Реферат на тему: галактика

Введение

Галактики — это прежде всего звездные системы; их оптическое излучение связано со звездами. Пространственные звезды образуют две основные структурные составляющие Галактики, как будто они вложены друг в друга: быстро вращающийся звездный диск, обычно толщиной 1-2 тысячи лет, и медленно вращающаяся сферическая (или сфероидальная) составляющая, яркость которой не сконцентрирована в плоскости диска и в центре Галактики. Внутренняя, самая яркая часть сфероидальной составляющей называется выпуклостью, а внешняя часть низкой яркости называется звездным ореолом. В центральной части массивных галактик часто можно увидеть небольшой и быстро вращающийся диск размером в тысячи зв.лет, который также состоит из звезд и газа. Такая структура галактик отражает сложную многоуровневую природу их образования. Существуют галактики, где наблюдается только один из двух основных компонентов: диск или сфероид.

Цель
проекта: определить значение галактик во Вселенной.

Цели проекта: Млечный Путь Галактической Звезды:

  1. чтобы взглянуть на историю исследования галактики;
  2. чтобы узнать больше о концепции и классификации галактик;
  3. чтобы определить состав галактик;
  4. для изучения свойств галактик;
  5. для анализа звездного образования галактик;
  6. чтобы исследовать возрождение галактик.

Метод
исследования: теоретический, т.е. отбор, анализ и систематизация информации по
теме.

Hyperloop

На Марсе практически нет атмосферы, транспорту придется передвигаться почти в вакууме – отсюда проект вакуумного поезда Hyperloop. Совместный стартап команд из Tesla и SpaceX нацелен на разработку вакуумных поездов – высокоскоростного вида транспорта, движущегося в сильно разреженном воздухе с помощью магнитной левитации. Планируется, что 560-километровый путь от Сан-Франциско до Лос-Анджелеса пассажиры смогут преодолевать за полчаса на скорости до 1200 км/ч.

Цель: поезду должно быть достаточно одних только рельсов.

Достижения: первый концепт Hyperloop представлен в 2013 году, причем техническая документация открыта, сторонние компании могут участвовать в проекте. К работе привлечены десятки стартапов. Для испытаний конструкций капсул в Калифорнии построен экспериментальный тоннель километровой длины. На сегодняшний день достигнута скорость 463 км/ч.

M51 («Галактика Водоворот»)

  • Whirlpool Galaxy или M51 был использован в качестве основы для галактики , в которой история Homeworld серии проходит игр. В оригинальной игре Homeworld игрок отправляется в путешествие от внешнего края галактики к ее ядру; это точно иллюстрируется фоновыми изображениями по мере продвижения игровой кампании.
  • Галактика Водоворот появляется в видеоигре Оками , где она вызывается главной героиней Аматэрасу, чтобы создать водоворот в океане, который она использует, чтобы отправиться в водный дворец.
  • Говорят, что три подростковых инопланетных героя Розуэлла (телесериал), являющегося побочным продуктом романов Розуэлл Хай , происходят из Пяти Миров Галактики Вихря.
  • Whirlpool Galaxy или M51 появляется в романах Бытие Quest и Second Genesis от Donald Моффита . В романах будущие люди передают сумму человеческих знаний сверхскоплению Девы, которое получают и понимают инопланетяне в промежуточной галактике M51. Информация, спустя 37 миллионов лет после передачи, используется инопланетянами для реконструкции человечества спустя долгое время после того, как они перестали существовать в галактике Млечный Путь.
  • Галактика M51 упоминается в Mighty Morphin ‘Power Rangers как дом Мастера Вайла, отца Риты Репулсы.

Галактика Вольфа-Лундмарка-Мелотта

  • Часть Lensman рядов Е. Смита происходит в Туманности Lundmark в . Это явная ссылка на астронома Кнута Лундмарка, чьей областью специализации было изучение галактик, и может относиться к галактике Вольфа-Лундмарка-Мелотта . — хотя эта гипотеза будет опровергнута серией, устанавливающей материал, утверждающим, что «Туманность Лундмарка» и Галактика Млечный Путь столкнулись «с ребра» во время «эпохи формирования планет», а также указанными несоответствиями в книгах относительно расстояний и структур по сравнению с настоящим Вольфом-Лундмарком-Мелоттом ».
  • В романе « Доктор Кто» « Синтеспиане » Крейга Хинтона говорится о Новой Земной Республике 101-го века и далее, которая возглавляет программу колонизации, отправляя спящие корабли в галактику Вольф-Лундмарк-Мелотта и Андромеду.

