Внегалактические объекты

Сейфертовская галактика NGC 6814

Сейфертовские галактики

Се́йфертовские гала́ктики, разновидность галактик с активными ядрами. По своим свойствам ядра сейфертовских галактик близки к квазарам, отличаясь от них значительно более низким энерговыделением. Большинство сейфертовских галактик относится к спиральным галактикам, составляя более 10 % от их общего числа. Спектр излучения ядер сейфертовских галактик говорит о незвёздной природе источника их энергии. В нём присутствуют сильные и необычно широкие линии излучения различных химических элементов, что объясняется быстрым движением газа в ядре – со скоростями от нескольких сотен до нескольких тысяч километров в секунду. Непрерывный спектр излучения их ядер также обладает высокой интенсивностью. Наибольшее количество энергии, как правило, изучается в длинноволновом ИК-диапазоне. Также для них характерен избыток коротковолнового УФ-излучения, а некоторые являются источниками рентгеновского излучения. Излучение ядер характеризуется переменностью на различных интервалах времени – от долей суток до нескольких лет, что говорит о небольшом размере активного ядра. Полная мощность излучения ядер сейфертовских галактик составляет от десятков миллионов до миллиардов светимостей Солнца. Считается, что источником активности ядер сейфертовских галактик является аккреция газа на сверхмассивную чёрную дыру.

Эллиптические галактики

Внегалактические объекты

Эллиптическая галактика M87

Эллиптические галактики

Эллипти́ческие гала́ктики, тип галактик, имеющих форму, близкую к сферической или эллипсоидальной. В общем случае их форма может быть описана как трёхосный эллипсоид без резких границ. Поверхностная яркость плавно уменьшается с расстоянием от центра – от плотного сгущения звёзд в центре до разреженных внешних областей. Эллиптические галактики не обладают звёздными дисками либо они очень слабо выражены. Массы эллиптических галактик лежат в очень широких пределах: от нескольких миллионов до сотен миллиардов масс Солнца. Размеры варьируются от сотен парсек до 100 кпк и более. Скорости звёзд в эллиптических галактиках разнонаправленны, а средняя скорость вращения звёзд относительно центра галактики очень мала, в отличие от спиральных или линзовидных галактик. Эллиптические галактики содержат очень мало холодного атомарного или молекулярного газа, что является причиной почти полного отсутствия звездообразования. Большинство из них состоит из очень старых звёзд возрастом не менее 10 млрд лет.

Внегалактические объекты

Радиоизображение лацертиды BL Ящерицы, полученное по данным MOJAVE

Лацертиды

Лацерти́ды, немногочисленная группа активных ядер галактик, характеризующихся высокой переменностью блеска во всем электромагнитном спектре, от радиоволн до гамма-излучения, сильной линейной поляризацией излучения (степень поляризации достигает 40–50 %) и непрерывным оптическим спектром излучения с отсутствием ярких эмиссионных линий. Являются разновидностью блазаров, т. е. активных ядер галактик, у которых один из релятивистских джетов направлен в сторону наблюдателя под малым углом к лучу зрения. Излучение этого джета вносит основной вклад в общее излучение лацертиды. Блеск лацертид в оптическом диапазоне может изменяться в сотни раз. Временной масштаб переменности излучения составляет от нескольких дней до нескольких месяцев, что соответствует характерному размеру излучающей области порядка 1013–1015 м (т. е. меньше 1 парсека).

Внегалактические объекты

Радиогалактика Геркулес-А

Радиогалактики

Радиогала́ктики, галактики, мощность радиоизлучения которых на несколько порядков выше, чем у обычных галактик сходной массы. Причина этого связана с активностью их ядер. В отдельных случаях мощность радиоизлучения радиогалактик достигает 1037–1038 Вт, что превышает суммарную энергию оптического излучения всех звёзд галактики, вместе взятых. Механизм радиоизлучения радиогалактик – синхротронный, связанный с движением высокоэнергичных заряженных частиц (в первую очередь электронов) в магнитном поле. Свой вклад в радиоизлучение может давать также взаимодействие релятивистских электронов с электромагнитным излучением (обратный эффект Комптона). Радиогалактиками обычно являются гигантские эллиптические галактики, содержащие сверхмассивные чёрные дыры очень большой массы (до нескольких миллиардов масс Солнца), с которыми связана активность их ядер. С угасанием активности ядра радиогалактики становятся обычными галактиками.

Галактика Mrk 231

Галактики Маркаряна

Гала́ктики Маркаря́на, галактики небольшого углового размера с избыточным ультрафиолетовым (УФ) излучением, выделенные с использованием предложенной Б. Е. Маркаряном оригинальной методики фотографических наблюдений с объективной призмой на 1-метровом телескопе Шмидта Бюраканской астрофизической обсерватории. Часть галактик Маркаряна являются галактиками со вспышкой звездообразования или с обширными областями, охваченными звездообразованием, где избыток УФ-излучения связан с большим количеством молодых горячих звёзд. Другая часть является галактиками с высокой активностью ядра, характеризующейся повышенной светимостью в УФ-области. В некоторых случаях может иметь место и то и другое. Обозначения галактик Маркаряна – Mrk с порядковым номером (например, Mrk 231).

