Galaxy yetu ina nyota, gesi kati ya nyota na miale ya cosmic. Yote hii imeunganishwa na mashamba na mashamba ya magnetic. Pia ina mawimbi ya redio, mwanga, X-rays na mionzi ya gamma - mionzi ya umeme, ambayo ina jukumu kubwa katika maisha ya kila nyota ya mtu binafsi, lakini sio muhimu kwa mfumo kwa ujumla. Asilimia 90-95 ya mambo katika Galaxy hukusanywa katika nyota, na iliyobaki ni gesi, hasa.
Idadi ya watu wa nyota (neno hili linakubaliwa rasmi katika unajimu) imegawanywa katika aina mbili. Nyota changa (na kuna wengi wao) wanaounda idadi ya watu wa aina 1 karibu wote wamekusanywa kwenye diski kubwa nyembamba kwenye ndege ya kati ya Galaxy. Kipenyo cha diski hii ni karibu miaka laki moja ya mwanga, ambayo ni, karibu kilomita bilioni, na unene ni miaka elfu mbili hadi tatu ya mwanga. Idadi ya watu wa aina ya II huunda nyanja fulani. Na karibu na katikati ya Galaxy, kuna nyota nyingi zaidi. Nyota za idadi hii ni wazee.
Galaxy ina umbo zaidi kama msumeno wa duara kuliko diski ya michezo ya kurusha. Wewe na mimi tunaishi kwa umbali wa miaka 30,000 ya mwanga kutoka katikati, mahali fulani nje ya diski, lakini karibu na ndege yake ya kati.
Kwa hivyo, katika wasifu, Galaxy inaonekana kama diski gorofa na unene wa spherical katikati. Mtazamo kamili wa uso ni ngumu zaidi.
Nebula ya gesi ya Galaxy hukusanywa kwa kupigwa kwa mwanga (mikono), iliyopigwa kwa ond. iko karibu na makali ya mkono, ambayo ilipata jina Solnechny (vinginevyo inaitwa mkono wa Swan-Kel). Kwa umbali wa miaka 9,000 ya mwanga kutoka Jua, kuelekea kingo za Galaxy, vipengele vya Mkono wa Perseus vinaweza kugunduliwa. Na miaka 4000 ya mwanga karibu na kituo hicho, Mkono wa Sagittarius unaonekana.
Haiwezekani kuona kile kilicho karibu na kituo na kile kilicho nyuma yake, kwani "mifuko nyeusi" ya vumbi la cosmic huingilia kati.
Kweli, baadhi ya mambo yakawa wazi zaidi na maendeleo ya unajimu wa redio. Kwa mawimbi ya redio, vumbi la cosmic liligeuka kuwa wazi kabisa. Hidrojeni isiyo na upande hutoa kwa nguvu mawimbi ya redio ya desimita. Kulingana na mionzi hii, ilianzishwa kuwa katika nafasi kati ya silaha kuna atomi moja ya hidrojeni kwa sentimita 5 za ujazo, na katika silaha wastani wa wiani wa gesi ni mara tano zaidi.
Uchunguzi wa redio umewashawishi wanaastronomia kwamba nyumba yetu kubwa ya nyota ina sakafu 10-14 za ond. Sasa tunajua jinsi inavyoonekana katika mpango na sehemu. Kitu kimoja tu haijulikani ... kwa nini haikuanguka muda mrefu uliopita.
Spirals inapaswa kupaka
Galaxy ina umbo tata sana na huzunguka katikati ya molekuli. Mikono ya galactic ya ond imejipinda. Na sio nasibu, lakini kulingana na fomula kali ya kihesabu ya ond ya logarithmic. Matawi ya galaksi zingine nyingi za ond pia zimepindika - ni wazi, umbo hili ni thabiti. Kwa hali yoyote, iko kwa muda mrefu kama mfumo wetu wa jua (yaani, takriban miaka bilioni 5-6). Kuna uwezekano mkubwa, hata hivyo, kwamba spirals za Galaxy zilikuwepo kabla ya Jua letu kuundwa. Lakini hapa isiyoeleweka huanza.
Ni jambo la busara kudhani kwamba kila nyota, kila molekuli ya gesi au chembe ya vumbi huzunguka kabisa bila ya zingine kuzunguka kitovu cha mvuto wa Galaxy. Na kulingana na sheria zile zile ambazo satelaiti za bandia huzunguka Dunia. Lakini basi misa zile za vitu vya galaksi ambazo ziko karibu na kituo cha Galaxy zinapaswa kufanya mapinduzi kamili haraka zaidi kuliko zile za mbali. Inabadilika kuwa kabla ya Jua letu kuwa na wakati wa kukamilisha mapinduzi moja (ingehitaji "tu" miaka milioni 200 kwa hili), "wakazi" wa Galaxy tu, wale walio karibu na kituo hicho, wangeipata, na nyota. mbali na katikati, mkusanyiko wa vumbi nk. ungeanguka nyuma. Hii ina maana kwamba mikono ya Galaxy ingepakwa kwenye diski inayoendelea au ingevunjwa na kuwa pete zilizo makini, kama vile . Hadi hivi majuzi, hakuna mwanaastronomia hata mmoja aliyeweza kuelewa kwa nini hii haifanyiki.
Utulivu wa mikono ya galactic ulionekana kuwa wa ajabu na wa kushangaza. Hali ni mbaya zaidi katikati ya Galaxy, ambapo msongamano wa gesi ni mkubwa zaidi kuliko katika mikono. Gesi hii inaonekana "inapita" ndani ya sleeves. Tawi la ond lililo karibu na kituo pekee linapaswa kubeba kutoka kwa kituo cha galactic kiasi cha gesi sawa kwa wingi na Jua kwa mwaka. Kulingana na mtaalam wa nyota wa Uholanzi Oort, katika miaka milioni thelathini tu tawi hili pekee linapaswa "kusukuma" gesi yote kutoka kwa diski yenye radius ya hadi miaka elfu 9 ya mwanga. Haraka mno!
Uwepo wa muda mrefu wa msingi unaweza kuelezewa na kuingia kwa sehemu mpya za gesi ndani yake kutoka mahali fulani. Lakini hakuna mtu aliyegundua hii bado.
Wanaastronomia walijikuta katika hali ya kushangaza: baada ya kazi nyingi walifanikiwa kubaini muundo na muundo wa Galaxy yetu, kisha wakaona kwamba muundo kama huo haukuhifadhiwa kwa muda mrefu.
Kwa mara ya kwanza, jaribio la busara la kueleza uthabiti wa umbo la Galaxy lilifanywa na Profesa G. Richter kutoka Ujerumani.
Galaxy "imechongwa" na wimbi la mshtuko
Hatua ya kwanza ya Richter: alisoma kwa uangalifu usambazaji wa hidrojeni ya upande wowote kwenye Galaxy. Na aliona ukweli mpya usiyotarajiwa: msongamano wa gesi kwenye mikono haufanani. Katika baadhi ya maeneo, darubini ya redio iligundua kiwango cha juu cha mionzi ikifuatiwa na minima. Hii ni wazi inalingana na condensations na rarefactions ya gesi interstellar.
Condensations na rarefactions! Lakini jinsi gani na kwa nini walionekana? Katika kitabu cha watoto juu ya fizikia kuna picha: kengele, karibu nayo ni sikio, kati yao, wakati mwingine zaidi mnene, wakati mwingine chini ya mara kwa mara, kuna dashes. Hii inaonyesha asili ya wimbi la sauti. Oscillation ya kengele compresses safu ya karibu ya hewa, ambayo, elastically kupanua, compresses safu karibu, nk Kwa hiyo wimbi huendesha kwa njia ya hewa, yenye compression na rarefaction.
Condensations na rarefactions pamoja na mikono ya Galaxy inaweza kutokea kama aina fulani ya wimbi walikuwa kukimbia katika interstellar gesi. Hakuna mtu aliyefikiria juu ya asili ya wimbi la spirals za galactic kabla ya Richter. Wakati huo huo...
Haijalishi gesi ya nyota ni adimu kiasi gani, haijalishi umbali kati ya atomi zake ni kubwa kiasi gani, haijalishi ni nadra vipi migongano kati yao, bado inabaki kuwa gesi, chini ya sheria za kawaida za gesi. Na katika gesi hii ya nyota, mawimbi ya sauti husafiri kwa kasi ya kilomita moja kwa sekunde - mara tatu tu kuliko hewani, ambayo ni mnene zaidi wa matrilioni ya mara. Lakini Richter hakugundua mawimbi ya sauti katika gesi ya nyota.
Wakati wa vibrations sauti, chembe ni makazi yao, kubaki "amefungwa" mahali pao. Kitu kingine hutokea wakati mawimbi ya mshtuko au mlipuko hutokea, yakienda kwa kasi ya juu zaidi. Hii pia ni mbadala ya condensation na rarefaction. Lakini katika wimbi la mshtuko, wingi wa gesi iliyoshinikizwa husonga - na kwa kasi kubwa.
Picha ya wimbi la mshtuko itakuwa sawa na picha ya projectile inayokata hewani. Na katika hatua yake, wimbi la mshtuko linafanana na projectile: mbele yake, gesi inayoweza kutibika, uwepo wake ambao kwa kawaida hatuoni, imesisitizwa, inakuwa, kama ilivyokuwa, imara, na si kila kizuizi kinaweza kupinga. Ndege yenye nguvu nyingi na mlipuko wa baruti husababisha mawimbi ya mshtuko angani. Mawimbi ya mshtuko pia hutokea katika gesi ya nyota.
Nadharia ya Profesa Richter
Hebu tueleze siri ya utulivu wa nyumba yetu ya nyota kwa mfano halisi. Kwa umbali wa miaka elfu 10 ya mwanga kutoka katikati ya Galaxy, karibu nusu kutoka katikati yake hadi Jua, kuna mkono wa ond ambao unasonga mbali na kituo hicho haraka - kwa kasi ya kilomita 53 kwa sekunde. Upande wa pili wa kituo hicho, tawi lilipatikana likikimbia kwa kasi zaidi. Matawi iliyobaki pia huondoka katikati, lakini polepole zaidi.
Wacha pia tuzingatie ukweli mwingine: mikono yote miwili mkimbizi, pamoja na Galaxy nzima, huzunguka katikati, lakini polepole zaidi kuliko inavyotakiwa kudumisha uadilifu wa Galaxy. Katika mifumo imara, isiyo ya kutengana, wakati inapozunguka, nguvu ya centrifugal ya inertia lazima iwe na usawa na nguvu ya mvuto - nguvu ambayo miili inavutia katikati ya wingi. Lakini kadiri kasi ya mzunguko inavyoongezeka, ndivyo nguvu ya centrifugal inavyoongezeka. Ikiwa kasi ya mzunguko ni chini ya lazima, mwili huanguka kuelekea katikati, ikiwa ni zaidi, huenda mbali nayo. Kasi ya mzunguko wa matawi ya mbali ni dhahiri chini ya ile inayohitajika kwa usawa kati ya nguvu ya centrifugal na mvuto. Hata hivyo, matawi sio tu kuanguka kuelekea kituo cha galactic, lakini, kinyume chake, kuruka mbali. Kwa nini?
Kituo cha Galaxy
Richter aligundua sababu katika kituo cha ajabu cha Galaxy. Mkusanyiko wa nyota huko ni mara elfu zaidi kuliko karibu na Jua. Katikati kabisa ya Galaxy kuna chanzo chenye nguvu cha utoaji wa redio, Sagittarius A - kitu kama mpira na kipenyo cha hadi miaka 500 ya mwanga. Imeingizwa kwenye diski inayozunguka kwa kasi ya gesi na mpaka mkali wa nje wa miaka 2,500 ya mwanga kutoka katikati. Diski hii nyembamba ya gesi huzunguka kama vile mwili thabiti unavyozunguka, badala ya wingu lisilo wazi la gesi.
Kwa mtazamo wa kwanza, hii ni ya ajabu. Je, gesi inawezaje kugeuka kuwa imara? Maelezo ni haya: kasi ya mstari wa kuzunguka kwa kingo za diski (zimeainishwa kwa kasi) ni kama kilomita 260 kwa sekunde, na kwa kasi hii wingi wa gesi husonga kana kwamba iko kwenye kuta thabiti. (Kuruka ndani ya maji kutoka kwenye mnara mrefu, unaweza kuona jinsi chombo laini kinachoweza kunyumbulika kinavyokuwa kigumu ikiwa utasogea kwa kasi sana ndani yake.)
Sasa, tukikumbuka yale yaliyosemwa hapo juu juu ya uwezekano wa kuwepo kwa mawimbi ya mshtuko katika gesi ya galactic, tunaweza kuelewa kwa urahisi kiini cha wazo la Richter.
Hebu inhomogeneity ndogo hutokea kwenye "ukuta" wa gesi ya nje ya diski au ndani yake yenyewe. Baada ya kuvuruga usawa wa mzunguko, inakua haraka, na hatimaye sehemu ya dutu itatoka kwa kasi kubwa kwenye nafasi inayozunguka. Bonge la damu lililotoka huleta pigo kubwa kwa mazingira ya nje. Na wimbi la mlipuko wenye nguvu husisimka katika gesi ya nyota. Itaenea kutoka katikati hadi pembezoni mwa Galaxy.
Kulingana na Profesa Richter, kasi ya awali ya wimbi la mshtuko ni karibu kilomita 60 kwa sekunde. Kwa kasi hii, husogea ndani ya gesi ya nyota, ndani kabisa ya "tube imara" (kama diski iliyozaa inazunguka ndani ya "kuta imara"). Lakini inapoondoka katikati, kasi ya wimbi la mshtuko hupungua kutokana na upinzani wa kati ya nyota na mvuto wa mvuto, na njia yake hupiga. Hatimaye wimbi linatoweka. Lakini yote haya hudumu kwa mabilioni ya miaka, kwa sababu trajectories ya mawimbi, njia za uenezi wao katika gesi ni imara sana.
Pia inakuwa wazi kwa nini diski kuu ya galactic bado haijaisha. Katika wimbi la mshtuko, condensation inafuatiwa na rerefaction, na sehemu ya dutu inarudi mahali pake ya awali.
