Спиральные галактики - галактики ,в к-рых заметны спиральные ветви; наиб. многочисл. тип наблюдаемых галактик. К С. г. относится, в частности, Галактика ,ближайшими к нам С. г. являются М 31 (туманность Андромеды) и М 33 (туманность Треугольника).
Структура и состав спиральных галактик. В состав С. г. входят
звёзды с разл. возрастом и хим. составом, межзвёздный газ и межзвёздная
пыль. Общая структура С. г. показана на рис. Плоская составляющая (1)
включает молодые звёзды и газопылевую среду и образует слой толщиной неск.
сотен парсек, расширяющийся на периферии. Спиральные ветви (2)также
принадлежат плоской составляющей. Диск (3)содержит осн. массу звёзд
С. г. Изменение сглаженной плотности
диска с радиусом r и координатой z, перпендикулярной его плоскости,
на большом интервале rмин < r < rмакс
обычно следует закону:
Здесь - плотность в центре диска,
r0
2-5 кпк - радиальная шкала (характерный размер) диска, z0
0,3-1
кпк - нолутолщина диска; z0 зависит от дисперсии скоростей звёзд
вдоль оси z. Закон
описывает распределение плотности в изотермич. самогравитирующем диске.
Величина z0 слабо меняется вдоль r. В нек-рых С. г. на
наблюдается «обрыв» - резкое падение яркости (плотности) диска. Балдж (4) - внутренняя наиб. яркая часть сферической (сфероидальной) составляющей
С. г., содержащей старые звёзды с вытянутыми орбитами. Гало (5) - внеш.
часть сферич. составляющей; различают звёздное гало, имеющее очень низкую
яркость, с массой, значительно меньшей массы диска, и «тёмное» гало, масса
к-рого в пределах оптич. границ может превышать суммарную массу др. компонент
(см. Вращение галактик, Скрытая масса). Ядерная область (6) - выделяющаяся
по яркости или структурным особенностям центр. часть С. г. (см. также Ядра
галактик). Спектр обычно содержит эмиссионные линии. В ядерной области
часто концентрируются молекулярный газ и связанные с ним области звездообразования. Ок. 1% С. г. обладают активными ядрами (сейфе ртовские галактики). Эти ядра имеют широкие эмиссионные линии, свидетельствующие о быстрых
движениях газа, со скоростями в тысячи км/с, высокую светимость (обычно
неск. % от интегральной светимости С. г.), нетепловой непрерывный спектр
и переменность на разл. масштабах времени.
Содержание газа и звездообразование. Осн. масса межзвёздного
газа в С. г. присутствует в двух формах: нейтрального газа (HI) и молекулярного
газа (Н2). В большинстве С. г. почти весь газ сосредоточен в
пределах оптич. диаметра диска, однако имеется ряд примеров существования
протяжённой газовой оболочки вокруг галактик (М81, М83). Масса газа по
отношению к интегральной массе С. г. в ср. падает от галактик типа Sc к
Sa. Под действием УФ-излучения горячих звёзд газ ионизуется, образуя протяжённые
зоны
НИ, хорошо заметные на фотографиях С. г. Поскольку горячие звёзды высокой
светимости являются короткоживущими, светимость С. г. в эмиссионных линиях
служит критерием интенсивности звездообразования. Др. наиб. часто используемыми
индикаторами интенсивности звездообразования являются: показатели цвета
(см. Астрофотометрия)С. г., исправленные за межзвёздное покраснение
(см. Межзвёздное поглощение ),светимость С. г. в УФ-области спектра
или в далёкой ИК-области (
= 10-103 мкм), где излучает пыль, нагреваемая молодыми звёздами.
Количеств. оценки интенсивности звездообразования требуют модельных расчётов.
Типичные значения массы рождающихся звёзд
0,01
- 10
/год
(
кГ). В расчёте
на единицу массы интенсивность звездообразования уменьшается от галактик
Sc к Sa - в соответствии с относит. содержанием газа в этих С. г. Области
звездообразования образуют комплексы с характерным размером
0,5 кпк. В осн. они сосредоточены в спиральных ветвях С. г.
Спиральные ветви. Наблюдаемые свойства. Спиральные ветви (СВ)
представляют области концентрации молодых звёзд и звёздных комплексов,
межзвёздного газа, пыли и связанных с газом магн. полей (магн. индукция10-5-10-6
Гс). На фоне звёздного диска СВ выделяются повышенной яркостью и более
голубым цветом. Пыль часто образует длинные неровные прожилки, идущие вдоль
внутр. кромки СВ, что интерпретируется как результат существования ударных
фронтов в межзвёздной среде. За редким исключением СВ являются закручивающимися,
т. е. их концы направлены в сторону, обратную вращению. СВ редко обладают
правильной формой, часто они имеют иррегулярные очертания, изломы, ответвления,
разрывы. В нек-рых случаях СВ сливаются, образуя замкнутые кольца; такие
С. г. наз. кольцевыми.