Таблица характеристик основных видов галактик

Эллиптическая галактика Спиральная галактика Неправильная галактика
Сфероидальный компонент Галактика целиком Есть Очень слаб
Звёздный диск Нет или слабо выражен Основной компонент Основной компонент
Газопылевой диск Нет Есть Есть
Спиральные ветви Нет или только вблизи ядра Есть Нет
Активные ядра Встречаются Встречаются Нет
Процент от общего числа галактик 20% 55% 5%

Спиральные бывают с перемычкой и без. В первом типе центр пересекается плотным баром звезд. А у вторых подобного формирования не наблюдается.

В эллиптических галактиках проживают самые древние звезды и нет достаточного количества пыли и газа, чтобы создать молодые. Могут напоминать по форме круг, овал или же спиральный тип, но без рукавов.

Примерно четверть галактик представляют группу неправильных. Они меньше, чем спиральные и отображают порой причудливые формы. Их можно объяснить появлением новых звезд или же гравитационным контактом с соседней галактикой. Среди неправильных числятся Магеллановы Облака.

Строение галактики Млечный Путь

Галактический диск не однороден по своему составу. Как и другие спиральные гравитационные системы, Млечный Путь имеет три различаемых области:

  • ядро, сформированное плотным звездным скоплением, насчитывающим миллиард звезд разного возраста;
  • сам галактический диск, сформированный из скоплений звезд, звездного газа и пыли;
  • корона, сферическое гало – область в которой располагаются шаровые скопления, карликовые галактики, отдельные группы звезд, космическая пыль и газ.

Центр галактики

Вблизи плоскости галактического диска располагаются молодые звезды, собранные в скопления. Плотность звездных скоплений в центре диска выше. Вблизи центра плотность составляет 10000 звезд на один кубический парсек. В районе, где находится Солнечная система, плотность звезд составляет уже 1-2 светила на 16 кубических парсеков. Как правило, возраст этих небесных тел не более нескольких миллиардов лет.

Строение галактики Млечный Путь

Если на схеме строение галактики достаточно понятно и прозрачное, то в реальности рассмотреть центральные области галактического диска практически невозможно. Газопылевые облака и скопления звездного газа скрывают от нашего взора свет из центра Млечного пути, в котором живет настоящий космический монстр – сверхмассивная черная дыра. Масса этого сверхгиганта составляет приблизительно 4,3 миллиона M☉. Рядом со сверхгигантом располагается черная дыра меньших размеров. Дополняют эту мрачную компанию сотни карликовых черных дыр. Черные дыры Млечного пути являются не только пожирателями звездной материи, но и выполняют функцию родильного дома, выбрасывая в пространство огромные сгустки протонов, нейтронов и электронов. Именно из них образуется атомарный водород – главное топливо звездного племени.

Перемычка

Геометрически структура галактики выглядит достаточно просто. Каждый спиральный рукав, а их у Млечного пути целых четыре, берет свое начало из газового кольца. Рукава расходятся под углом 20⁰. На внешних границах галактического диска основным элементом является атомарный водород, который распространяется от центра галактики к периферии. Толщина водородного слоя на окраинах Млечного пути значительно шире, чем в центре, при этом плотность его крайне низкая. Разряжению водородного слоя способствует воздействие карликовых галактик, которые неотлучно следуют с нашей галактикой на протяжении десятков миллиардов лет.

Наша галактика

Ближайшая к нам звезда Солнце относится к миллиарду звезд в галактике Млечный путь. Посмотрев на ночное звездное небо, тяжело не заметить широкую полосу, усыпанную звездами. Скопление этих звезд древние греки назвали Галактикой.