Kwa hivyo, kulingana na Richter, mikono ya ond ya Galaxy sio kitu zaidi ya mawimbi ya mshtuko ambayo huibuka mara kwa mara katikati yake. Kipenyo cha mawimbi ya mshtuko wa cosmic ni kubwa - kipimo katika mamilioni ya miaka ya mraba ya mwanga. Kulingana na nafasi ya mshikamano na upungufu katika silaha, Richter alikadiria vipindi kati ya mawimbi mawili ya mshtuko mfululizo katika miaka milioni 300 - 400. Wimbi la mwisho la mshtuko lilitokea karibu miaka milioni 60 iliyopita.
Kama unavyoona, nyumba yetu ya nyota inapata sura mpya - badala ya muundo huru, usio wazi, inaonekana kama sehemu ya juu ya gesi ya nyota inayozunguka kwa kasi, iliyopenya na mawimbi makubwa ambayo huishikilia na kuipa muundo tata na wa hila.
Mawimbi, nyota, maisha
Siku hizi, wanasayansi mara nyingi hawajizuii kwa hitimisho zenye msingi, lakini pia hujiruhusu mawazo ya nusu-ajabu. Ikiwa nadhani imethibitishwa au la haitaathiri kiini cha nadharia kuu, lakini ulinganisho wa ujasiri na mlinganisho unaweza kutumika kama msukumo wa mawazo ya kuvutia.
Inafurahisha kufahamiana na mawazo ya Profesa Richter juu ya sababu….
Ni nadharia gani zimependekezwa kuelezea kutoweka kwa monsters hawa, baada ya hapo mamalia wakawa mabwana wa Dunia miaka milioni 60 iliyopita. Walijaribu kuelezea mapinduzi haya ya kibaolojia kwa majanga ya ulimwengu, magonjwa ya milipuko, baridi kali zinazohusiana na harakati za nguzo za sayari, na michakato mingine ambayo bado haijaelezewa kwenye Jua.
Richter alibainisha kuwa kuonekana kwa wimbi la mwisho la mshtuko katika gesi ya nyota iliendana na kifo cha dinosaurs. Pia aliunganisha zamu zingine kali katika historia ya maisha Duniani na vipindi kati ya mawimbi ya mshtuko wa ulimwengu. Na akafikia hitimisho kwamba mawimbi ya mshtuko ambayo "yalipiga" mfumo wa jua yanaweza kuwa na athari kubwa kwa aina zote za maisha. Kweli, Richter hakuweza kusema chochote kuhusu utaratibu maalum wa ushawishi huo wa kidhahania.
Na hapa kuna nadharia nyingine, ambayo pia ni ya uwongo. Inahusu shida ya "kiwango kikubwa" - shida ya kuzaliwa kwa nyota.
Mbele ya wimbi la mshtuko, wiani wa gesi unapaswa kuongeza mamia na maelfu ya nyakati kwa muda fulani. Kama matokeo, Richter anabainisha, hali zinaundwa ambazo zinapendelea kuunganishwa kwa vitu kwenye miili minene ya ulimwengu.
Ni rahisi kufikiria jinsi maada hutengana angani: gesi huwa na uwezo wa kuchukua kiasi kikubwa zaidi, chembe zake hutawanyika pande zote. Kwa kuongezea, wingu la gesi, isipokuwa nguvu za uvutano za ndani ndani yake zikiwa na nguvu za kutosha, zitasambaratishwa na nguvu ya mvuto kuelekea katikati ya Galaxy.
Hata hivyo, ikiwa wimbi la mshtuko linasababisha wingu kupungua, nguvu za mvuto ndani yake zinapaswa kuongezeka kwa kasi. Nguvu hizi zitaweza kushikilia chembe pamoja, na itawezekana kwa wingu kuwa nene, na kuifanya kuwa nyota.
Kwa kweli, hii ni dhana tu, na kwa sasa ni ya uwongo, lakini inaonekana inajaribu sana kwa wanaastronomia.
Katika nyumba yetu ya nyota, kila kitu kimeunganishwa. Na ikiwa msingi unatetemeka, ikiwa wimbi la mshtuko limezaliwa katika msingi wa Galaxy, basi idadi ya sakafu zake zote, nyota na wanaoishi, hawawezi kusaidia lakini kuhisi.
Mbinu ya kufanya somo 1
"Galaxy Yetu"
Lengo: kuendeleza dhana kuhusu Galaxy yetu.
Malengo ya Kujifunza:
Elimu ya jumla - malezi ya dhana za unajimu:
1) kuhusu galaksi kama moja ya aina kuu za mifumo ya ulimwengu kwa kutumia mfano wa kuzingatia asili ya mwili na sifa kuu za Galaxy yetu:
- sifa kuu za kimwili za Galaxy yetu (wingi, ukubwa, sura, mwanga, umri, vitu vya cosmic vinavyounda na idadi yao);
- muundo wa Galaxy na aina kuu za idadi ya watu wa galactic.
2) kuhusu kati ya nyota, vipengele vyake vya gesi na vumbi na mionzi ya cosmic.
3) kuhusu uhusiano kati ya mageuzi ya mazingira ya cosmic katika Galaxy na mageuzi ya nyota.
Kielimu:
1) Uundaji wa mtazamo wa kisayansi wa wanafunzi:
- katika kipindi cha kufahamiana na historia ya masomo na asili ya Galaxy na sifa zake kuu za mwili, muundo na muundo;
- kwa kuzingatia ufichuzi wa kanuni za kifalsafa kuhusu umoja wa nyenzo na ufahamu wa ulimwengu wakati wa kuwasilisha nyenzo za angani kuhusu asili ya Galaxy;
2) Elimu ya Polytechnic na mafunzo ya kazi katika kurudia na kuongeza ujuzi kuhusu mbinu na zana zinazotumiwa kujifunza Galaxy (uchambuzi wa spectral, unajimu wa redio (darubini za redio), unajimu wa IR, n.k.).
Kimaendeleo: kuendeleza ujuzi wa kuchambua habari, kueleza mali ya mifumo ya nafasi kulingana na nadharia muhimu zaidi za kimwili, tumia mpango wa jumla wa kusoma vitu vya nafasi, na ufikie hitimisho.
Wanafunzi lazima kujua: sifa kuu za dhana ya "galaxy" kama aina tofauti ya mifumo ya nafasi na sifa kuu za kimwili, muundo na muundo wa Galaxy yetu.
Wanafunzi lazima kuweza: kuchambua na kupanga nyenzo za kielimu, tumia mpango wa jumla wa kusoma vitu vya nafasi, fanya hitimisho.
Vifaa vya kuona na maonyesho:
- picha, mpango Na michoro galaksi ond sawa na Galaxy yetu; Milky Way, makundi ya wazi na ya globular; miundo ya Galaxy yetu;
- uwazi kutoka kwa safu ya filamu ya slaidi "Astronomia Iliyoonyeshwa: "Nyota na Magalaksi"; "Galaxi, Mageuzi ya Ulimwengu";
- vipande vya filamu Na vipande vya vipande vya filamu: "Maendeleo ya mawazo kuhusu Ulimwengu"; "Galaxi"; "Muundo wa Ulimwengu";
- vipande filamu"Ulimwengu";
- meza: "Unajimu wa redio"; "Makundi ya nyota, nebulae, Galaxy"; "Njia ya Milky"; "Galaxi";
- vifaa vya kuona na TSO: ukuta na ramani za nyota zinazosonga.
Mpango wa Somo
|
Hatua za somo |
Mbinu za uwasilishaji |
Muda, min |
|
|
Kurudia na kusasisha maarifa ya unajimu |
Uchunguzi wa mbele, mazungumzo |
||
|
Uwasilishaji wa nyenzo mpya: |
Hotuba, mazungumzo, hadithi ya mwalimu |
20-25 |
|
|
Ujumuishaji wa nyenzo zilizosomwa. Kutatua tatizo |
Kufanya kazi kwenye bodi, kutatua matatizo katika daftari |
10-12 |
|
|
Kwa muhtasari wa somo. Kazi ya nyumbani |
|||
Kazi ya nyumbani: kulingana na vitabu vya kiada:
-B.A. Vorontsov-Velyaminova: utafiti §§ 27, 28; maswali kwa aya.
-E.P. Walawi: utafiti § 28; maswali kwa aya.
- A.V. Zasova, E.V. Kononovich: kujifunza §§ 28-30; maswali kwa aya; mfano. 28.4, 29.4 (4)
Mbinu ya somo:
Mwalimu anawatangazia wanafunzi lengo na malengo ya somo hili: kusoma Galaxy yetu. Maarifa ya "kabla ya kisayansi" kuhusu asili ya Galaxy yetu na makundi mengine ya nyota yanasasishwa na nyenzo kuhusu mifumo ya ulimwengu (nyota) inarudiwa. Wanafunzi huulizwa maswali:
1. Mfumo wa nafasi ni nini? Je! Unajua mifumo gani ya anga? Je, wana sifa na sifa gani?
2. Mifumo ya anga inajulikana kwako kulingana na vigezo gani?
3. Galaxy ni nini? Je, maneno "Galaxy" na "Milky Way" ni sawa?
4. Unajua nini kuhusu Galaxy yetu? Vipimo vyake ni vipi? Fomu? Ni vitu gani vya nafasi vilivyojumuishwa ndani yake?
5. Je, kuna galaksi nyingine katika Ulimwengu? Unajua nini kuwahusu?
Wakati wa kuripoti habari kuhusu sifa kuu za kimwili za Galaxy, ni muhimu kuteka mawazo ya wanafunzi kwa matatizo ya utafiti wake, kutokana na ukweli kwamba tunaangalia Galaxy "kutoka ndani." Mwongozo unapendekeza kutumia mlinganisho kwa kuwauliza wanafunzi swali: ni ipi ni rahisi na sahihi zaidi kuteka mpango wa jiji lako: kutoka kwa uchunguzi kutoka kwa dirisha la nyumba yako au kutoka kwa upigaji picha wa angani? Inahitajika kuelezea kwa wanafunzi jinsi maelezo kuu ya muundo wa Galaxy (diski ya galactic, msingi) yanazingatiwa kwenye anga ya nyota ya Dunia. Muundo wa Galaxy unaweza kuonyeshwa kwa kutumia jedwali linalofaa (hii huokoa wakati wa kufundisha), lakini kwa uigaji bora wa nyenzo na wanafunzi, ni bora kuitayarisha hatua kwa hatua na maelezo yanayofaa kwenye ubao (na wanafunzi waichore upya kwa maandishi). madaftari yao). Inashauriwa kuripoti sifa za kiasi cha Galaxy katika fomu ya nambari na kwa kulinganisha na ukubwa wa vitu vinavyojulikana kwao.
Wanafunzi wanapaswa kuelewa kwamba Galaxy ni amefungwa kwa mvuto mfumo wa ulimwengu: nguvu za mvuto huchukua jukumu muhimu katika uwepo wake na, pamoja na nguvu za hali na nguvu za asili ya sumakuumeme, huamua muundo na mali ya msingi ya Galaxy.
Galaxy yetu
Yetu Galaxy- mfumo wa ond na misa kutoka 2 × 10 11 M¤ hadi 8.5-11.5 × 10 11 M¤ (2.3 × 10 42 kg), radius ya karibu 1.5-2 × 10 4 pc na mwangaza wa 2-4 × 10 10 L¤ . Galaxy ina nyota bilioni 150-200 na vitu vingine vingi vya anga: zaidi ya mawingu 6,000 ya molekuli ya galaksi yenye hadi 50% ya gesi ya nyota, nebulae, miili ya sayari na mifumo yao, nyota za neutron, dwarfs nyeupe na kahawia, mashimo nyeusi, vumbi la cosmic. na gesi. Diski ya Galaxy inapenyezwa na uga mkubwa wa sumaku ambao unanasa chembe za miale ya ulimwengu na kuzilazimisha kusonga kwenye mistari ya sumaku kwenye njia za helical. 85-95% ya molekuli ya Galaxy imejilimbikizia nyota, 5-15% katika gesi ya kueneza kati ya nyota. Sehemu kubwa ya vitu vizito katika muundo wa kemikali wa Galaxy ni 2%. Umri wa Galaxy ni miaka 14.4 ± bilioni 1.3. Nyota nyingi kwenye Galaxy ziliundwa zaidi ya miaka bilioni 9 iliyopita.
Sehemu kuu ya nyota zinazounda Galaxy inazingatiwa kutoka Duniani kama ukanda mweupe, unaong'aa kidogo wa muhtasari usio wa kawaida unaozunguka anga nzima - Njia ya Milky, ambamo mng'ao wa mabilioni ya nyota zenye mwanga hafifu huungana.
Tunachunguza Galaxy yetu kutoka ndani, ambayo inafanya kuwa vigumu kuamua sura yake, muundo na baadhi ya sifa za kimwili. Ni nyota 10 9 pekee zinazoweza kufikiwa kwa uchunguzi wa darubini - hadi 1% ya nyota zote kwenye Galaxy.
Msingi wa Galaxy unazingatiwa katika Sagittarius ya nyota (a = 17 h 38 m, d = -30њ), ikichukua sehemu ya makundi ya Scutum, Scorpio na Ophiuchus. Msingi umefichwa kabisa nyuma ya mawingu ya giza na vumbi yenye nguvu (GDC) yenye uzito wa jumla ya 3 × 10 8 M¤, pc 700 kutoka katikati ya Galaxy, ikichukua mionzi inayoonekana lakini inasambaza mionzi ya redio na infrared. Kwa kutokuwepo kwao, msingi wa galactic ungekuwa mwili mkali zaidi wa mbinguni baada ya Jua na Mwezi.
Katikati ya msingi kuna condensation - msingi 400 tu St. miaka kutoka katikati, katika kina cha gesi na vumbi nebula Sagittarius A na wingi wa 10 5 M¤, shimo nyeusi na molekuli kuhusu 4.6 × 10 6 M¤ imefichwa. Katikati kabisa, katika eneo lenye vipimo chini ya 1 pc na wingi wa 5 × 10 6 M¤, pengine kuna kundi mnene sana la supergiants bluu (hadi nyota 50,000).
Mchele. 67. Muundo wa Galaxy yetu:
1 - Kern
2 - Galaxy Core
3 - Bulge ("bloat"): idadi ya watu wa spherical ya kituo cha galactic
4 - Bar - galactic "jumper".