Астрофизические процессы и явления

Внегалактические объекты

Скопление галактик Пуля (1E 0657-56) в рентгеновском диапазоне

Межгалактическая среда

Межгалакти́ческая среда́, крайне разреженная среда, заполняющая пространство между галактиками. Она включает в себя как вещество, состоящее из атомов и представляющее собой очень неоднородный по плотности и по температуре разреженный газ (почти исключительно водород и гелий), так и гипотетическую тёмную материю. Характерная плотность межгалактического газа составляет 10–25–10–24 кг/м3, а температура лежит в диапазоне от сотен тысяч градусов в филаментах до десятков миллионов градусов в скоплениях галактик. Межгалактический газ играет важную роль в эволюции галактик. Кроме того, среда между галактиками пронизывается электромагнитным излучением различных длин волн, а также потоками нейтрино и высокоэнергичных частиц космических лучей, рождённых в галактиках. Низкая плотность межгалактической среды и отсутствие пыли делают её практически прозрачной для излучения любых длин волн, благодаря чему она не препятствует наблюдению даже очень далёких объектов на расстояниях в миллиарды световых лет.

Внегалактические объекты

Карта анизотропии реликтового излучения по данным обсерватории WMAP

Реликтовое излучение

Рели́ктовое излуче́ние, космическое электромагнитное излучение, имеющее спектр абсолютно чёрного тела с температурой . Даёт основной вклад в интенсивность фонового излучения Вселенной в диапазоне сантиметровых, миллиметровых и субмиллиметровых длин волн; характеризуется высокой степенью изотропии (интенсивность одинакова во всех направлениях с точностью 10–5). Открытие реликтового излучения подтвердило теорию горячей Вселенной. Согласно этой теории, реликтовое излучение образовалось на ранней стадии эволюции Вселенной, когда произошла рекомбинация протонов и электронов с образованием электрически нейтральных атомов водорода, после чего электромагнитное излучение стало распространяться во Вселенной почти свободно. В ходе последующего расширения Вселенной температура излучения продолжала падать с сохранением планковского спектра. Реликтовое излучение обладает слабой анизотропией и частичной поляризацией, измерение которых позволяет определять значения космологических параметров и делать некоторые выводы о ранних стадиях эволюции Вселенной, в частности о свойствах первичных возмущений.

Внегалактические объекты

Восстановленное изображение джета галактики М87

Радиоядро джета

Радиоядро́ дже́та (РСДБ-ядро), наблюдаемое в радиодиапазоне (на РСДБ-картах) основание джета. Как правило, оно смещено относительно истинного основания джета, причём его положение и размер зависят от частоты радиоволн, на которой проводятся наблюдения. Этот эффект, вероятно, объясняется частотно-зависимым самопоглощением синхротронного излучения релятивистскими частицами джета в области между истинным и видимым основаниями (в этой области оптическая толща вещества джета ) и определяется концентрацией излучающих частиц нетепловой плазмы, величиной индукции магнитного поля, а также формой коллимированного истечения. В соответствии с наиболее общепринятой в настоящее время моделью Бланфорда – Кёнигла, радиоядро представляет собой фотосферу джета на частоте наблюдения, т. е. область, где джет становится прозрачным для собственного синхротронного излучения на частоте наблюдения (оптическая толща ). Удалённость радиоядра от истинного основания джета зависит от частоты наблюдения как т. е. чем ниже частота излучения, тем дальше радиоядро на этой частоте находится от истинного начала джета.

Художественное представление блазара

Блазары

Блаза́ры, группа активных ядер галактик, характеризующихся высокой яркостью и высокоамплитудной переменностью блеска во всех диапазонах электромагнитного спектра, от радиоволн до гамма-излучения, на временных масштабах от часов до десятков лет. Считается, что их мощное излучение и наблюдаемые проявления активности связаны с расположенными в их центрах сверхмассивными чёрными дырами, выбрасывающими узкие струи релятивистских частиц – джеты, один из которых направлен в сторону наблюдателя под очень малым углом к лучу зрения Высокая яркость блазаров также объясняется доплеровским усилением и релятивистской аберрацией излучения от джета, направленного в сторону наблюдателя. По наблюдаемым характеристикам блазары разделяют на два типа: лацертиды и квазары с плоским радиоспектром.

