Большая Советская Энциклопедия (ГА) - БСЭ БСЭ

  К началу 70-х гг. 20 в. в результате исследований, выполненных в СССР и за рубежом, сложилось следующее представление о Г. Степень общей сплюснутости Г., т. е. отношение толщины Г. к её экваториальному диаметру, составляет примерно 1:10, хотя резко очерченных границ Г. не имеет, Толщина расположенного вдоль плоскости галактического экватора слоя, внутри которого находится большинство звёзд и основной массы межзвёздного вещества, равна 400—500 парсек . Пространственная плотность звёзд в нём такова, что одна звезда приходится на объём, равный кубу с ребром в 2 парсека . В окрестностях Солнца плотность несколько меньше. Она значительно возрастает по мере приближения к центру Г., который при наблюдении с Земли виден в созвездии Стрельца. Следовательно, распределение звёзд характеризуется концентрацией как к плоскости Г., так и к её центру. Общая масса межзвёздного газа в Г. составляет около 0,05 массы всех звёзд, и его средня плотность близ плоскости экватора не превосходит 10-25 или 10-24 г/см3 . Межзвёздная пыль, состоящая из твёрдых частичек, радиусы которых порядка 10-4 —10-5 см , в своей массе примерно в 100 раз меньше массы газа. Не влияя из-за ничтожной массы на динамику Г., пыль тем не менее заметно влияет на видимую структуру Г., рассеивая свет звёзд, проходящий через её среду. Ядро Г., будучи погружено в относительно плотные массы межзвёздного вещества, мало доступно оптическим наблюдениям, но радиоастрономические наблюдения указывают на активность ядра, присутствие в нём больших масс вещества и источников энергии.

  Г. имеет резко выраженное подсистемное строение; различают три подсистемы: плоскую, промежуточную и сферическую. Плоская подсистема характеризуется наличием молодых горячих звёзд, переменных звёзд типа долгопериодических цефеид, звёздных ассоциаций, рассеянных звёздных скоплений и газо-пылевого вещества. Все они сосредоточены у галактической плоскости в форме экваториального диска (толщиной 1 /20 поперечника Г.). Средний возраст звёздного населения диска около 3 млрд. лет. Слабее концентрируются к плоскости Г. жёлтые и красные звёзды-карлики и звёзды-гиганты, занимающие объём в виде сильно сплюснутого эллипсоида. Все субкарлики, жёлтые и красные гиганты, переменные звёзды типа короткопериодических цефеид и шаровые звёздные скопления образуют сферическую составляющую (иногда называется гало), заполняя сферический объём (со средним диаметром, превышающим 30 тыс. парсек , т. е. 100 тыс. световых лет) с резким падением плотности в направлении от центральных областей к периферии. Её возраст более 5 млрд. лет. Объекты различных составляющих отличаются друг от друга также и скоростями движения, и химическим составом. Звёзды плоской составляющей имеют большие скорости движения относительно центра Г. и они богаче металлами. Это указывает на то, что звёзды разных типов, относящиеся к разным подсистемам, формировались при различных начальных условиях и в различных областях пространства, занимаемого галактическим веществом. Вся галактическая система погружена в обширную газовую массу, которую иногда называют галактической короной . Из центральной области Г. распространяются вдоль галактической плоскости спиральные ветви, которые, огибая ядро и разветвляясь, постепенно расширяются, теряя яркость. Спиральной структурой, оказавшейся весьма характерным свойством галактик на некотором этапе их эволюции, Г. сходна с множеством др. звёздных систем того же типа, что и она, имеющих такой же звёздный состав. В развитии спиральной структуры, по-видимому, играют роль гравитационные силы и магнитогидродинамические явления, при этом на неё влияют и особенности вращения Г. Вдоль спиральных ветвей происходит звездообразование и они населены наиболее молодыми галактическими объектами.

