трусики женские украина

На головну

Розміри і структура нашої Галактики - Авіація і космонавтика

СОШ №712

Розміри і структура нашої Галактики.

Викладач: Ковальченко Раїса Григоріївна

(вчитель Фізики.)

Реферат підготувала:

Ученица 11 класу «А»

Мамілова Заліна Нурудіновна.

Москва, 2008год

Зміст:

Введення..................................................................3

Зірки Галактики........................................................ 4

Розміри Галактик.........................................................6

Гало.........................................................................7

Ядро..........................................................................8

Диск.........................................................................8

Спіральні гілки........................................................ 9

Список літератури......................................................11

Введення:

Галактика складається з двох основних підсистем диска і гало, вкладених одна в іншу і гравітаційно-пов'язану один з одним. Перша - сферичне гало, її зірки концентруються до центра галактики, а густина речовини, висока в центрі галактики, досить швидко падає з видаленням від нього. Центральна, найбільш щільна частина гало в межах декількох тисяч світлових років від центра Галактики називається балдж. Друга підсистема - це масивний зірковий диск. Його маса рівна 150 млрд. маси Сонця. Він являє собою як би дві складені краями тарілки. У диску концентрація зірок значно більше, ніж в гало.

Центральна, найбільш компактна область Галактики називається ядром. Якби ми жили на планеті біля зірки, що знаходиться поблизу ядра Галактики, то на небі були б видно десятки зірок, по яскравості порівнянних з Місяцем. Однак Сонце розташоване досить далеко від ядра Галактики - на відстані 8 КПК (біля 26 000 світлових років). Тому, якщо в околицях Сонця, в диску, одна зірка доводиться на 8 кубічних парсеків, то в центрі Галактики в одному кубічному парсеку знаходиться 10 000 зірок. Центр Галактики знаходиться в напрямі сузір'я Стрільця. У 2004 році остаточно доведено, що в центрі Галактики знаходиться чорна діра з масою біля трьох мільйонів маси Сонця.

У кільцевій області галактичного диска від 3 до 7 КПК зосереджена майже вся молекулярна речовина міжзоряної середи (хмари пилу і газу); там знаходиться найбільша кількість пульсаров і джерел інфрачервоного випромінювання. Видиме випромінювання центральних областей Галактики повністю приховане від нас могутніми шарами поглинаючої матерії, оскільки Сонце знаходиться в площині галактичного диска. Розміри Галактики: діаметр диска - 30 КПК (100 000 світлових років), товщина диска - 1000 світлових років.

Вивчення власних рухів зірок в Галактиці показує, що галактичний диск обертається. Обертання Галактики відбувається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на Галактику з боку її північного полюса, що знаходиться в сузір'ї Волосся Вероніки. Дослідження показали, що Галактика має добре виражену спіральну структуру. Спіралі являють собою хвилі густини, що розповсюджуються у бік обертання диска Галактики, з постійною кутовою швидкістю.

Зірки Галактики.

Обертання зірок Галактики не підкоряється і закону Ньютона. Цей нез'ясовний факт привів до нових дивних відкриттів, пов'язаних з поняттям темної матерії.

Наше Сонце розташоване між спіральними рукавами Стрільця і Персея, рухається з швидкістю біля 220 км/з, і робить повний оборот навколо центра Галактики за 200 мільйонів років. За час свого існування Сонце облетіло Галактику приблизно 30 разів. Швидкість обертання Сонця навколо центра Галактики практично співпадає з тією швидкістю, з якою в даному районі рухаються спіральні рукава. Така ситуація неординарна для Галактики. Єдине місце, де швидкості зірок і спіральних рукавів співпадають, - це коротационная коло і, саме поблизу неї розташоване Сонце. Можливо, ця обставина дала можливість виникнути і зберегтися життю на Землі. Адже в спіральних рукавах відбуваються бурхливі процеси, могутнє випромінювання від яких погубило б все живе на Землі. Так що наше периферійне положення по відношенню в галактичній «столиці» можна вважати навіть привілейованим.

Зірки галактичного диска були названі населенням I типу, зірки гало - населенням II типу. До диска відносяться, як правило, зірки ранніх спектральних класів Про і В, тобто молоді зірки. Гало, навпаки, складають об'єкти, виниклі на ранніх стадіях еволюції Галактики. Вік населення другого типу порядку 10 - 12 мільярдів років. Населення першого типу відрізняється від населення другого типу великим змістом важких елементів.

