1. Изучите материал лекции.
2. Напишите краткий конспект материала.
О том, что именно так выглядит Галактика, очень трудно догадаться, так как наше Солнце и наша планета находятся внутри Галактики. Знаменитый немецкий философ И. Кант считал, что звезды Млечного Пути образуют систему, по форме на поминающую диск. До этого, еще в 1610 г., благодаря первым телескопическим наблюдениям Галилея стало известно, что Млечный Путь состоит из множества звезд. Важнейший вклад в открытие нашей Галактики принадлежит английскому астроному У. Гершелю. Ему удалось, основываясь на непосредственных наблюдениях, схематично изобразить нашу Галактику и определить ее размеры. С этого началось открытие Галактики. Большинство звезд Галактики проецируется на небесную сферу не хаотично, а в пределах той полосы, которую называют Млечным Путем (нередко нашу Галактику называют Млечным Путем). Подавляющая часть звезд, звездных скоплений и диффузная материя нашей Галактики находятся в линзообразном объеме (диск с утолщением). Диаметр диска около 3•104 пк (почти 100 000 св. лет). Солнце находится не в центре Галактики, а на расстоянии около 104 пк от него. Центр Галактики скрывают от нас облака межзвездной пыли, препятствуя наблюдениям в оптическом диапазоне. Поэтому центр Галактики, в котором находится ее ядро, исследуют в инфракрасном, радио и рентгеновском диапазонах. Если бы мы могли взглянуть на галактический диск «сверху», то обнаружили бы огромные спиральные рукава (или ветви), состоящие в основном из горячих звезд и массивных газовых облаков. Кроме звезд, которых в Галактике насчитывается сотни миллиардов и одной из которых является наше Солнце, в Галактику входят рассеянные и шаровые звездные скопления, диффузные и планетарные туманности. Диск со спиральными ветвями образует основу плоской подсистемы Галактики, объекты, концентрирующиеся к ядру Галактики и лишь частично проникающие в диск, относятся к сферической подсистеме. Так, в корону Галактики входят отдельные звезды и шаровые звездные скопления. Галактика вращается вокруг своей оси, перпендикулярной плоскости ее диска. Все звезды, включая Солнце, участвуют во вращении Галактики, причем чем дальше от центра Галактики, тем их вращение медленнее. Орбитальная скорость Солнца в Галактике равна примерно 220 км/с. Сравните: Земля движется вокруг Солнца со скоростью 30 км/с, а продолжительность «галактического года» — около 220 млн.лет. Ядро — самая загадочная область Галактики. Как выяснилось в последние годы, в нем могут находиться не только массивные звезды, но и сверхмассивная черная дыра. Почти доказано, что в ядре нашей Галактики есть сверхмассивная черная дыра, масса которой составляет порядка 3•106 масс Солнца.
Подробнее о них можно прочитать в научно_популярной литературе ( А. М. Черепащук, А. Д. Чернин. «Вселенная, жизнь, черные дыры», Е. П. Левитан. «Физика Вселенной» и др.) и журналах («Наука и жизнь», «Земля и Вселенная»).
У нашей Галактики есть спутники, самые крупные из которых Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако. В отличие от Галактики, представляющей собой гигантскую спиральную систему, Магеллановы Облака — это сравнительно небольшие галактики неправильной формы, находящиеся от Земли на расстоянии около 170 000 св. лет. В масштабах, которыми оперирует внегалактическая астрономия, эти расстояния малы, и именно поэтому астрономы имеют возможность детально исследовать Магеллановы Облака, украшающие небо Южного полушария Земли. Большое Магелланово Облако расположено в созвездии Золотой Рыбы, Малое Магелланово Облако — в созвездии Тукана. Оба Облака видны невооруженным глазом.
Подобно тому как Солнце является одной из звезд Галактики, наша Галактика — одна из множества галактик Вселенной. Мир галактик очень разнообразен. Галактики отличаются внешним видом, массой, размерами и свойствами (нормальные галактики, активные и т. д.).
Люди издавна могли наблюдать туманное пятнышко (примерно пятой звездной величины) в созвездии Андромеды, но о его природе практически ничего не было известно до начала XX в. В начале XX в. американский астроном Э. Хаббл, в распоряжении которого находились самые крупные в то время телескопы - рефлекторы, выяснил, что это туманное пятнышко состоит из звезд и что туманность Андромеды совсем не туманность, а другая галактика. По наблюдениям цефеид в туманности Андромеды Хаббл впервые оценил расстояние до этой галактики, которое впоследствии было уточнено. По современным данным, оно составляет около 2,4 млн св. лет. Диаметр диска этой галактики около 200 000 св. лет, т. е. туманность Андромеды примерно в два раза больше, чем галактика Млечный Путь. Астрономы внимательно изучают туманность Андромеды, потому что это не только самая близкая к нам самостоятельная галактика, но и галактика, очень похожая на нашу. Она (как и галактика Млечный Путь) имеет диск, спиральную структуру, ядро, те же виды звездных скоплений и туманностей, межзвездные пыль и газ, а также спутники, представляющие собой карликовые галактики. Весьма вероятно, что в ядре этой галактики есть сверхмассивная черная дыра, масса которой равна 5•106 масс Солнца. Фотографий нашей Галактики нет, но есть множество фотографий туманности Андромеды, рассматривая которые можно представить себе, как выглядит наша Галактика. Типичные представители спиральных галактик (наиболее многочисленного типа) — Млечный Путь и туманность Андромеды. Эллиптические галактики имеют форму эллипсоидов без резких границ. К числу неправильных галактик обычно относят Магеллановы Облака, хотя в одном из них все - таки обнаружены следы спиральной структуры. Активные галактики проявляют себя благодаря мощному радиоизлучению. Кроме того, у них наблюдаются рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. В активных галактиках происходит движение газа со скоростями в десятки тысяч километров в секунду и наблюдаются мощные выбросы вещества. Примеры наиболее изученных активных галактик — радиогалактики в созвездиях Лебедя, Центавра и Девы. Предполагают, что в ядре радиогалактики в созвездии Девы (расстояние 60 млн св. лет) находится одна из самых больших сверхмассивных черных дыр, которая по массе может превосходить Солнце не в миллионы, а в миллиарды раз. В 60-е гг. ХХ в. были открыты квазары — звездоподобные источники радиоизлучения. Квазары оказались самыми далекими объектами. Расстояние до наиболее удаленных составляет порядка 10 млрд св. лет, т. е. самые далекие квазары видны вблизи границ Метагалактики. С таких расстояний можно наблюдать только ярчайшие объекты. Светимость квазара в оптическом диапазоне в сотни раз превышает светимость обычной галактики, состоящей из многих миллиардов звезд. Массы квазаров в миллионы раз больше, чем масса Солнца, а их размеры порядка светового года. Скорее всего, квазары представляют собой чрезвычайно активные ядра очень далеких галактик, содержащих, возможно, сверхмассивные черные дыры. Являясь самыми далекими внегалактическими объектами, квазары, участвуя в расширении Вселенной, движутся от нас со скоростями, достигающими сотен тысяч километров в секунду. Открытый Э. Хабблом закон, согласно которому скорость удаления галактик возрастает пропорционально расстоянию от галактик, справедлив не для всех галактик. Например, отклонения от него наблюдаются у самых близких к нам галактик: туманность Андромеды не удаляется, а приближается к нам, грозя через несколько миллиардов лет «столкнуться» с Млечным Путем…
Взаимодействующие галактики представляют собой галактики, которые, находясь на небольшом расстоянии друг от друга, изменяют свой вид. В результате взаимного гравитационного влияния он искажается, появляются перемычки, хвосты. В отдельных случаях неосторожное сближение галактик может привести даже к их разрушению и поглощению («галактический каннибализм»). Наша Галактика, туманность Андромеды и некоторые другие галактики входят в Местную систему (группу) галактик. Огромное число галактик входит в состав скоплений и сверхскоплений галактик. Сверхскопления содержат тысячи галактик и простираются на десятки мегапарсек. Ими завершается иерархия космических систем. Все доступные астрономическим наблюдениям галактики, их скопления и сверхскопления — это и есть наша Вселенная, или Метагалактика.