Если бы у нас была возможность посмотреть на эту звездную систему со стороны, мы бы заметили сплюснутый шар, в котором насчитывается свыше 150 млрд. звезд. Наша галактика имеет такие размеры, которые тяжело представить в своем воображении. Луч света путешествует с одной ее стороны на другую сотню тысяч земных лет! Центр нашей Галактики занимает ядро, от которого отходят огромные спиральные ветви, заполненные звездами. Расстояние от Солнца до ядра Галактики составляет 30 тысяч световых лет. Солнечная система расположена на окраине Млечного пути.

Звезды в Галактике несмотря на огромное скопление космических тел встречаются редко. Например, расстояние между ближайшими звездами в десятки миллионов раз превышает их диаметры. Нельзя сказать, что звезды разбросаны во Вселенной хаотично. Их местоположение зависит от сил гравитации, которые удерживают небесное тело в определенной плоскости. Звездные системы со своими гравитационными полями и называют галактиками. Кроме звезд, в состав галактики входит газ и межзвездная пыль.

Состав галактик.

Вселенную составляет также множество других галактик. Наиболее приближенные к нам отдалены на расстояние 150 тыс. световых лет. Их можно увидеть на небе южного полушария в виде маленьких туманных пятнышек. Их впервые описал участник Магеллановой экспедиции вокруг мира Пигафетт. В науку они вошли под названием Большого и Малого Магеллановых Облаков.

Ближе всего к нам расположена галактика под названием Туманность Андромеды. Она имеет очень большие размеры, поэтому видна с Земли в обычный бинокль, а в ясную погоду – даже невооруженным глазом.

Само строение галактики напоминает гигантскую выпуклую в пространстве спираль. На одном из спиральных рукавов за ¾ расстояния от центра находится Солнечная система. Все в галактике кружится вокруг центрального ядра и подчиняется силе его гравитации. В 1962 году астрономом Эдвином Хабблом была проведена классификация галактик в зависимости от их формы. Все галактики ученый разделил на эллиптические, спиральные, неправильные и галактики с перемычкой.

В части Вселенной, доступной для астрономических исследований, расположены миллиарды галактик. В совокупности их астрономы называют Метагалактикой.

Небо в алмазах

Солнце — лишь одно из многих подобных тел, которыми полна наша Галактика. Звезды, одиночные или сгруппированные, общим числом превышают по последним данным 400 млрд. Ближайшая к нам Проксима Центавра входит в систему из трех звезд вместе с чуть более удаленными Альфой Центавра A и Альфой Центавра B. Самая яркая точка ночного неба, Сириус A, находится в Ее светимость по разным данным превышает солнечную в 17-23 раза. Сириус также не одинок, его сопровождает спутник, носящий аналогичное название, но с маркировкой B.

Дети часто начинают знакомиться с тем, как выглядит наша Галактика, с поиска на небе Полярной звезды или Альфы Малой Медведицы. Популярностью своей она обязана положению над Северным полюсом Земли. По светимости Полярная значительно превышает Сириус (почти в две тысячи раз ярче Солнца), но она не может оспаривать права Альфы Большого Пса на звание самой яркой из-за удаленности от Земли (по оценкам от 300 до 465 световых лет).

M33 («Галактика Треугольник»)

Изображение галактики Треугольник .