5 - Mfumo mdogo wa gorofa (nyota za madarasa O, B, vyama)
6 - Mfumo wa zamani wa gorofa (nyota za darasa A)
7 - Diski ya Galaxy (nyota kuu za mlolongo, novae, makubwa nyekundu, nebula ya sayari)
8 - Sehemu ya kati ya duara (nyota za zamani, anuwai za muda mrefu)
9 - Mikono ya ond (nebulae ya vumbi la gesi, nyota changa za madarasa O, B, A, F)
10 - maeneo ya mkusanyiko wa GMO karibu na msingi (9A) na katika "pete ya molekuli" (9B)
11 - Mfumo mdogo wa duara kongwe zaidi (halo) (makundi ya globular, Cepheids ya muda mfupi, subdwarfs)
12 - Nguzo za globular
13 - Mfumo wa jua
14 - Corona ya gesi ya Galaxy.
Galaxy yetu ina daraja - bar, kutoka mwisho wake, parsecs elfu 4 kutoka katikati ya Galaxy, mikono 3 ya ond huanza kupotosha; karibu na mmoja wao - mkono wa Orion (tawi) kuna mfumo wa jua. Ya pili - tawi la Perseus - inazingatiwa katika mwelekeo kutoka katikati ya Galaxy kwa umbali wa 1.5-2.4 kpc kutoka Jua. Tawi la tatu la Sagittarius liko katika mwelekeo wa katikati ya Galaxy katika 1.2-1.8 kpc kutoka Sun.
Galaxy ina muundo tata, tofauti wa mzunguko kuzunguka mhimili wake (Mchoro 68). Kasi ya nyota wenyewe katika msingi hufikia 1000-1500 km / s. Kasi ya kuzunguka kwa mikono ya galactic ni ya chini kuliko kasi ya harakati ya nyota za mtu binafsi kwa umbali sawa kutoka katikati ya Galaxy.
Mfumo wa jua unapatikana karibu na ndege ya ikweta ya Galaxy katika miaka 34,000 ya mwanga. miaka kutoka katikati yake (kwa umbali ambapo kasi ya kuzunguka kwa Galaxy na harakati ya mikono yake ya ond inalingana). Kutoka kwa uchambuzi wa mienendo sahihi ya nyota 300,000 kwa kuhama kwa mistari kwenye spectra kwa sababu ya athari ya Doppler, ilianzishwa kuwa mfumo wa jua husogea ukilinganisha na nyota za karibu kwa kasi ya 20 km / s kwa mwelekeo wa kundinyota Hercules na, pamoja nao, huzunguka katikati ya Galaxy kwa kasi ya 250 km / s katika mwelekeo wa makundi ya Cygnus na Cepheus. Hatua juu ya nyanja ya mbinguni katika mwelekeo ambao mfumo wa jua unasonga inaitwa kilele.
Kipindi cha mapinduzi ya mfumo wa jua karibu na katikati ya Galaxy ni miaka milioni 195-220. Muda wa wastani mwaka wa galaksi(T G ) ni sawa na miaka milioni 213.
Mkusanyiko wa jambo katika kati ya nyota ni kutofautiana sana. Inaongezeka kwa kasi katika ndege ya mzunguko wa Galaxy na katika safu ya miaka 500 ya mwanga. miaka na kipenyo cha mwanga 100,000. miaka ni 10 -21 kg/m 3. Mawingu ya giza, mavumbi mazito yanayofyonza mwanga wa nyota yanaonekana kwenye mandharinyuma ya Milky Way kwa macho katika kundinyota Cygnus, Ophiuchus, Scutum, na Sagittarius. Inapata wiani mkubwa zaidi katika mwelekeo wa msingi wa galactic. Kwa umbali wa parsecs 4 hadi 8,000 kutoka kituo cha galactic iko " pete ya Masi"Galaksi ni kundi la GMO zenye uzani wa hadi 3×10 9 M¤.
Gesi isiyo na rangi isiyo na alama nyingi iliyo mbali na nyota ni wazi kwa mionzi ya macho. Utafiti wa usambazaji na sifa za gesi katika kati ya nyota na GMO huwezeshwa na utoaji wa redio ya hidrojeni ya molekuli (l = 0.21 m) na hidroksili OH (l = 0.18 m) (Mchoro 69).
Plasma ya kati ya nyota yenye msukosuko imejilimbikizia mawingu, ikichukua takriban 20% ya katikati ya nyota. Nje ya mikono ya ond, mawingu adimu ya plasma yenye ukubwa chini ya pc 26 na msongamano wa elektroni wa chembe 0.1-0.3/cm 3 hugunduliwa kwa umbali hadi ± 900 kpc kutoka kwa ndege ya Galactic. Mawingu katika mikono ya ond (± pc 200 kutoka kwa ndege ya Galaxy) yana vipimo hadi pc 50, msongamano wa elektroni 0.2-1.0 chembe/cm 3. Katika maeneo ya malezi ya nyota katika ndege ya Galactic, wiani wa elektroni wa mawingu na ukubwa wa pc 10-50 hufikia 1-10 chembe / cm 3.
Umri wa jamaa na mpangilio wa malezi ya nyota kwenye Galaxy imedhamiriwa kutoka kwa uchambuzi wa muundo wa kemikali wa mikoa ya nyota - mifumo ndogo ya Galaxy. Kuzaliwa kwa nyota katika Galaxy zaidi ya mabilioni ya miaka hupunguza mkusanyiko wa gesi ya nyota na kupunguza kasi ya malezi ya nyota mpaka itaacha kabisa kutokana na "ukosefu wa malighafi" kwa ajili ya malezi ya nyota za vizazi vilivyofuata. Hapo awali, kiwango cha malezi ya nyota kilikuwa cha juu zaidi. Sasa katika Galaxy nzima, gesi kati ya nyota yenye uzito wa kutoka M¤ 4 hadi M¤ 10 hubadilika na kuwa nyota kila mwaka. Ni lazima isasishwe, vinginevyo itakuwa imechoka kabisa katika miaka ya kwanza ya bilioni 1-2 ya maisha ya Galaxy.
"Mtoaji" mkuu wa gesi ya nyota ni nyota, hasa katika hatua za mwisho za mageuzi yao: majitu ya bluu na nyekundu na supergiants, novae na supernovae hutoa kuhusu 1 M¤ ya gesi ya nyota kwa mwaka. Pengine, Galaxy huvutia gesi kutoka nafasi inayoizunguka (hadi 1.2-2 M¤ kwa mwaka). Kwa hiyo, kiasi cha gesi ya nyota katika Galaxy hupungua polepole sana.
Muundo wake wa kemikali hubadilika sana. Katika kizazi cha nyota cha miaka bilioni 12-15, mkusanyiko wa vitu vizito ni karibu 0.1%.
Nyota za kizazi cha II za mlolongo kuu, umri wa miaka bilioni 5-7, zina hadi 2% ya vipengele nzito.
Nebula za kisasa zinazoenea zina vumbi vingi, gesi mbalimbali, vipengele vya kemikali nzito na misombo tata ya molekuli. Nyota changa za madarasa O, B, A na umri wa miaka bilioni 0.1-3 katika vikundi vilivyo wazi ni vya kizazi kipya cha nyota cha III. Zina vyenye vitu vizito 3-4%.
Katika halo ya Galaxy, mawingu "ya kasi" ya hidrojeni ya atomiki yanazingatiwa, yanaenda kwa kujitegemea kwa mzunguko wake. Baadhi ya mawingu, ambayo yana takriban 0.1% ya vipengele vya kemikali nzito, vinajumuisha vitu vinavyovutiwa na Galaxy kutoka nafasi inayozunguka. Mawingu mengine huundwa na ejections ya suala kutoka kwa diski ya galactic wakati wa milipuko ya supernova katika makundi ya nyota na matukio mengine ya cosmic; muundo wao ni pamoja na hadi 1% vipengele vya kemikali nzito.
Mchele. 70. Usawa wa kila mwaka wa kati ya nyota kwenye Galaxy
Sehemu muhimu ya katikati ya nyota ya Galaxy ni mionzi ya cosmic- mtiririko wa chembe za msingi za kushtakiwa na nishati hadi 10 21 eV: protoni (91.7%), elektroni za relativistic (0.92%), nuclei ya atomi ya heliamu (6.6%) na vipengele vya kemikali nzito (0.72%). Licha ya msongamano mdogo wa anga wa mionzi ya cosmic (karibu na Dunia - 1 chembe / cm 3 × s), msongamano wao wa nishati unalinganishwa na msongamano wa nishati ya mionzi ya sumakuumeme ya nyota, nishati ya mwendo wa joto wa gesi ya nyota na sumaku. uwanja wa Galaxy. Chanzo kikuu cha miale ya cosmic ni milipuko ya supernova.
Jumla ya uwanja wa sumaku wa Galaxy una induction ya takriban 10 -10 Tesla. Mistari ya uga kwa ujumla ni sambamba na ndege ya galactic na inajipinda kando ya mikono yake iliyozunguka. Kuingiliana na chembe za kushtakiwa za miale ya cosmic, uwanja wa sumaku wa Galaxy hupindisha njia za harakati zao kando ya mistari ya nguvu na kupunguza kasi ya elektroni za uhusiano, na kutoa mionzi isiyo ya joto (synchrotron) ya mawimbi ya redio na urefu wa zaidi ya m 1. Utafiti wa "tofauti" - mabadiliko ya spatio-temporal katika sifa za miale ya cosmic chini ya ushawishi wa michakato mbalimbali katika nafasi ya nyota na vitu vya nafasi hufanya iwezekanavyo kujifunza maeneo ya sumakuumeme ya vitu vya nafasi iliyopanuliwa na Galaxy nzima kwa ujumla. Nishati ya juu ya mionzi ya cosmic huwafanya kuwa wasaidizi wa lazima kwa wanafizikia katika kusoma muundo wa suala na mwingiliano wa chembe za msingi.
Mwishoni mwa somo, unaweza kuwapa wanafunzi kazi za kurudia na kuunganisha nyenzo kuhusu nyota na mifumo ya nyota (kuamua umbali wa nyota, sifa za vipengele vya mifumo ya binary, nk), pamoja na zoezi la 18:
Zoezi la 18:
- Je! Njia ya Milky ingekuwaje ikiwa Dunia ingekuwa: a) katikati ya Galaxy; b) kwenye makali ya diski ya galactic, kwa miaka 50,000 ya mwanga. miaka kutoka katikati ya Galaxy; c) katika moja ya makundi ya globular kuna sehemu ya spherical; d) kwa umbali wa 10,000 sv. miaka juu ya ncha ya kaskazini ya Galaxy; e) kwa mtazamaji katika Wingu Kubwa la Magellanic?
- Kadiria wingi wa Galaxy iliyo ndani ya eneo la mwendo wa obiti wa Mfumo wa Jua kuzunguka katikati ya Galaxy ikiwa ni uzito wa Mfumo wa Jua. M~ 1 M¤, na kipindi chake cha mapinduzi (mwaka wa galaksi) ni miaka milioni 213.
- Tengeneza mchoro ambao utaonyesha aina zote kuu, madarasa na vikundi vya vitu vya anga na mifumo yao ambayo ni sehemu ya Galaxy (Mchoro 71):
Mchele. 71
4. Mnamo 1974, chini ya mpango wa SETI, ujumbe wa redio kuhusu ustaarabu wa dunia ulitumwa kwa kikundi cha nyota ya globular M13 katika nyota ya Hercules (umbali wa miaka 24,000 ya mwanga). Unafikiri watasubiri na, ikiwa "ndiyo," basi wazao wetu watasubiri jibu lini?
5. Katika mwonekano wa galaksi tatu za mbali, mabadiliko nyekundu yanazingatiwa sawa na: z 1 = 0.1, z 2 = 0.5, z 3 = 3 wavelengths ya mistari ya spectral. Makundi haya ya nyota husogea kwa kasi gani ya radial? Kuamua umbali kwa kila mmoja wao, kwa kuzingatia H = 50 km / s× MPC.
6. Kuhesabu umbali, vipimo vya mstari na mwangaza wa quasar 3C48, ikiwa kipenyo chake cha angular ni 0.56ќ, mwangaza 16.0 m, na mstari l 0 = 2298× 10 -10 m ya magnesiamu ionized hubadilishwa katika wigo wake hadi nafasi l. 1 = 3832 × 10 -10 m.
7. Je, kunyonya kwa nuru na kati ya nyota kunaathirije uamuzi wa umbali na ukubwa wa galaksi za mbali?
8. Picha ya classical ya ulimwengu wa karne ya 19 iligeuka kuwa hatari kabisa katika uwanja wa cosmology ya Ulimwengu, kutokana na haja ya kuelezea paradoksia 3: photometric, thermodynamic na mvuto. Unaalikwa kuelezea vitendawili hivi kutoka kwa mtazamo wa sayansi ya kisasa.
Kitendawili cha picha (J. Chezot, 1744; G. Olbers, 1823) kilipungua hadi kufafanua swali "Kwa nini kuna giza usiku?"
Ikiwa Ulimwengu hauna mwisho, basi kuna nyota nyingi ndani yake. Kwa usambazaji sawa wa nyota katika nafasi, idadi ya nyota zilizo kwenye umbali fulani huongezeka kwa uwiano wa mraba wa umbali kwao. Kwa kuwa mwangaza wa nyota hupungua kwa kadiri ya mraba wa umbali wake, kudhoofika kwa nuru ya jumla ya nyota kwa sababu ya umbali wao kunapaswa kulipwa haswa na kuongezeka kwa idadi ya nyota, na nyanja nzima ya angani inapaswa. kung'aa sawasawa na kung'aa.
Kitendawili cha thermodynamic (Clausius, 1850) kinahusishwa na ukinzani wa sheria ya pili ya thermodynamics na dhana ya umilele wa Ulimwengu. Kulingana na kutoweza kutenduliwa kwa michakato ya joto, miili yote katika Ulimwengu huwa na usawa wa joto. Ikiwa Ulimwengu upo kwa muda mrefu sana, basi kwa nini usawa wa joto katika asili haujafika, na michakato ya joto inaendelea hadi leo?
Kitendawili cha mvuto (Seelinger, 1895) kinatokana na masharti ya infinity, homogeneity na isotropy ya Ulimwengu.