  Вопросы эволюции Г. в целом или отдельных её составных элементов имеют большое мировоззренческое значение. В течение долгого времени господствовал взгляд об одновременном образовании всех звёзд и др. объектов Г. Такой взгляд связывался с признанием единовременного происхождения всех галактик в одной точке Вселенной и их последующего «разбегания» в разные стороны от неё. Однако детальные исследования, основанные на многочисленных наблюдениях, привели к заключению (советским астроном В. А. Амбарцумян), что процесс звёздообразования продолжается и в настоящую эпоху.

  Проблема происхождения и развития звёзд в Г. является фундаментальной проблемой. Существуют две главные, но противоположные точки зрения на формирование звёзд. Согласно первой из них, звёзды образуются из газовой материи, в значительном количестве рассеянной в Г. и наблюдаемой оптическими и радиоастрономическими методами. Газовое вещество там, где его масса и плотность достигают достаточно большой величины, сжимается и уплотняется под действием собственного притяжения, образуя холодный шар. В процессе дальнейшего сжатия температура внутри него, однако, повышается до нескольких млн. градусов; этого достаточно для возникновения термоядерных реакций, которые вместе с процессами излучения и обусловливают дальнейшую эволюцию этого шара —звезды. Согласно второй точке зрения, звёзды образуются из некоторого сверхплотного вещества. Сверхплотное вещество такого рода ещё не обнаружено и его свойства неизвестны, но то обстоятельство, что в наблюдаемой Вселенной процессы истечения масс из звёзд, деления и распада систем наблюдаются во многих случаях, процессы же образования звёзд из межзвёздного вещества не наблюдаются, говорит в пользу второй точки зрения.

  Предполагается, что Г. в целом развилась в процессе конденсации первичного газового облака, богатого водородом; образовавшиеся при этом звёзды в нашу эпоху наблюдаются как звёзды сферической составляющей, бедные металлами и имеющие наибольший возраст. Первичное газовое облако, продолжая сжиматься под действием гравитационных сил, обогащалось металлами за счёт выбрасывания вещества из недр ранее образовавшихся звёзд, в которых уже в течение многих сотен млн. лет шли внутриядерные реакции и водород превращался в более тяжёлые элементы. Поэтому более позднее «поколение» звёзд, образовавшее диск Г., оказалось более богатым металлами. Эта концепция объясняет наблюдаемое распределение скоростей звёзд и расслоение последних по подсистемам. Тем не менее в изложенной картине остаётся немало противоречий. Развиваемое рядом советских астрономов представление о роли в эволюции галактик мощных взрывных отталкивательных сил, таящихся в недрах галактик, может пролить новый свет на проблему развития Г.

  См. илл.

Лит.: Паренаго П. П., Курс звёздной астрономии, 3 изд., М., 1954; Бок Б. Дж. и Бок П. Ф., Млечный путь, пер. с англ., М., 1959; Курс астрофизики и звездной астрономии, т. 2, М., 1962; Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И., Курс общей астрономии, М., 1966.

  Е. К. Харадзе.

Часть Млечного Пути в созвездиях Орла и Лебедя. Видны тёмные и светлые участки («туманности» и «облака»).

Галактика в созвездии Андромеды.

Галактика в созвездии Волос Вероники.