  • В романе Voyage Спейс Бигль по АЭ Ван Вогт , то космический корабль Space Beagle отправляется на Землю , чтобы исследовать инопланетные формы жизни . Когда он достигает галактики M33 в Треугольнике, он встречает огромную бестелесную форму жизни под названием Анабис, которая покрывает всю галактику. «В Anabis» повороты планета в джунглях планеты , потому что он живет за счет жизненной силы из живых существ , когда они умирают и джунгли планеты имеют самый высокий уровень экологической энергетики . Поскольку «Анабис» таким образом уничтожил цивилизованные планеты, команда звездолета придумывает способ победить это существо.
  • В вымышленной вселенной Star Trek , Галактика Треугольника — это то место, куда USS Enterprise-D превращается после того, как существо, известное как Путешественник, использует свои знания, чтобы влиять на варп-двигатель корабля. Считается, что M33 находится на расстоянии около 2,7 миллионов световых лет от территорий Объединенной Федерации планет , или около трехсот лет пути для самых продвинутых кораблей Федерации. Впервые галактика была обнаружена в эпизоде ​​« Звездный путь: новое поколение » « Где никто не уходил раньше ».
  • Во Вселенной Звездного Флота в Галактике Треугольника когда-то доминировала уже несуществующая империя-предшественница; гражданская война, разорвавшая Старую Империю на части, оставила два основных государства-преемника (лоялистский Империум и мятежное Фригидское Королевство), собиравшие осколки. В то же время в M33 появился другой старший вид, хелгардианцы; В современную эпоху на основе варп-технологий, которыми торгуют Хелгардианцы, возникнет множество более молодых сил (таких как Империя Малларан).
  • Второй сезон финал из Подводной одиссеи признаков SeaQuest транспортируются на планету Гипериона, более одиннадцати миллионов световых лет от Земли в Галактике Треугольника.
  • На Джин Родденберри «s Андромеды Систем Содружества имели территорию в Треугольника Галактики в дополнение к Андромеды и Млечного Пути галактик . Новый родной мир, Таразед, находился в этой Галактике.
  • В бельгийской серии комиксов « Йоко Цуно», написанной Роджером Лелупом , M33 — это дом синекожих вайнианцев , с которыми подружились главные герои. Около трети историй происходят в этой галактике.
  • Во вселенной Рукава Ориона галактика Треугольник является домом для внегалактической цивилизации, которая послала мощное предупреждающее сообщение о массивном искусственном объекте, направляющемся к местной группе несколько миллионов лет назад.
  • В романе Иэна М. Бэнкса «Алгебраист» 2004 года туманность Треугольник была отправной точкой Долгого перехода, 30-миллионного путешествия, предпринятого цивилизацией Обитателей, чтобы вернуться в мир Накерон, где происходит большая часть романа.
  • В серии видеоигр Crysis инопланетные антагонисты по имени «Цеф» происходят из этой галактики.
  • Действие компьютерной игры 2000 года Gunman Chronicles происходит в M33, где человечество основало несколько колоний и способно вызывать сверхновые.
  • В марте 2012 года новостной сатирический сайт The Onion сообщил, что флот военных кораблей с планеты Зарклан 12 в Галактике Треугольника прибыл на Землю, чтобы вмешаться в сирийскую войну на стороне сирийского альянса повстанцев . «Верховный император и династический повелитель Туу’л», — сообщил Луковица, — обеспокоен апатией Земли к массовым убийствам невинных сирийцев.
  • Рекламные плакаты к фильму « Инопланетянин — инопланетянин » содержат фразу «три миллиона световых лет от дома», заставляя многих полагать, что главный герой происходит из M33. Кроме того, пасхальное яйцо расы инопланетян, появившееся в « Звездных войнах: Эпизод I — Призрачная угроза» , заставило многих поклонников « Звездных войн » указать на M33 как на «далекую-далекую галактику».
  • В романе 235 Al DesHotel 2016 года , Галактика Треугольника была местом исследования Империи Алайтион императором Кааджи Морреллом.

Интересные факты

Кроме Обитаемой зоны, в Млечном Пути имеется и Необитаемая. В ней изначально не было процессов, сделавших появление жизни на планетах возможным. Крупных звезд, остатки которых после взрывов стали «кирпичиками» для рождения углерода, кислорода, железа, кальция и других элементов, там взорвалось гораздо меньше. Потому содержание нужных для создания и поддержания жизни веществ здесь минимально.

Потенциально не подходят для жизни из-за смертельного излучения еще одни жители Млечного Пути — звезды О-типа. Это горячие гиганты, излучающие громадные дозы ультрафиолетовых волн, убивающие в радиусе нескольких десятков световых лет от себя не только все живое, но и планеты до того, как их формирование закончится. Излучаемая О-звездами энергия не только «сдирает материю» с небесных тел, но и вырывает их с орбит.

У нашей галактики немало интересных, а иногда и странных соседей:

Глизе-581 — красный карлик, расположенный в 20,4 световых годах от Земли. Credit: NASA.