Chagua kiakili duara la radius R 0 ili chembechembe za inhomogeneity katika mgawanyo wa maada ndani ya duara zisiwe na maana na msongamano wa wastani ni sawa na msongamano wa wastani wa Ulimwengu r. Hebu kuwe na mwili wa wingi juu ya uso wa nyanja m, kwa mfano, Galaxy. Kulingana na nadharia ya Gauss juu ya uwanja wa ulinganifu wa serikali kuu, nguvu ya uvutano kutoka kwa dutu ya molekuli. M, iliyofungwa ndani ya tufe, itachukua hatua kwenye mwili kana kwamba mambo yote yamejilimbikizia katika sehemu moja iliyo katikati ya nyanja. Wakati huo huo, mambo mengine ya Ulimwengu hayatoi mchango wowote kwa nguvu hii. Ambapo: 
Wacha tuonyeshe misa kupitia wiani wa wastani r: 
. Hebu basi - kuongeza kasi ya kuanguka kwa bure kwa mwili katikati ya nyanja inategemea tu kwenye eneo la nyanja. R 0 . Kwa kuwa eneo la nyanja na nafasi ya katikati ya nyanja huchaguliwa kiholela, kutokuwa na uhakika kunatokea katika hatua ya nguvu kwenye misa ya mtihani. m na mwelekeo wa harakati zake.
9. Safiri kwa kutumia mashine ya muda ya kuwazia hadi siku za nyuma na zijazo za Metagalaksi yetu na ufanye michoro ya kile ungeona: a) wakati wa Mlipuko Kubwa; b) sekunde 1 baada yake; c) katika miaka milioni 1; d) katika miaka bilioni; e) Miaka bilioni 10 baada ya Big Bang; f) baada ya miaka bilioni 100; g) katika miaka bilioni 1000.
10. Ni nini kinachotofautisha mifano ya Kikosmolojia ya Ulimwengu na maelezo ya kidini ya Ulimwengu?
Mbinu ya kusoma nyenzo katika masomo 3 ya kwanza ya mada hii inajadiliwa katika nakala ya E.Yu. Stepanova, Yu.A. Kupryakova "Kusoma maswali kuhusu Galaxy katika mada "Muundo wa Ulimwengu".
Katika madarasa ya fizikia na hisabati na wakati wa kufanya kazi na wanafunzi wenye nguvu, unaweza kutumia mawazo yaliyomo katika makala ya L.P. Surkova, N.V. Lisin "Vipengele vya matatizo katika kufundisha astronomia katika taasisi ya ufundishaji." Kulingana na waandishi, "Msingi na chanzo cha maarifa ya unajimu ni uchunguzi, ambayo inakuwa njia kuu ya kuunda hali ya shida (kulingana na uchunguzi wa mtu mwenyewe, hali ya maisha, kufanya kazi na picha, michoro, nk, pamoja na wakati wa kukutana na uchunguzi. matokeo ambayo yanadaiwa kuwa hayaelezeki kimaumbile na kusababisha uundaji wa tatizo la kisayansi katika historia ya sayansi).
Kuwepo kwa mbinu tofauti za kuchagua mkakati wa utafiti hutekelezwa kwa njia ya hypotheses za kisayansi zinazoshindana. Hii inafanya uwezekano wa kutumia onyesho la maoni na misimamo tofauti ya wanasayansi kusuluhisha shida fulani ili kuipa hotuba tabia ya shida." Kama mifano, ifuatayo hutolewa: 1) majadiliano juu ya asili ya shughuli ya quasars na viini vya galactic, ambapo yafuatayo yalipendekezwa kama chanzo cha shughuli: mfano wa aina nyingi, na milipuko mingi wakati wa mgongano wa nyota; mfano wa shimo jeusi kubwa sana; mfano wa mwili wa magnetoplasma unaozunguka sana - magnetoid. ) Kuibuka kwa muundo wa ond wa Galaxy (nadharia ya wimbi la Lindblad, Lin na Shu, wazo la Gerol na Seiden, Jaaniste na Saar, malezi ya matawi wakati wa kutolewa kwa gesi kutoka katikati ya galaksi).
Inashauriwa pia kuwasilisha mada "Muundo wa Galaxy" kwa maneno ya kihistoria. Kazi imewekwa kufuata kiakili njia ya wanasayansi. Kwanza, uchunguzi unafanywa (maandamano, kutembelea sayari). Kazi imetolewa: kwa kuzingatia ulinganifu wa idadi ya nyota katika sehemu za anga na tofauti za mwangaza wa nyota, jaribu kuwasilisha picha ya ulimwengu unaozunguka, ukizingatia mambo ya kurahisisha (kama Herschel). Mhadhara huo unatoa muhtasari wa kazi hii na kuuliza swali "Nini na jinsi gani inapaswa kubadilika katika picha iliyowasilishwa ikiwa mawazo ya Herschel sio sahihi?" Kisha, ikifuatana na maandamano, mbinu za kisasa na matokeo ya uchunguzi wa Galaxy hupitiwa upya.
Chaguo la kwanza "inaturuhusu kuzingatia katika mlolongo wa kihistoria kazi kadhaa zinazowakabili watafiti na kwa hivyo kuchukua fursa ya faida ambazo njia ya ufundishaji inayotegemea shida hutoa: anza kuunda habari juu ya muundo na saizi ya Galaxy kulingana na kusoma usambazaji. ya nyota, hatua kwa hatua kuongeza na kuimarisha nyenzo na habari kuhusu vitu vingine ", baada ya kuwajulisha wanafunzi hapo awali na usambazaji unaoonekana wa nyota angani na muundo wa Milky Way.
- - vipimo - kazi
Kuna aina tatu za galaksi: ond, elliptical na isiyo ya kawaida. Magalaksi ya ond yana diski iliyofafanuliwa vizuri, mikono, na halos. Katikati ni nguzo mnene ya nyota na vitu vya nyota, na katikati kabisa kuna shimo nyeusi. Mikono katika galaksi za ond huenea kutoka katikati yao na kuzunguka kwa kulia au kushoto kulingana na mzunguko wa msingi na shimo nyeusi (kwa usahihi zaidi, mwili wa superdense) katikati yake. Katikati ya diski ya galaksi kuna msongamano wa spherical unaoitwa bulge. Idadi ya matawi (silaha) inaweza kuwa tofauti: 1, 2, 3, ... lakini mara nyingi kuna galaxi yenye matawi mawili tu. Katika galaksi, halo ni pamoja na nyota na vitu adimu sana vya gesi ambavyo havijajumuishwa kwenye spirals au diski. Tunaishi katika galaksi inayozunguka inayoitwa Milky Way, na siku zisizo na mwangaza Galaxy yetu inaonekana wazi angani usiku kama mstari mpana na mweupe kuvuka anga. Galaxy yetu inaonekana kwetu katika wasifu. Makundi ya globular katikati ya galaksi ni kivitendo huru ya nafasi ya diski ya galactic. Mikono ya galaksi ina sehemu ndogo ya nyota zote, lakini karibu nyota zote za moto za mwanga wa juu zimejilimbikizia ndani yake. Nyota za aina hii huchukuliwa kuwa changa na wanaastronomia, kwa hivyo mikono ya ond ya galaksi inaweza kuzingatiwa mahali pa kuunda nyota.
Picha ya galaksi ya ond "Ringwheel" (M101, NGC 5457), iliyopigwa na darubini ya orbital ya Hubble iliyozinduliwa na NASA mwaka wa 1990. Magalaksi ya ond yanaonekana kama vimbunga vikubwa au vimbunga kwenye anga ya Metagalaksi. Zinapozunguka, zinasogea kwenye Metagalaksi kama vile vimbunga vinavyosonga katika angahewa ya Dunia.
Magalaksi ya mviringo mara nyingi hupatikana katika makundi mazito ya galaksi za ond. Zina umbo la ellipsoid au mpira, na zile za spherical kawaida ni kubwa kuliko zile za ellipsoidal. Kasi ya mzunguko wa galaksi za ellipsoidal ni chini ya ile ya galaksi za ond, ndiyo sababu diski yao haijaundwa. Makundi hayo ya nyota kwa kawaida hujaa makundi ya globula ya nyota. galaksi za mviringo, wanaastronomia wanaamini, zinajumuisha nyota za zamani na karibu hazina kabisa gesi. Hata hivyo, nina shaka sana uzee wao. Kwa nini? Nitakuambia kuhusu hili baadaye. Magalaksi yasiyo ya kawaida kwa kawaida huwa na wingi na sauti ya chini na huwa na nyota chache. Kama sheria, ni satelaiti za galaxi za ond. Kawaida huwa na makundi machache sana ya globular ya nyota. Mifano ya galaksi hizo ni satelaiti za Milky Way - mawingu makubwa na madogo ya Magellanic. Lakini kati ya galaksi zisizo za kawaida pia kuna galaksi ndogo za mviringo. Katikati ya karibu kila galaksi kuna mwili mkubwa sana - shimo jeusi - na mvuto wenye nguvu sana kwamba msongamano wake ni sawa au mkubwa zaidi kuliko msongamano wa nuclei za atomiki. Kwa kweli, kila shimo nyeusi ni ndogo katika nafasi, lakini kwa suala la wingi ni msingi wa kutisha, unaozunguka kwa hasira. Jina "shimo nyeusi" ni bahati mbaya, kwani sio shimo hata kidogo, lakini mwili mnene sana na mvuto wenye nguvu - kiasi kwamba hata picha nyepesi haziwezi kutoroka kutoka kwake. Na wakati shimo jeusi linakusanya misa nyingi na nishati ya kinetic ya kuzunguka, usawa wa misa na nishati ya kinetic hufadhaika ndani yake, na kisha hufukuza vipande kutoka yenyewe, ambayo (kubwa zaidi) huwa shimo ndogo nyeusi za utaratibu wa pili, vipande vidogo vinakuwa nyota za baadaye, wakati wanakusanya anga kubwa za hidrojeni kutoka kwa mawingu ya galactic, na vipande vidogo vinakuwa sayari, wakati hidrojeni iliyokusanywa haitoshi kuanza fusion ya thermonuclear. Nadhani galaksi huundwa kutoka kwa mashimo makubwa meusi; zaidi ya hayo, mzunguko wa ulimwengu wa maada na nishati hufanyika katika galaksi. Mwanzoni, shimo jeusi huchukua vitu vilivyotawanyika kwenye Metagalaxy: kwa wakati huu, shukrani kwa mvuto wake, hufanya kama "vumbi na gesi ya kunyonya". Hydrojeni iliyotawanyika katika Metagalaxy imejilimbikizia karibu na shimo nyeusi, na mkusanyiko wa spherical wa gesi na vumbi huundwa. Mzunguko wa shimo jeusi huingia ndani ya gesi na vumbi, na kusababisha wingu la spherical kutanda, na kutengeneza msingi wa kati na mikono. Baada ya kukusanya misa muhimu, shimo nyeusi katikati ya wingu la vumbi la gesi huanza kutoa vipande. (fragmentoids), ambayo hujitenga nayo kwa kasi ya juu, ya kutosha kutupwa kwenye obiti ya mviringo karibu na shimo nyeusi la kati. Katika obiti, ikishirikiana na mawingu ya gesi na vumbi, vipande hivi vya uvutano vinakamata gesi na vumbi. Fragmentoids kubwa huwa nyota. Shimo nyeusi, pamoja na mvuto wao, huvuta vumbi na gesi ya cosmic, ambayo, ikianguka kwenye mashimo hayo, huwa moto sana na hutoa X-rays. Wakati kiasi cha suala karibu na shimo nyeusi inakuwa chache, mwanga wake hupungua kwa kasi. Ndio maana galaksi zingine zina mwanga mkali katikati yao, wakati zingine hazina. Shimo nyeusi ni kama "wauaji" wa ulimwengu: mvuto wao huvutia hata picha na mawimbi ya redio, ndiyo sababu shimo nyeusi yenyewe haitoi na inaonekana kama mwili mweusi kabisa.
Lakini, pengine, mara kwa mara usawa wa mvuto ndani ya mashimo meusi huvurugika, na huanza kutoa matuta ya vitu vyenye nguvu zaidi na mvuto wenye nguvu, chini ya ushawishi ambao mashimo haya huchukua sura ya duara na kuanza kuvutia vumbi na gesi kutoka kwa nafasi inayozunguka. . Kutoka kwa dutu iliyokamatwa, shells imara, kioevu na gesi huundwa kwenye miili hii. Kadiri donge kubwa la vitu vizito zaidi lililotolewa na shimo jeusi lilikuwa ( fragmentoid), vumbi na gesi zaidi itakusanya kutoka kwa nafasi inayozunguka (ikiwa, bila shaka, dutu hii iko katika nafasi inayozunguka).
Historia kidogo ya utafiti
Astrofizikia inadaiwa kutokana na utafiti wa galaksi uliofanywa na A. Roberts, G.D. Curtis, E. Hubble, H. Shelley na wengine wengi. Uainishaji wa kuvutia wa kimofolojia wa galaksi ulipendekezwa na Edwin Hubble mnamo 1926 na kuboreshwa mnamo 1936. Uainishaji huu unaitwa "Hubble's Tuning Fork". Hadi kifo chake mnamo 1953. Hubble aliboresha mfumo wake, na baada ya kifo chake hili lilifanywa na A. Sandage, ambaye mwaka wa 1961 alianzisha uvumbuzi muhimu kwa mfumo wa Hubble. Sandage alitambua kundi la galaksi za ond na mikono inayoanzia kwenye ukingo wa nje wa pete, na galaksi za ond zenye mikono ya ond kuanzia mara moja kutoka kwenye kiini. Mahali maalum katika uainishaji huchukuliwa na galaksi za ond zilizo na muundo mbaya na msingi uliofafanuliwa dhaifu. Nyuma ya kundinyota Sculptor and Furnace, H. Shelley aligundua galaksi ndogo za duara na mwangaza mdogo sana mwaka wa 1938.
Muundo wa galaksi
Je, ndege za binadamu kwa nyota nyingine na makundi mengine ya nyota zinawezekana?
Kipengele muhimu zaidi cha miili ya mbinguni ni uwezo wao wa kuungana katika mifumo. Dunia na satelaiti yake Mwezi huunda mfumo wa miili miwili. Kwa kuwa saizi ya Mwezi sio ndogo sana ikilinganishwa na saizi ya Dunia, wanaastronomia wengine wana mwelekeo wa kuzingatia Dunia na Mwezi kama mfumo wa mara mbili, Jupiter na Zohali na satelaiti zao - mifano ya mifumo tajiri zaidi. Jua, sayari tisa na satelaiti zao, sayari ndogo nyingi, comets na vimondo huunda mfumo wa hali ya juu - Mfumo wa Jua.
Je, nyota pia huunda mifumo?
Uchunguzi wa kwanza wa utaratibu wa suala hili ulifanyika katika nusu ya pili ya karne ya 18 na mtaalamu wa nyota wa Kiingereza William Herschel. Alifanya mahesabu katika maeneo tofauti ya anga ya nyota zilizotazamwa katika uwanja wa mtazamo wa darubini yake. Ilibadilika kuwa mduara mkubwa unaweza kuelezewa angani, ukikata anga nzima katika sehemu mbili na kuwa na mali ambayo inapokaribia kutoka upande wowote, idadi ya nyota zinazoonekana kwenye uwanja wa mtazamo wa darubini huongezeka kwa kasi na kuendelea. duara yenyewe inakuwa ndogo. Ni hasa kwenye mduara huu, unaoitwa ikweta ya galaksi, ambapo Milky Way inaenea, utepe mwembamba usio na mwanga unaozunguka anga, unaoundwa na mng'ao wa nyota dhaifu za mbali. Herschel alieleza kwa usahihi jambo alilogundua kwa kusema kwamba nyota tulizoziona huunda mfumo mkubwa wa nyota, ambao umetandazwa kuelekea ikweta ya galaksi.
Na bado, ingawa wanaastronomia mashuhuri, V. Struve, Kaptein na wengine walimfuata Herschel, wazo lenyewe la uwepo wa Galaxy kama mfumo tofauti wa nyota lilifanywa hadi vitu vilivyoko nje ya Galaxy viligunduliwa. Hii ilitokea tu katika miaka ya 20 ya karne yetu, wakati ilionekana wazi kuwa ond na nebulae zingine ni mifumo kubwa ya nyota iliyo kwenye umbali mkubwa kutoka kwetu na kulinganishwa kwa muundo na saizi ya Galaxy yetu.
Ilibadilika kuwa kuna mifumo mingine mingi ya nyota - galaksi, tofauti sana katika sura na muundo, na kati yao kuna galaksi zinazofanana sana na zetu. Hali hii iligeuka kuwa muhimu sana. Msimamo wetu ndani ya Galaxy, kwa upande mmoja, hurahisisha kusoma, lakini kwa upande mwingine, unachanganya, kwani kusoma muundo wa mfumo ni faida zaidi kuizingatia sio kutoka ndani, lakini kutoka nje. .
Umbo la Galaxy linafanana na diski ya pande zote, iliyoshinikizwa sana. Kama diski, Galaxy ina ndege ya ulinganifu inayoigawanya katika sehemu mbili sawa na mhimili wa ulinganifu unaopita katikati ya mfumo na perpendicular kwa ndege za ulinganifu. Lakini kila diski ina uso ulioainishwa kwa usahihi - mpaka. Mfumo wetu wa nyota hauna mpaka uliofafanuliwa wazi, kama vile angahewa la Dunia halina mpaka wazi wa juu. Katika Galaxy, nyota ziko karibu zaidi, karibu na mahali fulani ni ndege ya ulinganifu wa Galaxy na karibu na ndege yake ya ulinganifu. Msongamano wa juu zaidi wa nyota uko katikati kabisa ya Galaxy. Hapa, kwa kila parsec ya ujazo kuna nyota elfu kadhaa, i.e. katika maeneo ya kati ya Galaxy, msongamano wa nyota ni mara nyingi zaidi kuliko karibu na Jua. Tunapoondoka kwenye ndege na mhimili wa ulinganifu, wiani wa nyota hupungua, na tunapoondoka kwenye ndege ya ulinganifu, inapungua kwa kasi zaidi. Kwa hivyo, ikiwa tulikubali kuzingatia mipaka ya Galaxy kuwa mahali ambapo wiani wa nyota tayari ni chini sana na ni sawa na nyota moja kwa 100 ps, basi mwili ulioainishwa na mpaka huu ungekuwa diski ya pande zote iliyoshinikizwa sana. Ikiwa tunazingatia mpaka kuwa eneo ambalo wiani wa nyota ni chini hata na ni sawa na nyota moja kwa 10,000 ps, basi mwili ulioainishwa tena na mpaka utakuwa diski ya takriban sura sawa, lakini kubwa tu kwa ukubwa. . Kwa hivyo, haiwezekani kusema dhahiri kabisa juu ya saizi ya Galaxy. Ikiwa, hata hivyo, mipaka ya mfumo wetu wa nyota inachukuliwa kuwa mahali ambapo kuna nyota moja kwa 1,000 ps ya nafasi, basi kipenyo cha Galaxy ni takriban sawa na 30,000 ps, na unene wake ni 2,500 ps. Kwa hivyo, Galaxy ni mfumo ulioshinikizwa sana: kipenyo chake ni mara 12 zaidi kuliko unene wake.
Idadi ya nyota kwenye Galaxy ni kubwa sana. Kwa mujibu wa data ya kisasa, inazidi bilioni mia moja, i.e. takriban mara 25 idadi ya wakazi wa sayari yetu.
Uwepo wa gesi katika nafasi kati ya nyota uligunduliwa kwanza na uwepo katika wigo wa nyota za mistari ya kunyonya inayosababishwa na kalsiamu ya nyota na sodiamu ya nyota. Kalsiamu hii na sodiamu hujaza nafasi nzima kati ya mwangalizi na nyota na haziunganishwa moja kwa moja na nyota.
Baada ya kalsiamu na sodiamu, kuwepo kwa oksijeni, potasiamu, titani na vipengele vingine, pamoja na baadhi ya misombo ya Masi: cyanogen, hidrokaboni, nk, ilianzishwa.
Uzito wa gesi ya interstellar inaweza kuamua na ukubwa wa mistari yake. Kama mtu angeweza kutarajia, iligeuka kuwa ndogo sana. Msongamano wa sodiamu ya nyota, kwa mfano, karibu na ndege ya Galaxy, ambapo ni mnene zaidi, inalingana na atomi moja kwa cm 10,000 ya nafasi. Kwa muda mrefu, haikuwezekana kugundua hidrojeni kati ya nyota, ingawa ni gesi nyingi zaidi katika nyota. Hii inafafanuliwa na upekee wa muundo wa kimwili wa atomi ya hidrojeni na asili ya uwanja wa mionzi ya Galaxy. Karibu na ndege ya Galactic, atomi moja ya hidrojeni hupatikana kwa cm 2-3 ya nafasi. Hii ina maana kwamba ndege ya mambo yote ya gesi karibu na ndege ya Galaxy ni 5-8 10 / 25 cm, wingi wa gesi na mambo mengine ni kidogo.
Gesi ya nyota inasambazwa kwa usawa, katika maeneo mengine hutengeneza mawingu yenye msongamano wa makumi ya mara zaidi ya wastani, na kwa wengine hutengeneza nadra. Tunapoondoka kwenye ndege ya galactic, msongamano wa wastani wa gesi ya nyota hupungua kwa kasi. Uzito wake wa jumla katika Galaxy ni 0.01-0.02 ya jumla ya nyota zote.
Nyota kubwa moto zinazotoa idadi kubwa ya quanta ya urujuanimno ionize hidrojeni kati ya nyota karibu nao katika eneo kubwa. Ukubwa wa eneo la ionization inategemea kwa kiasi kikubwa sana juu ya joto na mwanga wa nyota. Nje ya maeneo ya ionization, karibu hidrojeni yote iko katika hali ya neutral.
Kwa hivyo, nafasi nzima ya Galaxy inaweza kugawanywa katika kanda za hidrojeni ionized na ambapo hidrojeni sio ionized. Mwanaastronomia wa Denmark Strömgren alionyesha kinadharia kuwa hakuna mpito wa taratibu kutoka eneo ambalo karibu hidrojeni yote hutiwa ioni hadi eneo ambalo halina upande wowote.
Kwa sasa, mbinu imetengenezwa kwa ajili ya kuamua sheria ya kuzunguka kwa molekuli nzima ya hidrojeni isiyo na upande katika Galaxy kutoka kwa seti ya wasifu wa mstari wake wa utoaji wa cm 21. Inaweza kuzingatiwa kuwa hidrojeni ya neutral katika Galaxy inazunguka sawa. au karibu njia sawa na Galaxy yenyewe. Kisha sheria ya mzunguko wa Galaxy inajulikana.
Njia hii kwa sasa inatoa data ya kuaminika zaidi juu ya sheria ya mzunguko wa mfumo wetu wa nyota, i.e. data kuhusu jinsi kasi ya angular ya mzunguko wa mfumo inavyobadilika unaposogea kutoka katikati ya Galaxy hadi maeneo yake ya nje.
Kwa mikoa ya kati, kasi ya angular ya mzunguko bado haiwezi kuamua. Kama inavyoonekana, kasi ya angular ya kuzunguka kwa Galaxy inapungua inaposonga mbali na kituo, kwanza haraka na kisha polepole zaidi. Kwa umbali wa 8 kps. kutoka katikati kasi ya angular ni 0.0061 kwa mwaka. Hii inalingana na kipindi cha obiti cha miaka milioni 212. Katika eneo la Jua (kpc 10 kutoka katikati ya Galaxy) kasi ya angular ni 0.0047 kwa mwaka, na kipindi cha orbital ni miaka milioni 275. Kawaida, ni thamani hii - kipindi cha mapinduzi ya Jua pamoja na nyota zinazozunguka karibu na kituo cha mfumo wetu wa nyota - ambayo inachukuliwa kuwa kipindi cha kuzunguka kwa Galaxy na inaitwa mwaka wa galactic. Lakini unahitaji kuelewa kuwa hakuna kipindi cha kawaida kwa Galaxy; haizunguki kama mwili mgumu. Katika eneo la Jua, kasi ni kilomita 220. Hii inamaanisha kuwa katika harakati zao kuzunguka katikati ya Galaxy, Jua na nyota zinazozunguka huruka kilomita 220 kwa sekunde.
Kipindi cha kuzunguka kwa Galaxy katika eneo la Jua ni takriban miaka milioni 275, na mikoa iliyo mbali na katikati ya Galaxy kuliko Jua inazunguka polepole zaidi: kipindi cha kuzunguka kinaongezeka kwa miaka milioni 1 na ongezeko la umbali. kutoka katikati ya Galaxy kwa takriban 30 ps.
Mbali na gesi, kuna nafaka za vumbi katika nafasi kati ya nyota. Ukubwa wao ni mdogo sana na ziko katika umbali mkubwa kutoka kwa kila mmoja; Umbali wa wastani kati ya chembe za vumbi za jirani ni karibu mita mia moja. Kwa hivyo, msongamano wa wastani wa vitu vya vumbi kwenye Galaxy ni takriban mara 100 chini ya jumla ya gesi na mara 5000-10,000 chini ya jumla ya misa ya nyota zote. Kwa hiyo, jukumu la nguvu la vumbi katika Galaxy ni ndogo sana. Katika Galaxy, vumbi hufyonza miale ya bluu na bluu kwa nguvu zaidi kuliko ya manjano na nyekundu.
Kwa njia fulani, ukungu ambao Galaxy inatumbukizwa ni tofauti sana na ukungu ambao tunaona duniani. Tofauti ni kwamba misa nzima ya mavumbi ina muundo usio na usawa. Haijasambazwa kwenye safu laini, lakini inakusanywa katika mawingu tofauti ya maumbo na ukubwa mbalimbali. Kwa hivyo, kunyonya kwa nuru kwenye Galaxy ni doa.
Vumbi na gesi katika Galaxy kawaida huchanganywa, lakini uwiano wao ni tofauti katika maeneo tofauti. Kuna mawingu ya gesi ambayo vumbi hutawala. Ili kuashiria suala la gesi, vumbi na mchanganyiko wa gesi na vumbi vilivyotawanyika katika Galaxy, neno la jumla "kueneza jambo" hutumiwa.
Sura ya Galaxy ni tofauti na diski kwa kuwa katika sehemu yake ya kati kuna unene, msingi. Msingi huu, ingawa una idadi kubwa ya nyota, haukuweza kuzingatiwa kwa muda mrefu, kwa sababu karibu na ndege ya ulinganifu wa Galaxy, pamoja na suala la nyota, kuna mawingu makubwa ya giza ya vumbi ambayo huchukua mwanga. ya nyota zinazoruka nyuma yao. Kati ya Jua na katikati ya Galaxy kuna idadi kubwa ya mawingu meusi ya vumbi yenye maumbo na unene mbalimbali, na yanaficha kiini cha Galaxy kutoka kwetu. Hata hivyo, bado iliwezekana kutambua kiini cha Galaxy.
Mnamo mwaka wa 1947, wanaastronomia wa Marekani Stebbins na Whitford walitumia photocell nyeti kwa miale ya infrared kwa kushirikiana na darubini na waliweza kubainisha mtaro wa kiini cha Galaxy. Mnamo 1951, wanaastronomia wa Soviet V.I. Krasovsky na V.B. Nikonov walipata picha za kiini cha galactic katika miale ya infrared. Msingi wa galactic uligeuka kuwa sio mkubwa sana; kipenyo chake kilikuwa karibu 1300 pc. Lakini bado, uwepo wa msingi katika eneo la kati la Galaxy huzidisha eneo hili; sura ya Galaxy sasa inaweza kulinganishwa sio tu na diski, lakini na gurudumu lenye umbo la diski, ambalo lina unene katikati. - kichaka.
Katikati ya msingi wa galaksi ndio kitovu cha mfumo wetu wote wa nyota. Jambo lililo katikati ya Galaxy lina joto la juu na liko katika hali ya mwendo wa haraka.
Ndani ya mfumo mkubwa wa nyota - Galaxy, nyota nyingi zimeunganishwa katika mifumo ya nambari ndogo. Kila moja ya mifumo hii inaweza kuchukuliwa kama mwanachama wa pamoja wa Galaxy.
