Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ВНЕГАЛАКТИ́ЧЕСКАЯ АСТРОНО́МИЯ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    Электронная версия

    2015 год

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: А. В. Засов

ВНЕГАЛАКТИ́ЧЕСКАЯ АСТРОНО́МИЯ, раздел астрономии, в котором исследуются объекты и явления за пределами нашей звёздной системы – Галактики. Наиболее многочисленные объекты, изучаемые В. а., – это далёкие звёздно-газовые системы (галактики), имеющие ту же природу, что и наша Галактика, и находящиеся на расстояниях от нескольких сотен тысяч до нескольких миллиардов световых лет от нас.

В. а. как наука возникла в 1-й трети 20 в. Однако идея о том, что наша Галактика, включающая в себя все звёзды, которые можно увидеть на небе невооружённым глазом или в небольшой телескоп, имеет конечные размеры и существуют другие сходные с ней звёздные острова, высказывалась ещё в сер. 18 в. [Э. Сведенборг, И. Кант, Т. Райт (Великобритания)]. Естественно было предположить, что такими «внешними» галактиками являются светлые туманные пятна низкой яркости c размытыми очертаниями, которые во всё возрастающем количестве открывались астрономами по мере увеличения размеров используемых телескопов. Первый каталог обнаруженных на небе туманностей содержал координаты более 100 объектов (Ш. Мессье, 1781). В сер. 19 в. было впервые обнаружено наличие внутренней структуры в ряде туманностей, и, в частности, существование спиральных ветвей [У. Парсонс (лорд Росс), Великобритания]. В кон. 19 в. выяснилось, что природа наблюдаемых туманностей не одинакова: одни из них являются газовыми облаками, а другие – далёкими звёздными системами (но оставалось неясным, на каком расстоянии от нас они находятся). В нач. 20 в. с помощью новых больших телескопов обсерватории Маунт-Вилсон (США) астрономам впервые удалось обнаружить изображения очень слабых звёзд на фотографиях нескольких туманностей. В 1923–24 Э. Хаббл на 2,5-метровом телескопе этой обсерватории нашёл в нескольких туманностях звёзды известного к тому времени типа – цефеиды, регулярно меняющие свой блеск. Полученные с помощью этих звёзд оценки расстояний до туманностей, убедительно показали, что они действительно представляют собой звёздные системы гигантских размеров, находящиеся далеко за пределами нашей Галактики. С этого времени стало возможным говорить о рождении внегалактической астрономии.

В 1929 Э. Хаббл обнаружил линейную зависимость между скоростями удаления от нас галактик и расстоянием до них (закон Хаббла), что дало возможность оценивать расстояния до галактик по смещению линий в их спектрах. В 1930-х гг. открыты представители самого многочисленного класса галактик – карликовые галактики, низкая светимость которых затрудняет их исследование на больших расстояниях. В сер. 20 в. выявлены различные типы звёздного населения галактик, различающиеся возрастом и химическим составом, изучены особенности внутренней структуры галактик, начал разрабатываться физич. подход к проблеме формирования и эволюции галактик. В тот же период получены первые достаточно надёжные измерения масс галактик (по скоростям их вращения), заложена основа теории их спиральной структуры, рассматривающей спиральные ветви как результат распространения волн плотности в галактических дисках. Начались систематические исследования взаимодействующих галактик, формы которых искажены их взаимным гравитационным влиянием (Б.А. Воронцов-Вельяминов). Обнаружены источники энергии гигантской мощности в ядрах некоторых галактик (активные ядра галактик) и выдвинута идея о большой роли нестационарных процессов в эволюции галактик и их систем (В. А. Амбарцумян). В 1960-х гг. открыты далёкие внегалактические объекты – квазары, по своим свойствам похожие на активные ядра близких галактик, но со значительно более масштабным энерговыделением. Во 2-й пол. 20 в. получен ряд независимых аргументов в пользу существования в галактиках и между ними, проявляющей себя по гравитационному воздействию на галактики. В ядрах галактик различных типов обнаружено существование очень массивных компактных образований незвёздной природы с массой до нескольких миллиардов масс Солнца (предположительно сверхмассивных чёрных дыр). Гигантскую роль в развитии В. а. сыграла появившаяся во 2-й пол. 20 в. возможность исследования галактик в неоптических областях спектра (сначала в радиодиапазоне, а позднее, с помощью космич. аппаратов, в далёком инфракрасном, далёком ультрафиолетовом, рентгеновском диапазонах и гамма-диапазоне). Наиболее распространённые формы межзвёздного газа в галактиках – нейтральный водород и облака молекулярного газа – обнаружены и исследуются по их излучению на определённых радиочастотах. Мощным радиоизлучением синхротронной природы сопровождается активность ядер некоторых галактик (радиогалактик). Наблюдения в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах спектра позволили исследовать процесс звездообразования в галактиках различных типов. Наблюдения в рентгеновском диапазоне спектра дали возможность изучения очень горячего газа в галактиках и в окружающем их межгалактическом пространстве. В кон. 1990-х гг. получены первые отождествления с далёкими галактиками источников мощных коротких гамма-всплесков, регистрируемых в разл. областях неба с помощью космич. гамма-телескопов. Измерения скоростей звёзд и газа внутри галактик и анализ скоростей самих галактик привели к выводу о преобладании во Вселенной тёмной материи, которая непосредственно не наблюдается, а обнаруживает себя только по гравитационному воздействию на объекты.