Крупномасштабная структура Вселенной по данным обзора неба SDSS

Внегалактические объекты

Филаменты (в астрономии)

Филаме́нты, цепочки галактик, образующие наиболее яркую и заметную часть наблюдаемой крупномасштабной структуры Вселенной – «космической паутины». Образование «космической паутины» предсказано моделью «блинов» Зельдовича, основанной на нелинейной теории гравитационной неустойчивости. Согласно этой модели, на определённом этапе гравитационное сжатие вещества приобретает почти одномерный характер и в результате образуются уплощённые двумерные структуры, названные «блинами» Зельдовича. На следующем этапе эволюции происходит преимущественное сжатие этих структур в другом направлении с образованием протяжённых филаментов. Анализ наблюдательных данных показывает, что подавляющее большинство галактик входит в состав ветвящихся филаментов, образующих крупномасштабную структуру Вселенной со средним размером ячейки около 20 мегапарсек. По современным оценкам, филаменты включают до 30 % барионного вещества и, вероятно, примерно такую же долю тёмной материи.

Внегалактические объекты

Скопления галактик

Скопле́ния гала́ктик, системы галактик, содержащие от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч отдельных галактик различных типов и светимостей. Это наиболее массивные гравитационно связанные образования в природе. Помимо галактик, в их состав входят горячий ионизованный межгалактический газ с температурой в десятки миллионов градусов и тёмная материя. Массы скоплений галактик составляют 1013–1015 масс Солнца, причём основная доля массы обычно приходится на тёмную материю. На втором месте по массе, как правило, находится межгалактический газ, и только на третьем – сами галактики. Характерный размер массивных скоплений галактик – около 10 млн световых лет. Скорости движения галактик внутри скопления обычно составляют 1–2 тыс. км/с.

Читать полностью

Типы галактик

Галактики позднего типа

Гала́ктики по́зднего ти́па, термин, иногда используемый для обозначения галактик, в которых наблюдается звездообразование, – спиральных и неправильных. Термин введён Э. Хабблом, полагавшим, что наличие молодых звёзд в этих типах галактик указывает на их более позднее формирование. Под «спиральными галактиками позднего типа» подразумевают спиральные галактики типов Sc и Sd, в которых относительное количество молодых звёзд более высокое, чем в спиральных галактиках типов Sa и Sb. Эти галактики характеризуются относительно небольшим балджем и клочковатыми, слабо закрученными спиральными ветвями.

Галактика Треугольника (M33)

Карликовые галактики

Ка́рликовые гала́ктики, галактики низкой светимости, число звёзд в которых в десятки и более раз меньше, чем в нашей Галактике. Это самый многочисленный класс галактик в природе. Карликовые галактики часто являются спутниками более ярких и массивных галактик и обычно концентрируются к группам и скоплениям галактик. 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, массы могут достигать нескольких миллиардов масс Солнца.

Карликовая галактика NGC 1427A (HST)

Компактные галактики

Компа́ктные гала́ктики, карликовые галактики, отличающиеся небольшим линейным размером и высокой поверхностной яркостью. Массы компактных галактик невелики и составляют, как правило, десятки миллионов масс Солнца. Их размеры в сотни раз меньше, чем у нашей Галактики, и составляют несколько сотен парсек. Некоторые их типы похожи на отдельно взятые центральные области обычных галактик, оставшиеся после их разрушения приливными силами.

Компактная галактика М32 на фоне Туманности Андромеды

Внегалактические объекты

Галактики

Гала́ктики, гигантские звёздные системы, находящиеся за пределами нашей Галактики. Линейные размеры галактик находятся в пределах примерно от 1 килопарсека до нескольких десятков килопарсек. Их массы заключены в пределах от 105 до 1012 масс Солнца. Эти числа определяют и примерное число звёзд в галактиках. Помимо звёзд, галактики содержат межзвёздную среду, которая включает в себя межзвёздный газ и межзвёздную пыль, галактические туманности и межзвёздные облака, частицы высоких энергий (космические лучи) и магнитные поля. В зависимости от общих характеристик строения галактики подразделяют на несколько типов: спиральные, эллиптические, линзовидные и неправильные – каждый из которых, в свою очередь, делится на несколько подтипов. Небольшое число галактик, не укладывающихся в эту классификацию, называют пекулярными (особенными). Важнейшими структурными деталями галактик являются их центральные сгущения (ядра галактик), а также балдж, спиральные ветви и бар (в случае спиральных галактик). Кроме того, галактики окружены протяжёнными гало, состоящими из звёзд, газа и тёмной материи, природа которой пока не известна. В ядрах многих галактик присутствуют сверхмассивные чёрные дыры массами от 106 до 109 масс Солнца. У некоторых галактик наблюдаются активные ядра. Галактики распределены в пространстве неоднородно и, как правило, образуют системы различных масштабов: группы, скопления, сверхскопления и филаменты. Между ними существуют протяжённые области, в которых галактик вообще нет (войды). Исследование галактик – одна из основных задач внегалактической астрономии.

Читать полностью