  1. Глизе-710, звезда — оранжевый карлик, более массивная, чем Солнце (на 60%), находящаяся от Земли на расстоянии всего 60-65 световых лет и постоянно приближающаяся.
  2. Облако Оорта — так называют обволакивающую нас по периметру громадную зону, полную ледяных глыб и валунов, являющуюся источником попадающих в Солнечную систему комет, астероидов и других мелких небесных тел.
  3. Альфа Центавра — ближайшая к Земле звезда. Она находится на расстоянии всего 4 световых года и состоит из 3 вращающихся друг вокруг друга небесных тел.
  4. Коричневые карлики — холодные и темные, излучающие мало света и потому сложные для наблюдения. Ближайшие из них находятся на расстоянии 9-40 световых лет, и некоторые такие прохладные, что до них даже можно дотронуться рукой.
  5. Экзопланеты, заметить которые сложно — ведь они не излучают света. Ближайшая из них находится в 10 световых годах отсюда и вращается вокруг одной из звезд созвездия Эридана. По свойствам эта планета напоминает Юпитер — является газовым гигантом.

Экзопланеты, находящиеся в непосредственной близости от Солнечной системы, называются трансплутоновыми, а после 2006 г., когда Плутон официально перестал считаться планетой, транснептуновыми. Во второй половине активно шли поиски Планеты Икс.

Ученые предсказывали, что этот объект похож габаритами на Юпитер и имеет ретроградную (обратно направленную) орбиту. Из экзопланет за пределами нашей системой в обратном направлении движется Wasp-17b. Она открыта в 2009 г. и находится совсем близко — на расстоянии около 1000 световых лет.

А еще в Млечном Пути встречаются «бездомные» планеты, открытые в начале 2010-х гг. Они начали существование как другие подобные небесные тела, но по какой-то причине сместились с орбиты и больше не вращаются вокруг звезды-родителя, хаотично блуждая по галактике.

https://youtube.com/watch?v=bJO_axU1Ev8

Звездное строение.

Образование звезд — масштабный процесс в галактике, в котором звезды начинают массивно формироваться из межзвездного газа. Спиральные ветви, общая структура галактики, звездное население, светимость и химический состав межзвездной среды являются результатами этого процесса. Размер области, покрытой звездообразованием, как правило, не превышает 100 шт. Однако существуют комплексы со вспышками, образующими звезды, так называемые супер-ассоциации, размеры которых сопоставимы с размерами фальшивой галактики. В нашей галактике и нескольких близлежащих галактиках можно наблюдать за этим процессом напрямую.

В этом случае, признаки того, что происходит формирование звезд.

  • Наличие звезд спектральных классов О-В-А и связанных с ними объектов (HII области, вспышки новых и сверхновых звезд);
  • Инфракрасное излучение как от нагретой пыли, так и от самих молодых звезд;
  • Радиоизлучение от газопылевых дисков вокруг зарождающихся и новорожденных звезд;
  • Доплеровское расщепление молекулярных линий во вращающемся диске вокруг звезд;
  • Допплеровское расщепление молекулярных линий тонких быстрых струй (струй), которые вытягиваются из этих дисков (от их полюсов) со скоростью около 100 км/сек;
  • Ассоциации, скопления и звездные комплексы с массивными звездами (массивные звезды почти всегда рождаются в больших группах).

С увеличением расстояния видимый угловой размер объекта уменьшается, и в определенной точке невозможно увидеть отдельные объекты внутри галактики.

Тогда критерии формирования звезд в далеких галактиках:

  • высокая светимость в линиях излучения, особенно в Hα;
  • увеличение мощности в ультрафиолетовой и синей частях спектра, за которую непосредственно отвечает излучение массивных звезд;
  • Увеличенное излучение на длинах волн близких к 8 мкм (ИК-диапазон);
  • увеличение мощности теплового и синхротронного излучения в радиусе действия;
  • увеличение мощности рентгеновского излучения в сочетании с горячим газом.

В целом процесс звездообразования можно разделить на несколько этапов: образование крупных газовых комплексов (с массой 107 Мʘ), появление в них гравитационно связанных молекулярных облаков, гравитационное сжатие наиболее плотных их частей перед звездами, нагрев газа излучением молодых звезд и вспышки новых и сверхновых, выход газа.