Згідно з сучасними уявленнями, Галактика утворилася з газової хмари, що повільно оберталася, по своїх розмірах що перевершував її в десятки разів. Спочатку воно складалося з суміші 75% водні і 25% гелію і майже не містило важких елементів. Протягом приблизно мільярда років ця хмара вільно стискувалася під дією сил гравітації. Цей колапс неминуче привів до фрагментації і початку процесу звездообразования. Спочатку газу було багато, і він знаходився на великих відстанях від площини обертання. Виникли зірки першого покоління, в тому числі і вельми масивні, а також кульові скупчення. Їх сучасний просторовий розподіл відповідає первинному розподілу газу, близькому до сферичного.

Найбільш масивні зірки першого покоління швидко проэволюционировали і збагатили міжзоряну середу важкими елементами, головним чином за рахунок спалахів сверхновых. Та частина газу, яка не перетворилася в зірки, продовжувала свій процес стиснення до центра Галактики. Через збереження моменту кількості руху, її обертання ставало швидше, утворився диск, і, в ньому знов почався процес звездообразования. Це друге покоління зірок виявилося багатим важкими елементами. Газ, що Залишився стисся в більш тонкий шар, так виникла плоска складова - основна арена сучасного звездообразования. Зрозуміло, виділення двох або трьох поколінь зірок вельми умовно: швидше усього, звездообразование було єдиним безперервним процесом, хоч в ньому і можливі були окремі етапи уповільнення.

Аналіз обертання тіл в Галактиці показав, що маса її повинна бути в десять разів більше тієї, яку ми визначаємо по видимих об'єктах. Значить, крім гало, балджа і диска, разом з тим, що знаходиться в них зірками, що спостерігаються і газом, є величезні кількості невидимої речовини, яка виявляє себе тільки в гравітаційній взаємодії, але не фіксується ніякими приладами. Його назвали темною матерією. Диск і гало Галактики занурені в корону темної матерії, розміри і масу якої в 10 раз більше, ніж розміри диска і маса видимої речовини Галактики.

Природа кинула справжній виклик людському знанню: на початку XXI століття ми навіть не представляємо, з чого складається речовина, в основному що заповнює Всесвіт! По одній з гіпотез частина темної матерії може полягати в коричневих карликах, в щільних і холодних молекулярних хмарках, які мають малий розмір і недоступні для звичайних спостережень, а також у величезній кількості нейтрино, яке має ненульову масу спокою і заповнює периферію Галактики. Темна матерія може знаходитися і у вмерлих зірках. Однак більшість космологов передбачає, що темна речовина складається не з баріонів, а з екзотичних частинок, що залишилися після Великого вибуху.

Темна маса існує не тільки в нашій Галактиці. Так, в середині восьмидесятих років було встановлено, що Місцева група галактик рухається з швидкістю більше за 600 км/з у бік великого сверхскопления галактик. Ця швидкість дуже велика, щоб її можна було пояснити гравітаційною дією галактик, що спостерігаються. Вона свідчить про присутність темної маси і між галактиками. Новітні спостереження слабих галактик за допомогою чутливих ПЗС-матриць дозволили не просто підтвердити наявність прихованої маси в скупченнях галактик, але і "картографувати" її розподіл в скупченнях. У цьому випадку гравітація скупчення "працює" як збираюча лінза для зображень слабих блакитних галактик що знаходяться далеко за самим скупченням. При цьому зображення далеких галактик спотворюються, "витягуючись" в дуги різної довжини з центром, співпадаючим з центром скупчення.

Природа сама вигадала для астрофизиков гігантський всеволновой космічний телескоп, заснований на ефекті гравітаційного линзирования. Це явище, засноване на загальній теорії відносності, було теоретично передбачене в тридцяті роки ХХ віку Альбертом Ейнштейном. Якщо на шляху світла від далекого джерела до нас є який-небудь масивний об'єкт, наприклад галактика, то промені світла в її полі тяжіння будуть викривлятися, і галактика виступить в ролі лінзи, що збирає світло. Результат, зокрема, може полягати в появі кратного (двійчастого, потрійного і т.д.) зображення одного і того ж об'єкта, або посилення його яскравості, якщо Земля виявилася на потрібній відстані від гравітаційної лінзи. Перша гравітаційна лінза була відкрита в 1979 р. Це був квазар. Зараз відомо більше за 25 гравітаційних лінз. Серед гравітаційних лінз зустрічаються утворення різної форми, а самими ефектними виглядають хрести і кільця Ейнштейна. Природа ж прихованої маси у Всесвіті залишається неясною до цього часу.

