Галактики. Большой путеводитель по Вселенной - Джеймс Гич

вокруг вновь образующихся звезд излучают яркий свет ионизированного водорода II: газ заряжается УФ-светом, исходящим от молодых массивных звезд, которые только зажглись.

Линия поглощения – провал в наблюдаемом спектре звезды или галактики из-за поглощения света определенным элементом на определенной частоте. Как и в случае эмиссионных линий, точная длина волны или частота линии поглощения определяется энергией поглощенного фотона. Спектр Солнца раскрывает много темных полос поглощения, которые соответствуют присутствию таких металлов, как кальций и натрий, а также поглощение атомом водорода. Линии эмиссии и поглощения могут раскрыть информацию о химическом составе и динамическом состоянии галактики, а также о ее красном смещении.

Межгалактический – находящийся в пространстве между галактиками.

Межзвездный – находящийся в пространстве между звездами в галактике.

Местная группа галактик – локальная область пространства вокруг Млечного Пути, содержащая несколько десятков галактик, в том числе галактику M31 (Андромеды).

Молекулярный газ – газовые облака, состоящие в основном из молекул водорода, в которых два атома водорода связаны друг с другом. Из этого газа состоят гигантские молекулярные облака – места, где могут сформироваться новые звезды.

Нейтральный газ – фаза газа, атомы которого не были ионизированы.

Нуклеосинтез – процесс образования ядер элементов. Легкие элементы (водород, гелий, литий) образовались вскоре после Большого взрыва, а более тяжелые сформировались в звездах либо во время их горения, либо (в случае некоторых звезд, в частности сверхновых) в ходе их взрыва.

Обратная связь – процессы, выделяющие энергию в межзвездную (и межгалактическую) среду, которые могут изменить или иным образом повлиять на гравитационный коллапс газа, контролируя таким образом формирование звезд. Эти процессы могут включать звездные ветры, дующие с поверхностей горячих звезд, взрывное выделение энергии при вспышке сверхновых или мощные струи, возникающие из активно аккрецирующей сверхмассивной черной дыры в центре массивной галактики. Обратная связь – критический компонент в современной модели эволюции галактик, который ограничивает гравитационный коллапс газа в звезды.

Оптический, или видимый, свет – часть электромагнитного спектра, которую воспринимают глаза человека. Космические источники – типичные звезды (например, Солнце) и свет от ионизированного водородного газа.

Параллакс – видимое изменение положения объекта относительно фиксированного фона, если смотреть вдоль разных линий взгляда.

Парсек (пк) – сокращение от «параллакс» и «секунда»; базовая единица расстояния в астрономии, эквивалентная 3,26 светового года, или 30,9 млрд км.

Прибор с зарядовой связью (ПЗС) – астрономический рабочий инструмент, занимающий место фотопластинки для записи света. Такие устройства построены с использованием полупроводниковых материалов и, по сути, представляют собой двумерный массив отдельных детекторов (пикселей), которые генерируют небольшой электрический заряд при воздействии света. Количество измеренного заряда может быть преобразовано во входящий поток, обеспечивая таким образом изображения астрономических источников. ПЗС работает в ультрафиолетовом, оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра.

Поверхность последнего рассеивания – в эпоху рекомбинации фотоны, запертые внутри горячей плазмы, были выпущены и свободно рассеялись по всей Вселенной. Мы обнаруживаем их как космический микроволновый фон, или реликтовое излучение, и это самый дальний свет, который мы можем увидеть. Такие спутники, как WMAP (от англ. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe – Микроволновой анизотропный разведчик «Уилкинсон», космический аппарат NASA, предназначенный для изучения реликтового излучения) и космическая обсерватория «Планк» (астрономический спутник Европейского космического агентства), нанесли на карту реликтовое излучение и выявили в его температуре изменения, соответствующие флуктуациям плотности, которые представляют собой начальные точки формирования галактик.

Последовательность Хаббла – схема классификации, которая идентифицирует галактики по их морфологическим типам. Основные типы: эллиптическая, линзовидная, спиральная и спиральная с перемычкой (баром).

Поток – постоянно поступающая энергия от отдаленного источника, наблюдаемая через детектор (например, ПЗС-камеру) и измеряемая в единицах ватт на квадратный метр.

Радиогалактика – галактика (часто массивная эллиптическая), которая испускает большое количество энергии в радиоволновом диапазоне электромагнитного спектра. Радиоволны берут свое начало в электронах, которые ускоряются в сильных магнитных полях. Некоторые галактики показывают впечатляющие биполярные струи, вылетающие из нее в межгалактическое пространство. Место их происхождения – центральное активное ядро, то есть сверхмассивная черная дыра в ядре галактики, аккрецирующая материю.

Светимость – общее количество энергии, выпущенной от объекта (например, галактики); измеряется в единицах ватт.

Симуляция N-тела – компьютерная симуляция, которая моделирует гравитационную эволюцию структуры с использованием в трехмерном пространстве частиц, каждая из которых представляет определенную массу. Когда гравитационные силы между всеми частицами были рассчитаны, а их ускорения применены, моделирование перешло к следующему временно́му шагу. Моделирование большого N-тела, достаточное для моделирования репрезентативного объема Вселенной при адекватном разрешении, – очень дорогой процесс, требующий работы с суперкомпьютером. «Моделирование “Миллениум”» – пример большой симуляции N-тела, направленной на изучение эволюции темной материи во Вселенной с учетом текущей космологической модели «Лямбда-CDM».

Скопление галактик (кластер) – огромные скопления в самых массивных гало темной материи, включающие до 1000 отдельных галактик. Общая масса таких систем может в 1 млн раз превышать массу Солнца. Внутренняя среда этих кластеров заполнена горячей плазмой, температура которой составляет миллионы градусов, и может влиять на галактики, которые быстро движутся внутри нее, например через зачистку под давлением.

Спектр/спектроскопия – распределение интенсивности электромагнитного излучения по частотам или длинам волн. Свет от источника (будь то Солнце или галактика) может быть рассеян на составляющие его частоты. Этот эффект проявляется в радуге, где смесь фиолетового с красным светом, которая составляет солнечный свет, расщепляется, проходя через преломление в каплях дождя. Спектроскопия может использоваться для получения информации о количестве испускаемой энергии на разных частотах, и, следовательно, может дать ключи к сведениям о составе и физике конкретной системы.

Спектральный класс – схема классификации звезд по шкале от горячих/светящихся/голубых до холодных/тусклых/красных. Базовая последовательность двигается от горячей до холодной: O, B, A, F, G, K и M. Звезды класса O и B – голубые, A и F – белые, G – желтые (к этому классу относится и Солнце), K – оранжевые, M – красные. Внутри каждого класса выделяются подклассы; их обозначают цифрами от 0 до 9, которые ставятся после соответствующей латинской буквы.

Средний инфракрасный свет – часть электромагнитного спектра за пределами ближнего инфракрасного с длинами волн от нескольких единиц до десятков микрон. Космический источник – горячая пыль (сотни градусов).

Темная материя – вещество, которое составляет около четверти массы Вселенной, но не взаимодействует с барионной материей никаким другим способом, кроме силы гравитации. Мы не наблюдаем электромагнитных эмиссий от темной материи и не обнаруживаем ее непосредственно. Тем не менее мы можем увидеть последствия ее присутствия, например, в кривых вращениях галактик, на которые воздействует распределение массы в галактике, и гравитационном линзировании. Эмпирическое понимание природы темной материи – ключевая цель современной астрономии. В текущей модели считается,