К важнейшим направлениям совр. В. а., определяющим тенденции её развития, относятся: изучение звёздного состава галактик, исследование эволюции звёздного населения; изучение межзвёздной газово-пылевой среды в галактиках; исследование динамики звёзд и газа в галактиках, изучение формирования наблюдаемых структурных особенностей галактик, изучение разл. форм активности ядер галактик и механизмов выделения энергии в них; исследование систем галактик (пар, групп, скоплений), процессов взаимодействия галактик в системах друг с другом и с окружающей газовой средой; анализ крупномасштабной структуры распределения галактик, её формирования и эволюции; определение космологических параметров, описывающих характер расширения Вселенной, исследование процесса возникновения галактик и их систем на ранних стадиях расширения.

Большинство задач В. а. решается с помощью спектральных и фотометрич. наблюдений на крупных наземных оптических телескопах (с диаметром объектива 2 м и более) и радиоинтерферометров. Большой вклад также вносят обсерватории, работающие за пределами земной атмосферы (космический телескоп «Хаббл», инфракрасные, рентгеновские и гамма-обсерватории).

Наша Галактика – такое же сложный по структуре и составу объект, как и многие другие наблюдаемые спиральные галактики. Поэтому В. а., исследуя другие галактики, позволяет получить ответы на многие вопросы, касающиеся природы нашей звёздной системы, которую астрономы могут изучать только «изнутри».

Уникальной особенностью В. а. является возможность непосредственного изучения объектов такими, какими они были в далёком прошлом. Благодаря конечности скорости света излучение, рождённое в очень далёких галактиках, идёт к нам миллиарды лет, что позволяет, сравнивая свойства галактик на разл. расстояниях, исследовать изменения, которые произошли с галактиками за это время.

Поскольку галактики – это важнейшие элементы общей структуры наблюдаемой Вселенной, в которых сосредоточена практически вся наблюдаемая материя, В. а. имеет фундаментальное значение для построения физической картины окружающего мира и его эволюции. В теоретическом плане В. а. тесно связана с такими направлениями науки, как физика звёзд, звёздная динамика, газовая динамика, теоретическая астрофизика и космология.

Лит.: Воронцов-Вельяминов Б. А. Внегалактическая астрономия. 2-е изд. М., 1978; Горбацкий В. Г. Введение в физику галактик и скоплений галактик. М., 1986; Ходж П. Галактики. М., 1992; Сурдин В. Г. Галактики. М., 2013.

Вернуться к началу