Розміри Галактики.

Засновуючись на результатах своїх підрахунків, Гершель зробив понпытку визначити розміри Галактики. Він уклав, що наша зіркова сиснтема має кінцеві розміри і обнразует свого роду товстий диск: в площини Молочного Шляху вона пронстирается на відстань не більше за 850 одиниць, а в перпендикулярному нанправлении - на 200 одиниць, якщо прийняти за одиницю відстань до Синріуса. По сучасній шкалі расстоняний це відповідає 7300 х 1700 світлових років.

Ця оцінка загалом, вірно, відображає структуру Молочного Шляху, хоч вона вельми неточна. Справа в тому, що крім зірок до складу диска Галактики входять також численні газонпылевые хмари, які ослабляють світло видалених зірок. Перші исслендователи Галактики не знали про цю поглинаючу речовину і вважали, що вони бачать всі її зірки.

Істинні розміри Галактики бынли встановлені тільки в XX в. Оказанлось, що вона є значно більш плоскою освітою, ніж передбачали раніше. Діаметр галакнтического диска перевищує 100 тис. світлових років, а товщина - біля 1000 світлових років. На зовнішній вигляд Галактика нагадує чечевичное зерно з потовщенням посередині.

Через те, що Сонячна система знаходиться практично в площини Галактики, заповненою поглощаюнщей матерією, дуже багато які деталі будови Молочного Шляху приховані від погляду земного спостерігача. Однак їх можна вивчати на прикладі інших галактик, схожих з нашою. Так, в 40-е рр. XX сторіччя, спостерігаючи галакнтику М 31, більше відому як тунманность Андромеди, німецький аснтроном Вальтер Бааде (в ті роки він працював в США) помітив, що плоский лінза образний диск цієї величезної галактики занурений в більше за разреженнное зіркова хмара сферичної форми - гало. Оскільки туманність Андромеди дуже схожа на нашу Ганлактіку, Бааде передбачив, що пондобная структура є і у Млечнонго Шляху. Зірки галактичного диска були названі населенням I типу, а зірки гало (або сферичної состанвляющей) - населенням II типу.

Як показують сучасні иснследования, два вигляду зіркового насенления відрізняються не тільки пронстранственным положенням, але і характером руху, а також химинческим складом. Ці особливості пов'язані насамперед з различнным походженням диска і сферинческой складової.

ГАЛО.

Межі нашої Галактики визначаються розмірами гало. Рандиус гало значно більше разменров диска і за деякими даними досягає трохи стільники тисяч свентовых років. Центр симетрії гало Молочного Шляху співпадає з центром галактичного диска.

Складається гало в основному з дуже старих, неяскравих мало масивних зірок. Вони зустрічаються як поодинці, так і у вигляді кульових скупчень, які можуть включати в себе більше за мільйон зірок. Вік населення сферичної становлячої Галактінки перевищує 12 млрд. років. Його обычнно приймають за вік самої Ганлактіки.

Характерною особливістю зірок гало є надзвичайно мала донля в них важких хімічних эленментов. Зірки, створюючі кульові скупчення, містять металів в сотнни раз менше, ніж Сонце.

Зірки сферичної составляюнщей концентруються до центра Ганлактіки. Центральна, найбільш плотнная частина гало в межах декількох тисяч світлових років від центра Галакнтіки називається балдж (в перекладі з англійського "потовщення").

Зірки і зіркові скупчення гало рухаються навколо центра Галактики по дуже довгастих орбітах. Через те, що обертання окремих зірок відбувається майже безладно (т. е. швидкості сусідніх зірок можуть мати самі різні напрями), гало загалом обертається дуже повільно.

ДИСК.

У порівнянні з гало диск обертається помітно швидше. Швидкість його обертання не однакова на разнличных відстанях від центра. Вона швидко зростає від нуля в центрі до 200-240 км/з на відстані 2 тис. світлових років від нього, потім ненсколько меншає, знов возрастанет приблизно до того ж значення і далі залишається майже постійною. Вивчення особливостей обертання диска дозволило оцінити його масу. Виявилося, що вона в 150 млрд. раз більше маси Сонця.