Наиболее распространены области звездообразования:

  • в ядрах больших галактик,
  • на концах спиральных втулок,
  • на периферии не тех галактик,
  • в самой яркой части карликовой галактики.

Образование
звезд представляет собой саморегулирующийся процесс: после образования
массивных звезд и их короткого срока службы происходит серия сильных вспышек
света, которые сжимают и нагревают газ. С одной стороны, сжатие ускоряет сжатие
относительно плотных облаков внутри комплекса, но с другой стороны, нагретый
газ также начинает покидать область звездообразования, и чем больше он
нагревается, тем быстрее он покидает эту область.

Свет и тьма

Совместное влияние черных дыр на движение звезд вносит свои коррективы в то, как выглядит наша Галактика: оно приводит к специфическим изменениям орбит, нехарактерным для космических тел, например, вблизи Солнечной системы. Изучение этих траекторий и соотношения скоростей движения с удаленностью от центра Галактики легло в основу активно развивающейся сейчас теории о темной материи. Природа ее пока покрыта тайной. Присутствие темной материи, предположительно составляющей подавляющую часть всего вещества во Вселенной, регистрируется лишь по воздействию гравитации как раз на орбиты.

Если рассеять всю космическую пыль, что скрывает от нас ядро, взору откроется поразительна картина. Несмотря на концентрацию темной материи, эта часть Вселенной полна света, излучаемого огромным количеством звезд. На одну единицу пространства их здесь в сотни раз больше, чем вблизи Солнца. Примерно десять миллиардов из них образуют галактический бар, также называемый перемычкой, не совсем обычной формы.

Заключение

До конца XVIII века. века Карл Мессье составил каталог 109 ярких туманностей.

Современная картина нашей Галактики появилась в 1930 году, когда Роберт Джулиус Трамплер измерил эффект поглощения света, изучив распределение рассеянных звездных скоплений, сконцентрированных в плоскости Галактики.

Галактика — это система звезд, межзвездного газа, пыли и темной материи, все они связаны с гравитацией.

Галактики делятся на: эллиптические, спиральные, нерегулярные и линзовидные.

В спиральных галактиках газ сконцентрирован в плоскости звездного диска, а в пределах диска его плотность наибольшая в спиральных ветвях и центральных областях галактики.

Газ в галактиках S и Irr находится в трех основных состояниях или фазах.

Во-первых, это облака холодного (менее 100 K) молекулярного газа.

Во-вторых, это атомный или нейтральный газ, который образует облака и разреженную межоблачную среду.

В-третьих, обычно имеются многочисленные яркие области видимого света, образованные газом, ионизированным ультрафиолетовым излучением от звезд и нагретые до температуры около 10 000 К.

Формой выделения энергии в ядрах является быстрое движение газа со скоростью тысяч км/с, сильное нетепловое излучение незвездной природы в различных частях спектра — от рентгеновских лучей до радио, образование направленных струй плазмы (струй), излучение высокоэнергетических элементарных частиц, которые отвечают за сильное радиоизлучение галактики.

Образование звезд — масштабный процесс в галактике, в котором звезды начинают массивно формироваться из межзвездного газа.

Ослепительно мигающий мириады огней, компактное ядро галактики — квазар.

Галактики перерождаются в несколько этапов:

  1. В недрах ядра галактики начинает накапливаться все более фундаментальный новый тип вещества, обладающего энергией естественного радиоактивного распада.
  2. Внутренняя энергия ядра становится настолько большой, что она преодолевает давление внешних слоев и выходит наружу.
  3. Под влиянием этого поля ядро плазмы, содержащее большое количество ионов всех видов химических элементов и свободных электронов, излучаемых радиоактивной энергией, претерпевает высокоскоростное движение в двух противоположных направлениях.
  4. Это извержение серии огромных масс материи, которое носит взрывной характер и сопровождается излучением большого количества фотонов.
  5. Под действием гравитационной энергии эфира, высвобождающейся из ядра, газовые и пылевые облака начинают сгущаться и, достигая звездной стадии, становятся оптически видимыми объектами.
  6. Если синхротронное излучение исчезнет полностью и количество молодых звезд в ветвях, выходящих из ядра, станет достаточно большим, то перерождение эллиптической галактики в спиральную можно считать почти полным.