Галактики

Гала'ктики , гигантские звёздные системы, подобные нашей звёздной системе — Галактике , в состав которой входит Солнечная система. (Термин «галактики», в отличие от термина «Галактика», пишут со строчной буквы.) Устаревшие название Г. «внегалактические туманности» и «анагалактические туманности» отражают тот факт, что они видны на небе как светлые туманные пятна вне полосы Млечного Пути (Галактики), которая является, т. о., для них «зоной избегания». В этой зоне Г. не видны из-за концентрации тёмной, поглощающей свет пылевой материи вблизи экваториальной плоскости нашей Галактики. Природа Г. стала известна после того, как американский астроном Э. Хаббл в 20-х гг. 20 в. обнаружил, что ближайшие Г. состоят из множества очень слабых звёзд, которые при наблюдении в небольшие телескопы сливаются в сплошное светлое пятно — туманность. Среди отдельных наиболее ярких звёзд ему удалось обнаружить переменные звёзды типа цефеид , измерение видимого блеска которых позволяет установить расстояние до систем, в которые они входят. Таким путём было окончательно установлено, что Г. находятся далеко за пределами нашей Галактики и имеют размеры, сравнимые с ней. Ближайшими к ним г. оказались похожие на обрывки Млечного Пути Магеллановы Облака , расстояние до которых составляет 46 килопарсек (около 150 тыс. световых лет). В поперечнике они в несколько раз меньше нашей Галактики и, по-видимому, являются её спутниками. Расстояния до далёких Г. оценивают по красному смещению — смещению линий в спектре Г., обусловленному Доплера эффектом . Это смещение статистически возрастает с увеличением расстояния до Г. Расстояние до наиболее далёких Г., различимых на фотографиях, полученных с помощью самых крупных телескопов, составляет более 1 млрд. парсек (более 3 млрд. световых лет). В 20—30-х гг. 20 в. Хаббл разработал основы структурной классификации Г., согласно которой различают 3 класса Г.: 1) спиральные Г., характерные 2 сравнительно яркими ветвями, расположенными вокруг ядра по спирали. Ветви выходят либо из яркого ядра (такие Г. обозначаются S), либо из концов светлой перемычки, пересекающей ядро (обозначаются SB). 2) Эллиптические Г. (Е), имеющие форму эллипсоидов. 3) Иррегулярные (неправильные) Г. (I), обладающие неправильными формами. По степени клочковатости ветвей спиральные Г. разделяются на подтипы: а , b и с . У первых из таких Г. ветви аморфны, у вторых — несколько клочковаты, у третьих — очень клочковаты, а ядро всегда неярко и мало. Во 2-й половине 40-х гг. 20 в. У. Бааде (США) установил, что клочковатость спиральных ветвей и их голубизна растут с повышением содержания в них горячих голубых звёзд, их скоплений и диффузных туманностей. Центральные части спиральных Г. желтее, чем ветви, и содержат старые звёзды (население 2-го типа, по Бааде, или население сферической составляющей), тогда как плоские спиральные ветви состоят из молодых звёзд (население 1-го типа, или население плоской составляющей). Плотность распределения звёзд в пространстве растет с приближением к экваториальной плоскости спиральных Г. Эта плоскость является плоскостью симметрии системы, и большинство звёзд при своём обращении вокруг центра Г. остаётся вблизи неё; периоды обращения составляют 107 —109 лет. При этом внутренние части вращаются как твёрдое тело, а на периферии угловая и линейная скорости обращения убывают с удалением от центра. Однако в некоторых случаях находящееся внутри ядра ещё меньшее ядрышко («керн») вращается быстрее всего. Аналогично вращаются и неправильные Г., являющиеся также плоскими звёздными системами. Эллиптические Г. состоят из звёзд 2-го типа населения. Вращение обнаружено лишь у наиболее сжатых из них. Космической пыли в них, как правило, нет, чем они отличаются от неправильных и особенно спиральных Г., в которых поглощающее свет пылевое вещество имеется в большом количестве. В спиральных Г. оно составляет от несколько тысячных до сотой доли полной их массы. Вследствие концентрации пылевого вещества к экваториальной плоскости, оно образует темную полосу у Г., повёрнутых к нам ребром и имеющих вид веретена. Радиоастрономические наблюдения позволили обнаружить в Г. скопления нейтрального водорода, Масса его относительно мала в спиральных Г. Sa , достигает нескольких процентов в Sb и доходит до 10% от массы звёзд в галактиках Sc , а также в неправильных Г. В основном нейтральный водород — главная часть газовой составляющей Г. — расположен в узком экваториальном слое, но отдельные облака наблюдаются и далеко от него, где нет весьма горячих звёзд, способных ионизовать его и привести в состояние свечения.