Wanachama wadogo kabisa wa Galaxy ni nyota mbili na nyingi. Hili ndilo jina linalopewa makundi ya watu wawili, watatu, wanne, nk Hadi nyota kumi, ambayo nyota zinafanyika karibu kwa kila mmoja kutokana na mvuto wa pamoja kulingana na sheria ya mvuto wa ulimwengu wote. Katika nyota mbili na nyingi kuna miili miwili au zaidi kubwa kama hiyo - nyota (jua). Wanavutia kila mmoja, kushikilia kila mmoja na, ikiwezekana, miili mingine ya raia ndogo ndani ya kiasi kidogo.
Umbali wa kutenganisha vipengele vya nyota mbili inaweza kuwa tofauti kabisa. Katika jozi za karibu, ziko karibu sana kwa kila mmoja hivi kwamba michakato ngumu ya mwili ya mwingiliano hufanyika, inayohusishwa na matukio ya mawimbi.
Katika jozi pana, umbali kati ya vipengele ni makumi ya maelfu ya vitengo vya astronomia, vipindi vya obiti ni ndefu sana kwamba hupimwa katika milenia, na mwendo wa orbital hauwezi kugunduliwa wakati wa uchunguzi. Uunganisho wa vipengele katika mifumo hiyo imedhamiriwa na ukaribu wao wa jamaa mbinguni na kwa kawaida ya mwendo wao wenyewe.
Kati ya nyota 30 zilizo karibu nasi, 13 ni sehemu ya mifumo ya binary na tatu. Kupima kasi ya mwendo wa nyota katika mizunguko yao kulifanya iwezekane kukadiria wingi wa nyota zilizojumuishwa katika mifumo ya binary. Ilibadilika kuwa katika suala hili nyota ni tofauti. Baadhi yao ni duni kwa wingi kwa Jua, wakati wengine huzidi. Wakati huo huo, kwa nyota zote, ikiwa ni pamoja na Jua, hali hiyo inafikiwa: zaidi mwanga wa nyota, wingi wake mkubwa. Mara mbili misa inalingana na takriban mara kumi ya mwangaza, kwa hivyo tofauti ya mwangaza kati ya nyota ni kubwa zaidi kuliko tofauti ya misa.
Nyota za binary na nyingi mara nyingi huwa na nyota za aina tofauti, kwa mfano, nyota nyeupe kubwa inaweza kuunganishwa na kibete nyekundu, au nyota ya njano ya mwanga wa kati na jitu nyekundu.
Wanachama wakubwa wa pamoja wa Galaxy kuliko nyota mbili na nyingi ni vikundi vya nyota vilivyo wazi. Makundi haya yana kutoka kwa makumi kadhaa hadi nyota mia kadhaa, kubwa zaidi - hadi nyota elfu mbili. Neno "wazi" nguzo ni kutokana na ukweli kwamba idadi ndogo ya nyota katika makundi hayo hairuhusu mtu kuelezea kwa ujasiri sura ya nguzo.
Vikundi vilivyofunguliwa vina muundo wa tabia. Mara chache huwa na majitu nyekundu na ya manjano na hakuna supergiants nyekundu na njano. Wakati huo huo, makubwa nyeupe na bluu ni washiriki wa lazima wa nguzo wazi. Hapa, mara nyingi zaidi kuliko katika maeneo mengine katika Galaxy, unaweza kupata nyota za nadra sana - supergiants nyeupe na bluu, i.e. nyota za joto la juu na mwangaza wa juu sana, kila moja ikitoa mamia ya maelfu na hata mamilioni ya mara zaidi ya Jua letu.
Nguzo za wazi ziko karibu sana na ndege ya ulinganifu wa Galaxy. Wengi wao hulala karibu kabisa katika ndege hii. Idadi ya vikundi vya nyota vilivyoorodheshwa kwa sasa inazidi maelfu. Vikundi vilivyo wazi vya mbali haziwezi kutofautishwa; hazina nyota za kutosha kwa hili. Lakini kwa msaada wa darubini, nguzo zilizo wazi zinaweza kutofautishwa. Kwa hivyo, idadi ya nguzo zilizo wazi zilizopo kwenye Galaxy ni kweli zaidi ya elfu moja na inakadiriwa kuwa takriban elfu 30. Ikiwa idadi ya wastani ya nyota katika nguzo moja iliyo wazi ni 300 au zaidi kidogo, basi jumla ya nyota zilizojumuishwa katika vikundi vyote vilivyo wazi vya Galaxy ni takriban milioni kumi.
Hata wanachama wakubwa wa pamoja wa Galaxy ni makundi ya nyota ulimwenguni. Hizi ni nguzo tajiri sana za nyota, zinazofikia mamia ya maelfu, wakati mwingine zaidi ya nyota milioni.
Katika mikoa ya kati ya nguzo ya globular, nyota ziko karibu sana kwa kila mmoja. Kwa sababu ya hili, picha zao huunganisha na nyota fulani haziwezi kutofautishwa. Hii haimaanishi kuwa nyota zinagusana. Kwa kweli, hata katika maeneo ya kati ya makundi ya globular, umbali kati ya nyota ni mkubwa ikilinganishwa na ukubwa wa nyota wenyewe.
Utungaji wa makundi ya globular hutofautiana kwa kiasi kikubwa na utungaji wa makundi ya wazi. Katika makundi ya globular kuna nyota nyingi za rangi nyekundu na njano, supergiants nyingi nyekundu na njano, lakini ni nyota chache sana za bluu-nyeupe na hakuna supergiants ya bluu-nyeupe.
Nguzo za globular ni mifumo mnene. Ikijumuisha idadi kubwa ya nyota, wanasimama kwa kasi kati ya vitu vingine kwenye Galaxy. Hadi sasa, makundi 132 ya globular ambayo ni sehemu ya Galaxy yetu yamegunduliwa. Inatarajiwa kwamba nambari zaidi itafunguliwa.
Seti nzima ya makundi ya globular huunda aina ya mfumo wa spherical unaozunguka Galaxy na wakati huo huo kupenya ndani ya Galaxy.
Kwa sababu ya ukweli kwamba nguzo za globular ziko kwa ulinganifu kwa heshima ya katikati ya Galaxy, na Jua liko mbali na hilo, karibu nguzo zote za ulimwengu zinapaswa kuzingatiwa katika nusu moja ya anga, katika moja ambayo kituo cha Galactic. iko.
Ikiwa kila moja ya makundi ya globular inayojulikana ina wastani wa nyota chini ya milioni moja, basi jumla ya idadi ya nyota katika makundi ya globular itakuwa karibu milioni 100. Hii ni elfu moja tu ya nyota zote kwenye Galaxy.
Kuna aina nyingine ya wanachama wa Galaxy - kinachojulikana vyama vya nyota. Waligunduliwa na msomi V.A. Ambartsumyan, ambaye aligundua kuwa nyota kubwa zaidi ziko angani, kana kwamba kwenye viota tofauti. Kawaida katika kiota kama hicho kuna nyota mbili hadi tatu - majitu ya moto ya madarasa ya spectral. Chama kinachukua kiasi kikubwa, makumi kadhaa au mamia ya parsecs kwa ukubwa, ambayo kwa kawaida, kama maeneo mengine kwenye Galaxy, inajumuisha idadi kubwa ya nyota ndogo na nyota za mwanga wa wastani.
Nyota wakubwa moto husogea kwa kasi ya kilomita 5-10 na huchukua miaka laki chache tu, au zaidi ya miaka milioni chache, kutoroka kutoka kwa ushirika. Kwa hiyo, ukweli wa kuwepo kwa majitu ya moto katika vyama vya nyota unaonyesha kwamba nyota hizi zimeundwa hivi karibuni katika vyama na bado hazijapata muda wa kuziacha.
Ilikuwa ni ugunduzi wa vyama vya nyota ambavyo vilisababisha madai kwamba, pamoja na nyota za zamani, pia kuna nyota vijana na vijana sana, kwamba uundaji wa nyota katika Galaxy ulikuwa mchakato mrefu na unaendelea leo.
Kulingana na eneo lao kwenye Galaxy, nyota zote na vitu vingine vyote vinaweza kugawanywa katika vikundi vitatu.
Vitu vya kundi la kwanza vinajilimbikizia ndege ya galactic, i.e. kuunda mifumo ndogo ya gorofa. Vitu hivi ni pamoja na nyota za moto kali na kubwa, vumbi, mawingu ya gesi na nguzo za nyota zilizo wazi. Ni tabia kwamba muundo wa nguzo wazi ni pamoja na vitu hivyo ambavyo wenyewe pia huunda mifumo ndogo ya gorofa.
Kundi la pili linaundwa na vitu vilivyo karibu mara nyingi karibu na ndege ya ulinganifu wa Galaxy na kwa umbali mkubwa kutoka kwake. Wanaunda mifumo ndogo ya spherical. Vitu vile ni pamoja na subdwarfs ya njano na nyekundu, majitu ya njano na nyekundu, na makundi ya globular.
Kundi la tatu linajumuisha mifumo ndogo ya kati. Ndani yao, vitu vimejilimbikizia kuelekea ndege ya Galaxy, lakini sio kwa nguvu kama katika mifumo ndogo ya gorofa. Mifumo midogo ya kati inaundwa na nyota kubwa nyekundu na manjano, nyota kibete za manjano na nyekundu, na pia nyota maalum zinazobadilika zinazoitwa nyota za aina ya Mira Ceti, ambazo hubadilisha mwangaza wao kwa nguvu sana na kwa njia isiyo ya kawaida.
Ilibadilika kuwa vitu vya mifumo ndogo tofauti hutofautiana kutoka kwa kila mmoja sio tu katika eneo lao kwenye Galaxy, lakini pia katika kasi zao. Vitu vya mifumo ndogo ya duara vina kasi ya juu zaidi ya kusonga kuelekea mwelekeo. Perpendicular kwa ndege ya Galaxy, na kwa vitu vya mifumo ndogo ya gorofa kasi hii ni ya chini zaidi.
Iliwezekana pia kujua kwamba vitu vya mifumo ndogo tofauti pia hutofautiana katika muundo wa kemikali: nyota za mifumo ndogo ya gorofa ni tajiri katika metali kuliko nyota za mifumo ndogo ya spherical.
Ugunduzi wa kuwepo kwa vitu vya mifumo ndogo mbalimbali katika Galaxy ni muhimu sana. Inaonyesha kwamba nyota za aina tofauti ziliundwa katika maeneo tofauti katika Galaxy na chini ya hali tofauti.
Matawi ya ond yanapaswa kuibuka kutoka kwa msingi. Matawi haya, yakizunguka msingi, hatua kwa hatua kupanua na matawi, hupoteza mwangaza wao na kwa umbali fulani ufuatiliaji wao hupotea.
Mikono ya ond ya Makundi mengine ya Galaxy inajumuisha nyota za moto na kubwa zaidi, pamoja na vumbi na gesi ya hidrojeni.
Ili kugundua matawi ya ond ya Galaxy yetu, tunahitaji kufuatilia eneo la nyota kubwa za moto, pamoja na vumbi na gesi, ndani yake. Kazi hii iligeuka kuwa ngumu sana kwa sababu ya ukweli kwamba tunaona muundo wa ond wa Galaxy yetu kutoka ndani na sehemu tofauti za matawi ya ond zimepangwa kwa kila mmoja.
Nadezhda hutoa mionzi ya hidrojeni ya neutral kwa urefu wa cm 21. Katika spectra mbili ndogo. iliyoelekezwa katikati na anticenter ya Galaxy, utafiti bado haujawezekana, kwa hivyo picha haijakamilika, lakini, ingawa bila shaka, eneo la matawi ya ond linaanza kuibuka, kwa sababu hidrojeni kawaida iko karibu na nyota kubwa za moto. kuamua sura ya matawi ya ond.
Mahali ambapo hidrojeni imeunganishwa inapaswa kurudia muundo wa muundo wa ond wa Galaxy.
Faida kubwa ya kutumia mionzi ya hidrojeni ya upande wowote ni kwamba ni mawimbi ya muda mrefu, iko kwenye safu ya redio, na kwa ajili yake jambo la interstellar ni karibu uwazi kabisa - mionzi ya sentimita 21 inatufikia kutoka mikoa ya mbali zaidi ya Galaxy bila kuvuruga yoyote.
Jioni za vuli zisizo na mwezi, mbali na nyumba na barabara zenye mwanga nyangavu, huku ukistaajabia anga yenye nyota, unaweza kuona mstari mweupe ukitandaza anga nzima. Hii ni Milky Way.
Kwa mujibu wa moja ya hadithi za kale, Milky Way ni barabara kutoka Olympus hadi Duniani. Kulingana na mwingine, haya ndio maziwa ambayo shujaa alimwaga.
Njia ya Milky inazunguka tufe la mbinguni katika duara kubwa. Wakazi wa ulimwengu wa kaskazini wa Dunia, jioni ya vuli, wanaweza kuona sehemu hiyo ya Milky Way inayopitia Cassiopeia, Cepheus, Swan, Eagle na Sagittarius, na asubuhi makundi mengine ya nyota yanaonekana. Katika ulimwengu wa kusini wa Dunia, Njia ya Milky inatoka kwa Sagittarius hadi kwenye nyota za Scorpio, Compass, Centaurus, Kusini mwa Msalaba, Carina, Sagittarius.
Njia ya Milky, inapita katika kutawanyika kwa nyota ya ulimwengu wa kusini, ni ya kushangaza nzuri na yenye mkali. Kuna mawingu mengi ya nyota yenye kung'aa katika makundi ya nyota ya Sagittarius, Scorpio na Scutum. Ni katika mwelekeo huu ambapo katikati ya Galaxy yetu iko. Katika sehemu hii hiyo ya Milky Way, mawingu meusi ya vumbi la ulimwengu - nebulae nyeusi - yanajitokeza waziwazi. Ikiwa nebula hizi za giza, zisizo wazi hazingekuwepo, Milky Way kuelekea katikati ya Galaxy ingekuwa angavu mara elfu.