Различают СВ флокуллентные и регулярные. Первые представляют собой совокупность отдельных много-числ. коротких дуг, не продолжающих одна другую. Вторые прослеживаются на большом протяжении, нередко более одного оборота. В этом случае чаще всего наблюдаются две ветви. Обычно ветви С. г. содержат в той или иной пропорции признаки обоих структурных типов.
Механизм образования и поддержания спиральных ветвей. В дифференциально вращающемся диске галактики спиральная структура может быть долгоживущей в двух случаях: когда СВ непрерывно возникают и разрушаются и когда весь спиральный узор вращается с одинаковой угл. скоростью, в отличие от диска С. г., т. е. не связан с ним жёстко. Первый вариант пригоден для объяснения флокуллентных СВ, к-рые образуются, если в галактиках непрерывно возникают локальные очаги звездообразования. Дифференц. вращение растягивает их в дуги, пока они не потеряют яркость и не исчезнут с прекращением образования массивных звёзд. Концентрацию старых звёзд диска флоккулентные СВ не меняют.
Регулярные СВ рассматриваются как волновые образования в диске [идея
принадлежит Б. Линдбладу (В. Lindblad)]. В процессе движения вокруг центра
С. г. звёзды и газ периодически проходят через гребни волн. При этом регулярно
меняется как плотность, так и скорости их движения. Анализ поля скоростей
газа С. г. (а для нашей Галактики - и звёзд) подтверждает волновой характер
СВ. наиб. высокую амплитуду изменения плотности имеет газ, поскольку дисперсия
скоростей газовых облаков (10
км/с) в неск. раз ниже, чем звёзд диска, а столкновения газовых масс сопровождаются
потерей энергии. Повышение плотности газа в СВ является осн. причиной увеличения
интенсивности звездообразования в них.
Разрабатывается неск. подходов к объяснению механизмов возбуждения и
поддержания спиральных волн плотности (СВП) в С. г. Возможность существования
СВП как малых возмущений в гравитирующем бесстолкновит. (звёздном) диске
впервые была показана в работе К. Лина (С. Lin) и Ф. Шу (F. Shu). В наиб.
простом случае в гидродинамич. приближении для линейных колебаний, описывающих
туго закрученные СВ, дисперсионное соотношение имеет вид:
Здесь
- волновое число, т - мода колебаний (число спиралей),
-угл. скорости вращения диска и СВП соответственно,
- невозмущённая поверхностная плотность диска, cs - скорость
звука или дисперсия скоростей,
-
эпициклич. частота. Роль сил упругости в бесстолкновит. среде играют силы
Кориолиса. Знак k определяет направление вращения спиралей (закручивающиеся
или раскручивающиеся СВ). Дисперсионное соотношение даёт два решения для
k, соответствующих «коротким» и «длинным» волнам, к-рые отличаются помимо
направлением распространения. Величина
для бесстолкновит. газа может иметь значения в интервале
. Области диска, где реализуются верхние и нижние пределы, наз. соответственно
внешним и внутренним линдбладовскими резонансами, а область
- коротацией. Короткие волны распространяются от коротации к резонансам,
длинные - в обратном направлении. На резонансах происходит обмен энергией
между волной и звёздным диском. Если внутр. резонанс отсутствует, волна
отражается от центра, при этом может произойти её усиление. Волновой пакет
распространяется радиально со скоростью
cs,
проходя через диск за ~109 лет. Это обстоятельство, как и затухание
СВП при появлении ударной волны в газе, заставляет искать механизмы усиления
или возбуждения колебаний. В качестве генератора СВП предлагались вращающийся
бар (перемычка), если он имеется в С. г., а также наличие внешнего возмущающего
тела (близкого спутника).
В альтернативном подходе, предложенном А. М. Фридманом, СВП имеют не
гравитационную, а гидродинамич. природу и генерируются в результате гидродинамич.
неустойчивости в газовом диске, к-рый погружён в звёздный диск С. г. Колебания
возбуждаются в узкой области диска, где велик градиент скорости вращения
v(r)(вблизи локального максимума кривой вращения). Возникающие при этом
СВ имеют закручивающуюся форму, а их число определяется отношением
, где
- перепад скорости. Наблюдения показывают, что локальный максимум на кривой
вращения наблюдается в центр. части мн. галактик (напр., Галактика, М 31),
хотя и не всех. По-видимому, единого механизма генерации СВП не существует.
А. В. Засов
1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")
2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.
3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.
4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
![]() |