Карликовые галактики
Ка́рликовые гала́ктики, галактики низкой светимости, число звёзд в которых в десятки и более раз меньше, чем в нашей Галактике. Карликовые галактики – самый многочисленный класс галактик в природе, но из-за низкой светимости их детальное изучение возможно лишь на сравнительно близких расстояниях. Не существует резкой границы между карликовыми и обычными галактиками. Карликовые галактики часто являются спутниками более ярких и массивных галактик и обычно концентрируются к группам и скоплениям галактик. Несколько десятков карликовых галактик находятся на сравнительно близком расстоянии и входят в состав Местной группы галактик: большинство из них концентрируется вокруг нашей Галактики или Туманности Андромеды. Самые маленькие карликовые галактики имеют массу всего несколько миллионов масс Солнца – такую же, как крупнейшие шаровые звёздные скопления, но отличаются от последних значительно бóльшим размером и значительно меньшей плотностью звёздного населения. Размеры карликовых галактик составляют от менее 100 парсек до нескольких килопарсек (кпк), массы могут достигать нескольких миллиардов масс Солнца. Как минимум две карликовые галактики – в созвездиях Стрелец (расстояние от Солнца около 25 кпк) и Большой Пёс (менее 10 кпк) – находятся на периферии нашей Галактики и постепенно разрушаются под действием приливных сил со стороны Галактики. Из ближайших спутников Галактики к карликовым галактикам можно отнести Малое Магелланово Облако, а также небольшие галактики очень низкой яркости в созвездиях Секстант, Дракон и Малая Медведица.
Как и обычные галактики, карликовые галактики содержат звёзды различного возраста. В их состав может также входить межзвёздный газ и тёмная материя, которая в некоторых из них многократно превышает массу остальных компонентов галактики.
Свойства карликовых галактик крайне разнообразны. Большинство из них может быть отнесено к одному из перечисленных ниже типов.
Эллиптические карликовые галактики (dE) представляют собой обычные эллиптические галактики, только низкой светимости.
Сфероидальные карликовые галактики (dSph) – наиболее разреженные карликовые галактики, отличаются от эллиптических значительно более низкой поверхностной яркостью и крайне низкой объёмной плотностью. Они образованы старыми звёздами и практически не содержат газа.
Неправильные карликовые галактики (dIrr) относятся к классу неправильных (иррегулярных) галактик и отличаются низкой светимостью. Звёзды и газ в этих галактиках образуют сравнительно толстые вращающиеся диски. В неправильных карликовых галактиках обычно содержится много газа (иногда более 50 % по массе), в котором происходит образование звёзд.
Карликовые спиральные галактики (dS); к ним относится очень небольшая часть карликовых галактик, обладающих спиральной структурой диска. Как правило, они встречаются среди наиболее массивных карликовых галактик.
Голубые компактные карликовые галактики (dBCG) – галактики небольшого размера, обладающие высокой поверхностной яркостью и голубым цветом. В этих галактиках происходит интенсивное звездообразование (отсюда и голубой цвет, обусловленный наличием большого количества молодых горячих звёзд).
Компактные эллиптические карликовые галактики (сЕ) и ультракомпактные карликовые галактики (UCG) представляют собой плотные звёздные системы с характерными размерами всего в несколько сотен (для cE) или несколько десятков (для UCG) парсек. Они наблюдаются, как правило, в скоплениях галактик или вблизи галактик большой массы. По крайней мере существенная часть таких галактик представляет собой плотные центральные области небольших по массе галактик, оставшиеся после их разрушения приливными силами.
Помимо низкой светимости и небольшого размера, общее свойство карликовых галактик (кроме ультракомпактных и эллиптических компактных галактик) – пониженное содержание в звёздах и газе тех химических элементов, которые синтезируются в массивных звёздах (кислород, углерод, железо и др.). Их низкое содержание может быть связано с тем, что либо таких звёзд мало образовалось за историю галактики, либо продукты взрыва звёзд легко покидали маломассивные и не очень плотные галактики и поэтому не смогли войти в состав звёзд новых поколений, рождающихся из межзвёздного газа.
Большинство карликовых галактик возникли как самостоятельные звёздные системы миллиарды лет назад, хотя в некоторых галактиках значительная часть звёзд могла появиться сравнительно недавно в результате мощной вспышки звездообразования, до которой процесс рождения звёзд в них был малоактивным. Возможно наличие не одной, а нескольких вспышек звездообразования за историю галактики. Поскольку карликовые галактики очень многочисленны, нередко они сталкиваются с массивными галактиками и разрушаются внутри них. Сливаясь с массивными галактиками, они постепенно увеличивают их массу, могут изменить их момент импульса и химический состав, а также пополнить запасы газа, из которого в галактиках рождаются звёзды. Поэтому карликовые галактики должны были играть большую роль при формировании и эволюции более массивных галактик. Остатки разрушившихся карликовых галактик наблюдаются в нашей и других галактиках как узкие звёздные потоки в гало галактик.
Некоторая часть карликовых галактик может иметь особое происхождение, сформировавшись как отдельные системы при приливном разрушении звёздно-газовых дисков нормальных галактик во взаимодействующих системах галактик, когда часть вещества галактик оказывается выброшенной в межгалактическое пространство. Такие звёздные системы, возникающие из потерянного галактиками вещества, называют приливными карликовыми галактиками. В отличие от обычных карликовых галактик, химический состав их вещества не должен быть обеднён тяжёлыми элементами. Многие приливные карлики через некоторое время должны упасть обратно на материнскую галактику, растворившись в ней. Однако относительная доля наблюдаемых карликовых галактик, которые имеют приливное происхождение, неизвестна.