Kuangalia Milky Way, si rahisi kufikiria kuwa ina nyota nyingi zisizoweza kutofautishwa kwa jicho la uchi. Lakini watu waligundua hii muda mrefu uliopita. Moja ya nadhani hizi ni kutokana na mwanasayansi na mwanafalsafa wa Ugiriki ya Kale, Democritus. Aliishi karibu miaka elfu mbili mapema kuliko Galileo, ambaye kwanza alithibitisha asili ya nyota ya Milky Way kulingana na uchunguzi wa darubini. Katika kitabu chake maarufu cha “Mjumbe Mwenye Nyota” mnamo 1609, Galileo aliandika hivi: “Niligeukia uchunguzi wa kiini au kiini cha Milky Way, na kwa msaada wa darubini iliwezekana kuifanya iweze kufikiwa na maono yetu. kwamba mizozo yote ilinyamazishwa yenyewe kutokana na uwazi na ushahidi kwamba nimeachiliwa kutoka kwa mjadala wa muda mrefu. Kwa kweli, Milky Way sio kitu zaidi ya idadi isiyohesabika ya nyota, kana kwamba iko kwenye lundo, haijalishi darubini imeelekezwa eneo gani, idadi kubwa ya nyota sasa inaonekana, nyingi kati yao ni angavu na inayoonekana kabisa. , lakini idadi ya nyota zilizo dhaifu zaidi haiwezi kuhesabiwa hata kidogo.”
Je, nyota za Milky Way zina uhusiano gani na nyota pekee katika mfumo wa jua, Jua letu? Jibu sasa linajulikana kwa ujumla. Jua ni mojawapo ya nyota za Galaxy yetu, Milky Way Galaxy. Je, Jua linachukua nafasi gani kwenye Milky Way? Tayari kutokana na ukweli kwamba Milky Way inazunguka anga yetu katika mzunguko mkubwa, wanasayansi wamehitimisha kuwa Jua liko karibu na ndege kuu ya Milky Way.
Ili kupata wazo sahihi zaidi la nafasi ya Jua kwenye Milky Way, na kisha kufikiria sura ya Galaxy yetu iko angani, wanaastronomia (V. Herschel, V. Ya. Struve, n.k.) alitumia mbinu ya kuhesabu nyota. Jambo ni kwamba katika sehemu mbalimbali za anga idadi ya nyota katika kipindi kinachofuatana cha ukubwa wa nyota huhesabiwa. Ikiwa tunadhania kuwa mwangaza wa nyota ni sawa, basi kutoka kwa mwangaza unaozingatiwa tunaweza kuhukumu umbali wa nyota, basi, kwa kudhani kuwa nyota zimegawanywa sawasawa katika nafasi, tunazingatia idadi ya nyota ambazo ziko katika kiasi cha spherical. inayozingatia Jua.
Kulingana na mahesabu haya, tayari katika karne ya 18 hitimisho lilifanywa kuhusu "kutokuwapo" kwa Galaxy yetu.
Galaxy inajumuisha angalau bilioni 150. Nyota kama Jua letu. Karibu na eneo la kati la Galaxy, msongamano wa nyota ni mara milioni kubwa kuliko karibu na Jua. Kushiriki katika kuzunguka kwa Galaxy, Jua letu hukimbia kwa kasi ya zaidi ya kilomita 220, na kufanya mapinduzi moja kila baada ya miaka milioni 200-250. Galaxy ina muundo tata na muundo changamano. Ugunduzi wa kisasa wa Galaxy unahitaji mbinu za kiufundi za karne ya 20, lakini uchunguzi wa Galaxy ulianza na mtazamo wa kudadisi wa Milky Way uliokuwa juu ya vichwa vyetu.
Mbali na Galaxy yetu, kuna Galaxy nyingine nyingi katika Ulimwengu. Muonekano wao ni tofauti sana na baadhi yao ni mzuri sana. Kwa kila Galaxy, haijalishi muundo wake wa nje ni mgumu kiasi gani, unaweza kupata Galaxy nyingine inayofanana nayo, kwa mtazamo wa kwanza mara mbili. Walakini, kuangalia kwa karibu kila wakati kutaonyesha tofauti zinazoonekana katika jozi yoyote ya Galaxi, na Galaxi nyingi ni tofauti sana kutoka kwa kila mmoja kwa mwonekano.
Galaksi zote zimegawanywa katika aina tatu kuu:
mviringo, mteule E;
ond, iliyoteuliwa S;
isiyo ya kawaida, iliyoonyeshwa na J
Galaksi za Elliptical ndio aina isiyoelezeka zaidi ya Galaksi kwa mwonekano. Wanaonekana kama duara laini au miduara yenye kupungua polepole kwa mwangaza kutoka katikati hadi pembezoni. Galaksi za Elliptical zinajumuisha aina ya pili ya idadi ya watu. Wao ni kujengwa kutoka nyekundu na njano nyota kubwa, vijeba nyekundu na njano, na idadi ya nyota nyeupe na si juu sana luminosity. Hakuna supergiants nyeupe-bluu na makubwa, makundi ambayo yanaweza kuzingatiwa kwa namna ya makundi mkali ambayo hutoa muundo kwa mfumo. Hakuna kitu cha vumbi, ambacho katika Galaksi hizo ambapo iko sasa huunda mistari ya giza ambayo huweka kivuli umbo la mfumo wa nyota. Kwa hiyo, Galaxi za elliptical za nje hutofautiana kutoka kwa kila mmoja hasa katika kipengele kimoja - ukandamizaji mkubwa au mdogo.
Kama ilivyotokea, hakuna galaksi za duara zilizoshinikizwa sana; faharisi za compression 8, 9 na 10 hazipatikani. Magalaksi duara yaliyoshinikizwa zaidi ni E 7. Baadhi yana fahirisi ya mgandamizo ya 0. Galaksi kama hizo kwa kweli hazijabanwa.
Magalaksi duara katika makundi ya galaksi ni galaksi kubwa, wakati galaksi za duaradufu nje ya makundi ni vibete katika ulimwengu wa galaksi.
Magalaksi ya ond ni mojawapo ya aina za kuvutia zaidi za galaksi katika Ulimwengu. Magalaksi ya ond ni mfano wa umbo lenye nguvu. Matawi yao mazuri, yanayotoka kwenye msingi wa kati na inaonekana kupoteza muhtasari wao nje ya galaxy, yanaonyesha harakati yenye nguvu na ya haraka. Aina mbalimbali za maumbo na mifumo ya matawi ya ond pia ni ya kushangaza.
Viini vya galaksi kama hizo huwa kubwa kila wakati, kwa kawaida huhesabu karibu nusu ya saizi inayozingatiwa ya gala yenyewe.
Kwa kawaida, galaksi ina mikono miwili ya ond ambayo huanzia katika sehemu tofauti katika kiini, hukua kwa njia sawa ya ulinganifu, na kupotea katika maeneo tofauti ya pembezoni mwa galaksi.
Imethibitishwa kuwa mfumo wa nyota ulioshinikizwa kwa nguvu hauwezi kubanwa dhaifu wakati wa mageuzi yake. Mpito wa kinyume pia hauwezekani. Hii inamaanisha kuwa galaksi za duara haziwezi kugeuka kuwa galaksi za ond, na galaksi za ond haziwezi kugeuka kuwa zenye duaradufu. Aina hizi mbili zinawakilisha njia tofauti za mageuzi zinazosababishwa na ukandamizaji tofauti wa mifumo. Na compression tofauti ni kutokana na kiasi tofauti cha mzunguko wa mifumo. Makundi hayo ya nyota ambayo yalipata mzunguko wa kutosha wakati wa malezi yalichukua sura iliyoshinikizwa sana na matawi ya ond yalikua ndani yao. Makundi ambayo maada yake yalikuwa na mzunguuko mdogo baada ya kuumbwa yalibadilika kuwa hayabanwa sana na kubadilika kuwa galaksi duaradufu.
Kuna idadi kubwa ya galaksi za sura isiyo ya kawaida, bila muundo wowote wa jumla wa muundo wa muundo.
Sura isiyo ya kawaida ya gala inaweza kuwa kutokana na ukweli kwamba hakuwa na muda wa kuchukua sura sahihi kutokana na wiani mdogo wa suala ndani yake au kutokana na umri wake mdogo. Kuna toleo lingine: gala inaweza kuwa isiyo ya kawaida kwa sababu ya kupotosha kwa sura yake kama matokeo ya mwingiliano na gala nyingine.
Kesi zote mbili kama hizo hutokea kati ya galaksi zisizo za kawaida; labda hii ni kwa sababu ya mgawanyiko wa galaksi zisizo za kawaida katika aina mbili ndogo.
Aina ndogo ya J1 ina sifa ya mwangaza wa juu wa uso na muundo tata usio wa kawaida. Mwanaastronomia Mfaransa Vaucouleurs aligundua ishara za muundo wa ond ulioharibiwa katika baadhi ya galaksi za aina hii ndogo. Kwa kuongezea, Vaucouleurs waligundua kuwa galaksi za aina hii mara nyingi hufanyika kwa jozi. Kuwepo kwa galaksi moja pia kunawezekana. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba mkutano na galaksi nyingine ungeweza kufanyika siku za nyuma, sasa galaxi zimejitenga, lakini ili kuchukua sura sahihi tena wanahitaji muda mrefu.
Aina nyingine ndogo, J 2, ina mwangaza wa chini sana wa uso. Kipengele hiki huwatenganisha na galaksi za aina nyingine zote. Galaksi za aina hii ndogo pia zinatofautishwa na kutokuwepo kwa muundo uliotamkwa.
Ikiwa galaksi ina mwangaza wa chini sana wa uso na vipimo vya kawaida vya mstari, basi hii ina maana kwamba ina wiani mdogo sana wa nyota, na, kwa hiyo, wiani wa chini sana wa suala.
Mwili wa kioevu unaozunguka chini ya ushawishi wa nguvu za ndani katika hali ya usawa huchukua sura ya ellipsoid. Katika nadharia ya jumla ya tatizo hili, inathibitishwa kuwa chini ya hali fulani kati ya msongamano wa kioevu na kasi ya angular ya mzunguko, ellipsoid inaweza kuwa ellipsoid iliyoshinikizwa ya mzunguko na ellipsoid ya triaxial iliyoinuliwa, kukumbusha sigara au hata. sindano.
Kwa muda mrefu, watafiti wa galaksi walidhani kwamba mifumo ya nyota inayozunguka, baada ya kufikia usawa, lazima iwe na fomu ya ellipsoid iliyoshinikizwa ya mzunguko. Hata hivyo, mwaka wa 1956 K.F. Ogorodnikov, akiwa amezingatia haswa swali la utumiaji wa nadharia ya takwimu za usawa za miili ya kioevu kwa mifumo ya nyota, alifikia hitimisho kwamba kati ya mifumo ya nyota kunaweza kuwa na wale ambao wamechukua fomu ya ellipsoid ya triaxial iliyoinuliwa.
Ogorodnikov pia anatoa mifano ya galaksi ambazo pengine zina umbo la ellipsoidi zenye umbo la biriani zenye umbo la triaxial, na si diski zinazoonekana ukingoni.
Galaksi kama hizo zina sifa ya kutokuwepo kwa msingi wa unene unaozingatiwa katika sehemu ya kati.
Ilikuwa Ogorodnikov ambaye aliita galaksi hizi kwa umbo la sindano.
Magalaksi hutokea mara nyingi katika jozi, lakini ni vigumu zaidi kubaini ikiwa jozi inayotazamwa ni jozi ya galaksi halisi au jozi ya macho tu. Katika galaksi mbili, mwendo wa sehemu moja katika obiti karibu na nyingine ni polepole sana kwamba hauwezi kutambuliwa hata baada ya miaka mingi ya uchunguzi.
Orodha ya galaksi mbili ilikusanywa na mwanaastronomia wa Uswidi Holmber. Aligundua jozi zote za galaksi ambazo umbali wa pande zote wa vifaa sio zaidi ya mara mbili ya jumla ya kipenyo chao.
Orodha hiyo ilijumuisha galaksi mbili 695. Wengi wao ni galaksi mbili za kimwili. Lakini tunaweza kusema juu ya kila jozi kando: kuna uwezekano kwamba hii ni gala mbili ya mwili.
Jozi ya gala inaweza kuitwa mara mbili ya kimwili katika matukio matatu:
Ikiwa vipengele vina asili ya kawaida;
Ikiwa vipengele vimeunganishwa kwa nguvu, yaani, jumla ya nishati ya kinetic na uwezo wa vipengele ni hasi;
Ikiwa vipengele viko karibu na kila mmoja katika nafasi.
Vipengele vya galaji mbili za mwili ziko karibu umbali sawa kutoka kwetu. Kwa hiyo, kasi ya radial inayosababishwa na upanuzi wa nafasi ni sawa kwao.
Wazo la "Metagalaxy" sio wazi kabisa. Iliundwa kwa msingi wa mlinganisho na nyota. Uchunguzi unaonyesha kwamba galaksi, kama nyota zilizowekwa katika makundi wazi na ya utandawazi, pia zimepangwa katika vikundi vichache vya nambari tofauti.
Hata hivyo, vyama vya utaratibu wa juu vinajulikana kwa nyota - mifumo ya nyota (galaxi), inayojulikana na uhuru mkubwa zaidi, yaani, uhuru kutoka kwa ushawishi wa miili mingine, na kutengwa zaidi kuliko ile ya makundi ya nyota. Hasa, nyota zote ambazo zinaweza kuzingatiwa kwa jicho uchi kupitia darubini huunda mfumo wa nyota - Galaxy yetu, inayofikia takriban bilioni 100. Wanachama. Kwa upande wa galaksi, mifumo inayofanana ya mpangilio wa juu haizingatiwi moja kwa moja.
Walakini, kuna baadhi ya sababu za kudhani kuwa mfumo kama huo, Metagalaxy, upo, kwamba unajitegemea na ni muungano wa galaksi za takriban mpangilio sawa na Galaxy ilivyo kwa nyota za mfumo wetu.
Tunapaswa kudhani kuwepo kwa metagalaksi nyingine.
Ukweli wa metagalaxy utathibitishwa ikiwa inawezekana kwa namna fulani kuamua mipaka yake na kutambua vitu vinavyoonekana ambavyo si vyake.
Kwa sababu ya dhana ya dhahania ya Metagalaksi kama mfumo mkubwa unaojitegemea wa galaksi, pamoja na galaksi zote zinazoonekana na vikundi vyake, neno "metagalaksi" limetumika mara nyingi kuwezesha kuonekana (kwa kutumia njia zote zilizopo za uchunguzi) sehemu ya Ulimwengu. .