Населення диска дуже сильне отнличается від населення гало. Поблизу площини диска концентруються молоді зірки і зіркові скопленния, вік яких не перевищує трохи мільярдів років. Вони обнразуют так звану плоску сонставляющую. Серед них дуже багато яскравих і гарячих зірок.

Газ в диску Галактики також сосрендоточен в основному поблизу його плонскости. Він розподілений неравномернно, утворюючи численні газові хмари - від гігантських неоднороднных по структурі зверх хмар пронтяженностью декілька тисяч светонвых років до маленьких облачков розмірами не більше парсека.

Основним хімічним элеменнтом в нашій Галактиці є водонрод. Приблизно на 1/4 вона сонстоит з гелію. У порівнянні з цими двома елементами інші принсутствуют в дуже невеликих количенствах. У середньому хімічний склад зірок і газу в диску майже такий же, як у Сонця.

ЯДРО.

Однієї з самих цікавих областей Галактики вважається її центр, або ядро, розташоване в напрямі сузір'я Стрільця. Видиме випромінювання центральних областей Галактики повністю приховане від нас могутніми шарами поглинаючої матерії. Тому його почали вивчати тільки після створення приймачів інфрачервоного і радіовипромінювання, яке поглинається в меншій мірі.

Для центральних областей Галактики характерна сильна концентрація зірок: в кожному кубічному парсеку поблизу центра їх містяться багато які тисячі. Відстані між зірками в десятки і сотні разів менше, ніж в околицях Сонця. Якби ми жили на планеті біля зірки, що знаходиться поблизу ядра Галактики, то на небі були б видно десятки зірок, по яскравості порівнянних з Місяцем, і багато які тисячі більш яскравих, ніж самі яскраві зірки нашого неба.

Крім великої кількості зірок в центральної області Галактики спостерігається околоядерный газовий диск, що перебуває переважно з молекулярного водня. Його радіус перевищує 1000 світлових років. Ближче до центра відмічаються області ионизованного водня і численні джерела інфрачервоного випромінювання, що свідчать об звездообразовании, що відбувається там. У самому центрі Галактики передбачається існування масивного компактного об'єкта - чорної діри масою біля мільйона маси Сонця. У центрі знаходиться також яскравий радиоисточник Стрілець А, походження якого зв'язують з активністю ядра.

СПІРАЛЬНІ ГІЛКИ.

Однією з найбільш помітних освіт в дисках галактик, подібних нашої, є спіральні гілки (або рукава). Вони і дали назву цьому типу об'єктів - спіральні галактики. Спіральна структура в нашій Галактиці дуже добре розвинена. Вдовж рукавів в основному зосереджені самі молоді зірки, багато які розсіяні зіркові скупчення і асоціації, а також ланцюжки щільних хмар між зіркового газу, в яких продовжують утворюватися зірки. У спіральних гілках знаходиться велика кількість змінних і спалахуючих зірок, в них частіше за все спостерігаються вибухи деяких типів сверхновых. На відміну від гало, де які-небудь вияви зіркової активності надзвичайно рідкі, в гілках продовжується бурхливе життя, пов'язане з безперервним переходом речовини з міжзоряного простору в зірки і зворотно. Галактичне магнітне поле, пронизливе весь газовий диск, також зосереджене головним чином в спіралях.

Спіральні рукава Молочного Шляху значною мірою приховані від нас поглинаючою матерією. Докладне їх дослідження почалося після появи радіотелескопів. Вони дозволили вивчати структуру Галактики по спостереженнях радіовипромінювання атомів міжзоряного водня, що концентрується вдовж Довгих спіралей. По сучасних уявленнях, спіральні Рукава пов'язані з хвилями стиснення, що розповсюджуються по диску галактики. Проходячи через області стиснення, речовина диска ущільняється, а утворення зірок з газу стає більш інтенсивним. Причини виникнення в дисках спіральних галактик такої своєрідної хвильової структури не цілком ясні. Над цією проблемою працюють багато які астрофізики.

Список літератури:

1) Хойл Ф. "Галактики, ядра і квазары".

2) Кононович Е.В, Мороз В.І. "Загальний курс астрономії". Москва, 2004.

3) А. Р. Орбінський. «Успіхи астрономії». 2000.

4) А. А. Іванов. «Введення в астрономію», 2001

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка