались галактики, из протозвезд – звезды, из протопланетных облаков- планеты. Метагалактика представляет собой совокупность звездных систем – галактик, а ее структура определяется их распределением в пространстве, заполненном чрезвычайно разряженным межгалактическим газом и пронизываемом межгалактическими лучами.

Согласно современным представлениям, для Метагалактики характерна ячеистая (сетчатая, пористая) структура. Эти представления основываются на данных астро- номических наблюдений, показавших, что галактики распределены не равномерно, а сосредоточены око- ло границ ячеек, внутри которых галактик почти нет. Найдены огромные объемы, в которых галактик пока не обнаружено. Если брать не отдельные участки Метагалактики, а ее крупно­масштабную структуру в целом, то очевид- но, что в этой структуре не существует каких-то осо- бых, чем-то выделяющихся мест или направлений и вещество распределено сравнительно равномерно.

Возраст Метагалактики близок к возрасту Вселенной, поскольку образование ее структуры приходится на период, следующий за разъединением вещества и излучения. По современным данным, возраст Метагалактики оценивается примерно в 15 млрд лет. Близок к этому и возраст галактик, которые сформировались на одной из начальных стадий расширения Метагалактики. Главные составляющие Вселенной – галактики, громадные звездные системы, содержащие сотни миллиардов звезд

Астрономические наблюдения показывают, что из ядер галактик происходит непрерыв- ное истечение водорода. Ядра галактик являются фабриками по производству основного строительного материала Вселенной водорода. Водород, атом которого состоит из 1 протона в ядре и 1 электро­на на его орбите, является самым простым "кирпичиком", из которого в недрах звезд образуются в процессе атомных реак­ций более сложные атомы. Чем больше масса звезды, тем более сложные атомы синтезируются в ее недрах.

Галактика представляет собой гигантские скопления звезд и их систем, имеющие свой центр и различную форму. В ядре галактики сосредоточены самые старые звезды, возраст которых приближа- ется к возрасту галактики. Расстояния между звездами в ядре галакти- ки (по космическим масштабам) очень маленькие. Звезды среднего и молодого возраста расположены в диске галактики. Расстояния между звездами на окраинах галактики значительно больше, чем в ее центре.

Звезды и туманности в пределах галактики движутся вместе с галактикой, кроме того, они участвуют во вращении галактики вокруг своей оси. Размеры большинства галактик огромны и составляют от нескольких тысяч до нескольких миллионов световых лет. Все галактики движутся от Земли со скоростью, пропорциональной их расстоянию от Земли. Чем дальше галактика, тем больше ее скорость удаления от Земли. Галактики образуют во Вселенной группы и скопления, называемые кластерами.

Типы галактик Нерегулярные (молодые). Вещество находится в основном в форме газа, космической пыли. Количество звезд измеряется десят­ками и сотнями; Спиральные (среднего возраста) количество звезд измеряется миллионами и миллиардами, до форме напоминают шар, из которого выброшены 2 или 4 огромных закрученных рукава; Эллиптические (старые) количество звезд измеряется триллионами, галактики напоминают по форме шар или эллипс.

Шаровые скопления сильно выделяются на звездном фоне благодаря значительному числу звезд и четкой сферической форме. Диаметр шаровых скоплений составляет от 20 до 100 пк. Шаровое скопление в созвездии Центавра

Звёзды – огромные раскаленные газовые шары, расположенные на колоссаль- ных расстояни- ях от нашей планеты. Своими глазами можно увидеть 6000 звёзд.

На современном этапе эволюции Все- ленной вещество в ней находится преи- мущественно в звездном состоянии. У многих галактик "звездная субстанция" составляет более чем 99,9% их массы. 97% вещества в нашей Галактике сосредоточено в звездах. Звезды представляют собой гигантские плазменные образования различной величины, температуры, с разной характеристикой движения.

Звезда представляет собой вращающийся шар раскаленного газа. От массы газа зависит сила тяготения звезды, плотность, размеры, возможные температуры и время существования Звезды это фабрики по производству химических элементов и источники света и жизни. Звезды движутся вокруг центра галактики по сложным орбитам.

Две основные концепции происхождения небесных тел: гипотеза Канта Лапласа -звезды и планеты образовались из рассеянного диффузного вещества (космической пыли) путем постепенного сжатия первоначальной туманности. гипотеза В. Амбарцумяна звезды и планеты образовались из сверхплотного, состоящего из самых тяжелых элементарных частиц - гиперонов, дозвездного вещества, находящегося в ядрах галактик, путем его фрагментации.

Мы видим звёзды, потому что они светятся. Источник света и энергии звёзд – термоядерные реакции ( элементарные частицы из лёгких превращаются более тяжелые)

Этапы существования звёзд: 1.Туманность 2.Сжатое газовое облако 3.Протозвезда 4.Звезда типа Солнца( желтая звезда) 5.Красный гигант 6.Сбрасывание внешних оболочек 7.Белый карлик 8.Нейтронная звезда 9.Черная дыра

В начале существует газопылевое облако, в котором частички газа и пыли начинают притягиваться друг к другу; В процессе этого притяжения облако начинает разогреваться; При достижении температуры в ядре звезды в 10 млн °С начинается термоядерная реакция. Водород превращается в гелий, что сопровождается излучением во всех частях спектра. Благодаря этому излучению вещество становится звездой, т. е. видимым космическим объектом.

Сама энергия термоядерной реакции превращения водорода в гелий служит барьером для притока лишних масс «топлива». Но запасы расходуются. Когда в звезде больше гелия – гелий превращается в углерод.

Звезда распухает и превращается в красный гигант. Затем, когда кончится новое топливо, красный гигант «схлопывается»: его ядро превращается в белый карлик – шар с плотностью в млн. раз больше плотности воды и размером с Землю.

В белом карлике электроны уже не не обращаются вокруг ядра атомов, а прижаты к ним. (белый карлик первый – спутник Сириуса.)

Дальнейшие превращения Но если звезда мощнее Солнца, то в ней после углерода, начинается превращение железа. И тогда происходит катастрофа! Ядро сжимается и образует нейтронную звезду.

Черная дыра характеризуется такой концентрацией массы в пространстве, что в 1 чайной ложке оказалось бы 100 млн метрических тонн вещества. Все объекты и излучения, находящиеся в зоне гравитационного действия черной дыры, стремятся к ней. Размер черной дыры составляет 2-3 км. Конечная стадия суще­ствования черных дыр взрыв и рассеивание вещества. На этой стадии существование звезды можно считать окончательно завершенным. Скорость прохождения звездой перечисленных этапов существования зависит от ее размеров. Большие звезды проходят все перечисленные этапы быстрее.

Круговорот газа и пыли в Галактике

Черные дыры

В настоящее время все звезды, находящиеся на первом этапе сушествования (нормальные звезды), разделены на 7 классов по массе, температуре и цвету. 1.голубые гиганты - температура поверхности(Т) - 35 тыс. "С, в раз массивнее Солнца; 2.бело-голубые Т-20 тыс. °С; 3.белые – Т-10 тыс. °С; 4.желто-белые –Т тыс. °С; 5.желтые Т-6000 тыс. °С (Солнце); 6.оранжевые Т-4700 тыс. °С; 7.красные карлики Т-3000 тыс. °С;

Созвездием называется участок небесной сферы, границы которого определены специальным решение Международного астрономического союза (МАС). Всего на небесной сфере – 88 созвездий

Самая известная группа звезд в северном полушарии – Ковш Большой медведицы

По ковшу Большой медведицы легко определить северное направление