Usambazaji wa nyota angani ulisomwa kwanza na V. Herschel mwishoni mwa karne ya 18. Matokeo yake yalikuwa ugunduzi wa kimsingi - jambo la mkusanyiko wa nyota na ndege ya galactic.
Baada ya karibu karne moja na nusu, wakati umefika wa kuchunguza jinsi galaksi zinavyosambazwa angani. Hubble alifanya hivyo.
Kwa wastani, galaksi ni duni katika mwangaza kuliko nyota. Kuna nyota elfu kadhaa hadi ukubwa wa 6 katika anga nzima, na galaksi nne tu hadi ukubwa wa 6. Kuna takriban nyota milioni tatu hadi 13, na takriban mia saba ya galaksi. Ni wakati tu vitu vilivyofifia sana vinazingatiwa ndipo idadi ya galaksi inakuwa kubwa na huanza kukaribia idadi ya nyota za ukubwa sawa.
Ili kuwa na idadi ya kutosha ya galaksi kuhesabu, unahitaji kutumia vyombo vikubwa vinavyoweza kunasa mwangaza wa vitu hafifu. Lakini shida ya ziada inatokea kwa sababu galaksi dhaifu na nyota dhaifu sio tofauti sana kutoka kwa kila mmoja kama vile nyota angavu zinavyotoka kwa galaksi angavu. Makundi hafifu yana saizi ndogo sana zinazoonekana na hukosewa kwa urahisi na nyota katika hesabu.
Hubble alitumia darubini ya mita 2.5 katika Mount Wilson Observatory huko California, ambayo ilianza kufanya kazi katika miaka ya 1920, na kuhesabu galaksi hadi ukubwa wa 20 katika maeneo madogo 1,283 yaliyosambazwa angani. Kama matokeo, kadiri tovuti ilivyokuwa karibu na Milky Way, ndivyo idadi ya galaksi kwenye maeneo ya Hubble ilipungua. Karibu na ikweta ya galaksi yenyewe, katika ukanda wa 20 nene, hakuna galaxi, isipokuwa chache, huzingatiwa kabisa. Tunaweza kusema kwamba ndege ya Galaxy ni ndege ya kujitolea kwa gala, na eneo karibu na ikweta ya galactic ni eneo la kuepuka.
Ni dhahiri kabisa kwamba mifumo mingine ya nyota, na kuna mamilioni yao, haiwezi kupatikana katika nafasi kulingana na eneo lililowekwa na mwelekeo fulani wa ndege ya ulinganifu wa Galaxy yetu, ambayo yenyewe ni moja tu ya mifumo mingi ya nyota. Hubble ilikuwa wazi kwamba katika kesi hii haikuwa usambazaji wa kweli wa galaksi katika nafasi ambayo ilizingatiwa, lakini usambazaji uliopotoshwa na hali fulani za mwonekano.
Mnamo 1953, mwanaastronomia wa Kifaransa Vaucouleurs, akisoma usambazaji wa galaxi angani hadi ukubwa wa 12, i.e. galaksi angavu, iligundua kuwa hakika wamejilimbikizia kwenye duara kubwa, ambalo ni sawa na ikweta ya galactic. Bendi hiyo, yenye unene wa 12 kuzunguka mduara huu, inayounda 10% tu ya uso wa anga, ina takriban 23 ya galaksi zote angavu. Idadi ya galaksi kwa kila mraba 1. shahada katika bendi ni takriban mara 10 zaidi kuliko katika maeneo ya nje ya bendi. Sayansi tayari imekuwa na uzoefu sawa wakati Herschel, baada ya kugundua mkusanyiko wa nyota katika ndege ya galactic, alianzisha kuwepo kwa mfumo wetu wa nyota na kuamua kuwa ni oblate. Vaucouleurs pia walifikia hitimisho juu ya kuwepo kwa mfumo mkubwa wa oblate wa galaksi na kuiita mfumo mkuu wa galaksi.
Umuhimu wa mfumo mkuu wa galaksi kwa muundo wa jumla wa Ulimwengu ni mkubwa. Mfumo mkuu ni mkubwa zaidi kwa ukubwa kuliko makundi ya galaksi. Idadi ya galaksi iliyojumuishwa katika muundo wake haihesabiwi kwa maelfu, kama katika vikundi vikubwa, lakini katika makumi ya maelfu, labda kufikia laki moja.
Kipenyo cha mfumo mkuu kinaweza kukadiriwa kuwa 30 M ps. Galaxy ni mbali na katikati yake na kwa ujumla karibu na ukingo. Umbali wake kutoka mpaka wa nje wa mfumo mkuu ni 2-4 M ps. Katikati ya mfumo mkuu iko katika nguzo ya Virgo ya gala, na nguzo hii yenyewe inaweza kuzingatiwa kama msingi wa mfumo mkuu.
Sio tu mionzi ya macho ya galaksi inaonyesha mkusanyiko kuelekea ndege ya mfumo mkuu wa galaksi. Mtoaji wa redio ya jumla kutoka angani pia huonyesha mkusanyiko wa wazi kuelekea ndege hiyo hiyo. Kwa kuwa utoaji wa redio kutoka angani husababishwa kwa kiasi kikubwa na galaksi, hii inaweza kuonekana kuwa uthibitisho wa ukweli wa mfumo mkuu wa galaksi.
Umbali wa galaksi zingine, tofauti na sayari za mfumo wa jua, ni kubwa sana, kwa hivyo sababu ya wakati inakuwa muhimu.
Kasi ya roketi ya anga katika sehemu mbalimbali za njia imepunguzwa na kasi ya juu ambayo abiria wanaweza kuvumilia kwa muda mrefu. Kwa kuongeza, kasi ya roketi haiwezi kufikia kasi ya mwanga.
Ikiwa roketi itasonga na kuongeza kasi ya mara kwa mara ya 10 ms, abiria watahisi vizuri. Hakutakuwa na hali ya kutokuwa na uzito; abiria watapata hisia sawa na za Dunia. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba kuongeza kasi ya mvuto Duniani pia ni sawa na 10 ms (zaidi kwa usahihi 9.81 ms).
Lakini ili kupunguza muda wa kukimbia, kasi kubwa zaidi na, kwa hiyo, kasi kubwa inahitajika.
Watu wenye afya wanaweza kuvumilia kuongeza kasi ya mara kwa mara ya 20 ms kwa kuridhisha kwa muda mrefu. Abiria angehisi sawa na juu ya uso wa sayari ambayo kuongeza kasi ya mvuto, na kwa hivyo nguvu ya uvutano, ni kubwa mara mbili kuliko Duniani. Mzigo wa ziada juu ya uzito wa kawaida utasambazwa sawasawa katika mwili mzima wa binadamu.
Kwa hivyo, tunaweza kudhani kuongeza kasi ya mara kwa mara ya 20 ms. Kwa kuongeza kasi kama hiyo kwa umbali mkubwa, kasi inaweza kufikia viwango vya juu sana.
Uwiano mkubwa wa wingi wa roketi na mafuta kwa wingi wake bila mafuta, thamani kubwa ya kasi ya roketi iliyopatikana.
Hadi kasi ya juu sana ipatikane na mechanics ya classical inaweza kutumika, uwiano wa mara kwa mara wa kutia kwa wingi wa roketi ya ms 20 ni sawa na kuongeza kasi ya roketi.
Kasi ya kilomita 55.2 itafikiwa katika 2760 s, wakati umbali uliosafiriwa utakuwa sawa na kilomita 76,000. Baada ya umbali huu, mafuta yatakwisha na kifaa cha roketi kitakoma kufanya kazi.
Kwa hivyo, mbinu ya kusukuma roketi kwa kutumia mwako wa mafuta ya kemikali, ambayo sasa hutumiwa katika astronautics, haiwezi kutumiwa kuruka nyota na galaksi. Inafaa tu katika mfumo wa jua. Inahitajika kutafuta njia ya kuunda msukumo wa ndege ambayo chembe zinazotolewa zingekuwa na kasi kubwa zaidi kuliko roketi za kisasa. Ni muhimu kwamba kasi hii ilinganishwe na kasi ya mwanga au hata sawa nayo. Wazo la roketi kama hiyo lilipendekezwa muda mrefu uliopita. Jukumu la chembe zinazotoka kwenye roketi inapaswa kuchezwa na chembe za mwanga - fotoni, na roketi itasonga kinyume. Chanzo cha mionzi kinaweza kuwa athari za nyuklia na michakato mingine ambayo nishati ya umeme hutolewa.
Ugumu unahusishwa na hitaji la kupata mkondo wenye nguvu wa fotoni na uzani mdogo wa kifaa. Kwa kuongeza, ni muhimu kulinda kifaa kutokana na athari za uharibifu wa joto la juu. Chanzo hicho cha nishati bado hakijaundwa, lakini inaonekana kitaundwa.
Lakini bado, haijalishi ni mafanikio gani ya mwanadamu, hata utumiaji wa roketi ya picha iliyo na uwiano mkubwa sana wa raia wa awali na wa mwisho itaruhusu ndege kurudi kwa nyota chache tu za karibu. Kufikia galaksi nyingine haitawezekana kamwe kwa wanadamu. Na ndiyo sababu nyota zinaonekana kwa watu kama kitu cha ajabu, cha ajabu, cha ajabu. Na labda hakuna mtu ambaye hangewavutia, ambaye hangependa nyota.
Bibliografia
Arzumanyan "Anga. Nyota. Ulimwengu” M. 1987
Vorontsov B.A. "Insha juu ya Ulimwengu" M. 1976
Siegel F.Yu. "Hazina za Anga Yenye Nyota" M. 1976
Klimishin I.A. "Astronomia ya siku zetu" M. 1980
Agekyan T.A. "Nyota. Magalaksi. Metagalaksi” M. 1982
Chikhevsky A.A. "Mwangwi wa Dunia wa dhoruba za jua" M. 1976.
Ili kuandaa kazi hii, nyenzo zilitumiwa kutoka kwa tovuti http://referat2000.bizforum.ru/
Usambazaji wa nyota katika Galaxy ina vipengele viwili tofauti: kwanza, mkusanyiko wa juu sana wa nyota katika ndege ya galactic, na pili, mkusanyiko mkubwa katikati ya Galaxy. Kwa hivyo, ikiwa karibu na Jua, kwenye diski kuna nyota moja kwa parsecs 16 za ujazo, basi katikati ya Galaxy kuna nyota 10,000 kwenye parsec moja ya ujazo. Mbali na mkusanyiko ulioongezeka wa nyota, katika ndege ya Galaxy pia kuna mkusanyiko ulioongezeka wa vumbi na gesi.
Vipimo vya Galaxy:
- kipenyo cha diski ya Galaxy ni karibu 30 kpc (miaka 100,000 ya mwanga),
- unene - karibu miaka 1000 ya mwanga.
Jua liko mbali sana na msingi wa galactic - kwa umbali wa kpc 8 (karibu miaka 26,000 ya mwanga).
Katikati ya Galaxy iko katika Sagittarius ya nyota katika mwelekeo wa? = 17h46.1m, ? = -28°51′.
Galaxy ina diski, halo na corona. Eneo la kati, lenye kompakt zaidi la Galaxy inaitwa msingi. Msingi una mkusanyiko mkubwa wa nyota, na maelfu ya nyota katika kila kifurushi cha ujazo. Ikiwa tungeishi kwenye sayari karibu na nyota iliyo karibu na kiini cha Galaxy, basi nyota kadhaa zingeonekana angani, kulinganishwa kwa mwangaza na Mwezi. Shimo kubwa jeusi linashukiwa kuwepo katikati mwa Galaxy. Karibu mambo yote ya Masi ya kati ya nyota hujilimbikizia katika eneo la annular la disk ya galactic (3-7 kpc); ina idadi kubwa zaidi ya pulsars, mabaki ya supernova na vyanzo vya mionzi ya infrared. Mionzi inayoonekana kutoka maeneo ya kati ya Galaxy imefichwa kabisa kutoka kwetu na tabaka nene za maada ya kunyonya.
Galaxy ina mifumo ndogo mbili kuu (vipengele viwili), vilivyowekwa ndani ya nyingine na kuunganishwa kwa mvuto kwa kila mmoja. Ya kwanza inaitwa spherical - halo, nyota zake zimejilimbikizia katikati ya galaji, na msongamano wa maada, ulio juu katikati ya galaksi, huanguka haraka sana na umbali kutoka kwake. Sehemu ya kati, mnene zaidi ya halo ndani ya miaka elfu kadhaa ya mwanga kutoka katikati ya Galaxy inaitwa bulge. Mfumo mdogo wa pili ni diski kubwa ya nyota. Inaonekana kama sahani mbili zilizokunjwa kwenye kingo. Mkusanyiko wa nyota kwenye diski ni kubwa zaidi kuliko kwenye halo. Nyota zilizo ndani ya diski husogea katika mapito ya duara kuzunguka katikati ya Galaxy. Jua iko kwenye diski ya nyota kati ya mikono ya ond.
Nyota za diski ya galactic ziliitwa aina ya idadi ya watu I, nyota za halo - aina ya watu II. Diski hiyo, sehemu tambarare ya Galaxy, inajumuisha nyota za aina za mapema za spectral O na B, nyota za makundi yaliyo wazi, na nebula zenye vumbi jeusi. Halos, kinyume chake, imeundwa na vitu vilivyotokea katika hatua za mwanzo za mageuzi ya Galaxy: nyota za makundi ya globular, nyota za aina ya RR Lyrae. Nyota zilizo na sehemu ya gorofa, ikilinganishwa na nyota zilizo na sehemu ya spherical, zinajulikana na maudhui ya juu ya vipengele vizito. Umri wa idadi ya watu wa sehemu ya spherical unazidi miaka bilioni 12. Kawaida inachukuliwa kuwa umri wa Galaxy yenyewe.
Ikilinganishwa na halo, diski inazunguka kwa kasi zaidi. Kasi ya mzunguko wa diski sio sawa kwa umbali tofauti kutoka katikati. Uzito wa diski inakadiriwa kuwa bilioni 150 M. Disk ina matawi ya ond (sleeves). Nyota changa na vituo vya malezi ya nyota ziko kando ya mikono.
Diski na halo inayozunguka imepachikwa kwenye corona. Kwa sasa inaaminika kuwa saizi ya Corona ya Galaxy ni kubwa mara 10 kuliko saizi ya diski.