Тег

Звёздные системы

Звёздные системы
Найденo 58 статей
Изображение ночного неба в оптическом диапазоне (GAIA)
ГалактикиГалактики
Галактика (Млечный Путь)
Гала́ктика (Млечный Путь), гигантская звёздная система, в которую входят Солнце и практически все звёзды, видимые на небе невооружённым глазом и в небольшие телескопы. Получила своё название – Млечный Путь – благодаря тому, что наблюдается невооружённым глазом в виде светлой клочковатой полосы на небе. Предположительно, относится к типу спиральных галактик и имеет четырёхрукавную структуру. Галактика является сложной многокомпонентной системой, включающей в себя более 1011 звёзд. В ней выделяют следующие основные структурные компоненты, типичные для дисковых галактик: сфероидальные балдж и гало, а также обширный диск, в центральной части которого имеется вытянутая структура – галактический бар. Большинство звёзд принадлежат дисковой подсистеме диаметром около 40–45 кпк и толщиной примерно 2 кпк. Радиус звёздного гало Галактики оценивается в 100 кпк. Основная масса гало находится в форме тёмной материи. Общая масса барионного вещества Галактики, к которому относятся звёзды, а также межзвёздные газ и пыль, составляет около 1011 масс Солнца (M☉), а с учётом вклада тёмной материи полная масса Галактики может достигать 1012 M☉. Приблизительно половина этой массы заключена в сфере диаметром около 100 кпк. Диск Галактики вращается с угловой скоростью, зависящей от расстояния до центра Галактики, причём линейная скорость вращения практически постоянна. Солнце находится на расстоянии около 8,2–8,3 кпк (примерно 27 тыс. световых лет) от центра Галактики и обращается вокруг него с периодом около 210–230 млн лет. По наблюдениям за движением звёзд в центральной области Галактики доказано, что там расположена сверхмассивная чёрная дыра массой примерно 4,3 млн M☉.
Научные отрасли
Звёздная кинематика
Звёздная кинема́тика, раздел звёздной астрономии, посвящённый изучению закономерностей движения звёзд, газа и звёздных скоплений в галактических подсистемах с опорой на наблюдения лучевых скоростей и собственных движений, а также на измеренные расстояния до объектов. Применяются методы анализа трёхмерного (пространственные скорости), двумерного (собственные движения) и одномерного (лучевые скорости) полей скоростей. Анализ поля скоростей сводится к выделению систематических движений звёзд (аналогичных потокам в гидродинамике) и оценке параметров распределения остаточных скоростей отдельных звёзд. Наибольшие скорости систематического движения имеют объекты тонкого галактического диска. Они участвуют в дифференциальном вращении вокруг оси симметрии Галактики с угловой скоростью, монотонно уменьшающейся с расстоянием. В отличие от диска, в гало Галактики систематические движения практически отсутствуют. Звёзды гало и шаровые звёздные скопления движутся по хаотически ориентированным, сильно вытянутым орбитам со средними скоростями, сравнимыми со скоростью вращения диска (около 200 км/с). Скорости самых далёких объектов гало – шаровых скоплений и карликовых галактик – дают ценную информацию о массе тёмной материи в Местной группе галактик. Изучение движения звёзд в центральной области Галактики, в непосредственной близости от сверхмассивной чёрной дыры, позволяет оценить расстояние от Солнца до центра Галактики (по современным данным, близкое к 8,2 кпк). Для исследования движения атомарного водорода в Галактике используются профили радиолиний 21 см, искажённые доплеровским уширением вследствие дифференциального вращения Галактики.
Предполагаемые траектории собственных движений 40 тыс. звёзд, расположенных в пределах 100 пк от Солнца
Научные отрасли
Звёздная динамика
Звёздная дина́мика, раздел астрономии, изучающий закономерности движения звёзд в гравитационном поле звёздной системы и эволюцию звёздных систем. Исследуется парное и коллективное гравитационные взаимодействия звёзд, квазиравновесные состояния звёздных систем и их динамическая эволюция под влиянием как внутренних, так и внешних факторов. Особое место в звёздной динамике принадлежит самогравитирующим системам, в которых каждая звезда движется в общем гравитационном поле, созданном всеми звёздами системы. Для изучения динамической эволюции звёздных систем применяются как аналитические методы, проясняющие наиболее общие закономерности, так и численное моделирование, которое позволяет исследовать реалистичные звёздные скопления, состоящие из звёзд разной массы, учитывать их физическую эволюцию и реальное галактическое окружение. Звёздная динамика тесно связана с небесной механикой, гидродинамикой, статистической физикой, аналитической механикой, кинетической теорией газов.
Спиральная галактика M101
Галактические объекты
Шаровые звёздные скопления
Шаровы́е звёздные скопле́ния, большие и плотные гравитационно связанные группы звёзд, имеющие сферически-симметричную форму и обладающие признаками внутренней химической эволюции. Наблюдаются на небе как области высокой концентрации звёзд, сильно увеличивающейся к центру области. Помимо этого, они характеризуются высокой светимостью (следовательно, и высокой массой), компактностью, низкой металличностью и значительным возрастом. Радиус, в котором заключена половина светимости шаровых звёздных скоплений (ШЗС), имеет типичные значения от 3 до 5 пк, иногда достигая нескольких десятков парсеков. Средняя абсолютная звёздная величина ШЗС составляет около масса – более 105 масс Солнца. Возраст ШЗС в большинстве случаев превышает 10 млрд лет – это самые старые объекты Галактики. В результате гравитационных взаимодействий более массивные звёзды ШЗС оказываются сконцентрированы в центральной части скопления, менее массивные – на его периферии. В нашей Галактике открыто чуть более 170 ШЗС (это число постоянно уточняется), расположены они в её гало, балдже и толстом диске (но отсутствуют в тонком диске), концентрируются к центру Галактики и обращаются вокруг него по хаотическим незамкнутым орбитам. За пределами нашей Галактики также найдены ШЗС, но методы их исследования отличаются, а само деление скоплений на шаровые и рассеянные является условным и производится по другим критериям (по форме, а не по наличию внутренней химической эволюции).
Шаровое звёздное скопление M5 (NGC 5904)
Галактики
Колесо Телеги (галактика)
Колесо́ Теле́ги (ESO 350–040), пекулярная галактика кольцеобразной формы с активным звездообразованием во внешнем кольце, расположенная в созвездии Скульптор. Входит в компактную группу галактик SCG 0035–3357, состоящую из четырёх членов. Является первой обнаруженной кольцеобразной галактикой и считается прототипом для этого класса. Красное смещение галактики составляет 0,03, т. е. она удаляется от нас со скоростью 9050 км/с и находится на расстоянии около 126 Мпк (411 млн световых лет) от Земли. Её видимая звёздная величина в фотометрической полосе V равна 13,7; абсолютная звёздная величина в оптическом диапазоне спектра (в той же полосе) составляет –21,8, что соответствует светимости в 4,5 · 1010 светимостей Солнца. Масса галактики, по разным оценкам, составляет (0,6–3,5) · 1011 M☉ (где M☉ – масса Солнца). Суммарная масса звёзд галактики равна приблизительно 4 · 1010 M☉, масса атомарного водорода – около 3 · 1010 M☉, молекулярного водорода – около 3 · 109 M☉. Размер внешнего кольца по большой оси составляет около 45 кпк (147 тыс. световых лет). Плоскость диска галактики наклонена к лучу зрения под углом 41°. Предполагается, что галактика приобрела свой характерный вид, напоминающий колесо телеги, в результате столкновения с галактикой-компаньоном, которое произошло около 300 млн лет назад.
Галактика Колесо Телеги в оптическом диапазоне
Галактические объекты
Рассеянные звёздные скопления
Рассе́янные звёздные скопле́ния, молодые гравитационно связанные группы звёзд, родившихся из одного молекулярного облака и имеющих одинаковый (близкий к солнечному) химический состав, но разные массы. Рассеянные звёздные скопления (РЗС) содержат от нескольких десятков до нескольких тысяч звёзд (в среднем – несколько сотен). Средний возраст РЗС составляет десятки миллионов лет. Самые молодые РЗС имеют неправильную форму и часто клочковатую структуру, половина их массы заключена внутри радиуса 1–5 пк. РЗС расположены в диске Галактики, концентрируясь к её плоскости. Они обращаются вокруг центра Галактики вместе с диском по почти круговым орбитам со скоростями 220–240 км/с и примерно за 250 млн лет разрушаются из-за приливного воздействия со стороны гигантских молекулярных облаков и других объектов диска. При этом молодые РЗС служат индикаторами спиральной структуры галактических рукавов. Согласно оценкам, в нашей Галактике содержится 23–37 тыс. РЗС, однако к началу 2020-х гг. открыто и изучено менее 10 тыс. из них.
Гиады
Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве
Вращение галактик
Враще́ние гала́ктик, неотъемлемое свойство галактик любых морфологических типов. Поскольку галактики – это не сплошные тела, различные составляющие галактик могут иметь разные скорости вращения даже на одном и том же расстоянии от центра. У спиральных галактик звёзды и газ, образующие диск, движутся вокруг центра галактики по орбитам, близким к круговым, с характерным периодом от нескольких десятков до нескольких сотен миллионов лет. Встречаются более сложные случаи, когда отдельные компоненты галактик имеют разные направления осей вращения. Балджи спиральных галактик и звёздные гало вращаются значительно медленнее дисков. Эллиптические галактики, не обладающие заметными звёздными дисками, вращаются особенно медленно, со скоростью, обычно не превышающей нескольких десятков км/с, при этом средние скорости разнонаправленного движения звёзд в них могут быть во много раз больше.
Сейфертовская галактика NGC 1068 (M77)
Галактические объекты
Газовое гало Галактики
Га́зовое гало́ Гала́ктики, горячий разреженный газ, находящийся за пределами звёздного диска нашей Галактики и заполняющий большой объём пространства вокруг него. Основная масса газа гало нагрета до температуры более 106 К и поэтому сильно ионизована. Тем не менее, часть массы газового гало Галактики приходится на более холодный газ с температурой ~104 К, состоящий в основном из нейтральных атомов водорода. Характерная плотность горячего газа гало составляет около 10–27 г/см3, или примерно 1 атом на 103 см3 (на больших расстояниях от центра Галактики плотность ещё ниже). Масса горячего газа гало в пределах сферы, заключающей звёздный диск Галактики, составляет не менее миллиарда масс Солнца, однако в пределах вириального радиуса Галактики полная масса газа должна быть на порядок выше.
Газовое гало Галактики в представлении художника
Галактические объекты
Тёмное гало Галактики
Тёмное гало́ Гала́ктики, массивное гало, образуемое несветящейся (тёмной) материей вокруг нашей Галактики и внутри неё. Имеющиеся наблюдения дают основание считать, что Галактика находится внутри обширного тёмного гало, состоящего из вещества, которое не излучает ни света, ни каких-либо иных электромагнитных волн, и поэтому называется тёмной материей. Вывод о существовании тёмного гало основан в первую очередь на сильном расхождении оценок суммарной массы звёзд и газа Галактики, полученных по анализу их излучения – с одной стороны, и динамических оценок массы Галактики, следующих из измерений скоростей вращения галактического диска, скоростей шаровых звёздных скоплений Галактики, а также её карликовых спутников – с другой стороны.
Тёмное гало Галактики
1
2
3
4
5