Галактики – это большие звездные системы, в которых звезды связаны друг с другом силами гравитации. Существуют галактики, включающие триллионы звезд. Наша Галактика c 200-250 млрд. звезд – Млечный Путь – достаточно велика. Самые маленькие галактики содержат в миллион раз меньше звезд. Абсолютная звездная величина самых ярких сверхгигантских галактик М = –24m, у карликовых галактик М = –15m, самые слабые из карликовых галактик имеют абсолютную звездную величину М = –6m. У туманности Андромеды абсолютная звездная величина М = –20,3m, у нашей Галактики М = –19m.
Э.П. Хаббл в 1925 году впервые разработал первую классификацию галактик (внегалактических туманностей), руководствуясь гипотезой Д. Джинса по формам, составляющим основу современной классификации.
Сперва были: Е- эллиптические, S – спиральные, I – неправильные (иррегулярные), а в 1936г усовершенствовал свою классификацию (опубликована в 1961г А.Сендидж в «Хаббловском атласе галактик»).
Считал, что классификация отражает эволюцию галактик: возникая как сферические, они сильно вытягивались в эллиптические, превращаясь в спиральные с перемычками или без. На самом деле никакой эволюции в классификации нет.
Сейчас известно свыше 1 млрд. разнообразных галактик. Наша Галактика, как и М31, принадлежит к типу Sb, а М33 к типу Sс.
Около 90 % массы галактик приходится на долю тёмной материи и энергии, природа этих невидимых компонентов пока не изучена. Существуют свидетельства того, что в центре многих (если не всех) галактик находятся сверхмассивные чёрные дыры.
В 2004 году самой далёкой галактикой из тех, что когда-либо наблюдались человечеством, стала галактика Abell 1835 IR1916. Однако в феврале 2007 года обнаружена галактика еще более удаленная, в 11 миллиардах световых лет от Земли, располагаемая вокруг квазара.
1) Эллиптические галактики составляют примерно 20 % от общего числа галактик высокой светимости, обозначаются буквой E (англ. elliptical). Типичная Е-галактика выглядит как сфера или эллипсоид, диск в ней практически полностью отсутствует. Эллиптические галактики, как и сферические компоненты у галактик других типов, почти лишены межзвездного газа (не считая разреженного и очень горячего газа, заполняющего всю галактику), а следовательно и молодых звезд. По степени вытянутости эллиптических галактик Эдвин Хаббл получил 8 подтипов галактик от Е0 до Е7 (E0 – «шаровые» галактики, E7 – «сплюснутые»). Звезды эллиптических галактик обращаются вокруг центра галактики очень медленно (скорость вращения обычно не превышает нескольких десятков км/с). Таким образом, эллиптические галактики – это системы с низким удельным моментом импульса. Ближайшая к нам эллиптическая галактика – Sculptor (ESO 351-30, подкласс – E0, радиус – 1505 световых лет). На фото последний объект в каталоге Шарля Мессье - М110 (или NGC 205)- карликовая эллиптическая галактика - яркий спутник большой спиральной галактики Андромеды. На переднем плане изображения видно множество близких звезд. Размер M110 - около 15 тысяч световых лет.
2) Линзовидные галактики – это промежуточный тип между спиральными и эллиптическими, составляют до 20%. У них есть гало и диск, но нет спиральных рукавов. Такие галактики обозначаются S0.
3) В 1845 году английский астроном лорд Росс (Вильям ПАРСОНС, 1800-1877) обнаружил целый класс «спиральных туманностей». В начале XX века было доказано, что спиральные туманности – это огромные звездные системы, похожие на нашу Галактику. С тех пор их стали называть галактиками и они составляют до 80% всех галактик. Спиральные галактики содержат как гало, так и массивный звездный диск и обозначаются буквой S. Их различают по степени своей спиральной структуры добавлением к символу S букв a, b, c. Sa – спиральная галактика с мало развитой спиральной структурой и с мощным ядром. Sc – галактика с малым ядром и с сильно развитыми спиральными ветвями. Наша Галактика принадлежит к промежуточному типу Sb. У некоторых спиральных систем в центральной части имеется звездная перемычка – бар. В этом случае к их обозначению после буквы S добавляется B. В 2005 году при работе с Космическим телескопом имени Спитцера и основываясь на более ранних наблюдениях, было установлено, что Млечный Путь также следует относить к спиральным галактикам с баром. Гипотеза о наличии бара в нашей галактике была выдвинута на основе многочисленных данных с радиотелескопов. Однако только благодаря изображениям со Спитцера, работающего в инфракрасном диапазоне, данное предположение получило твердое подтверждение. На фото спиральной галактики NGC 613 с перемычкой, находящейся на расстоянии 65 миллионов световых лет от нас в южном созвездии Скульптор, имеющая размер более 100 тысяч световых лет и в центре массивную черную дыру.
Плоская дискообразная форма объясняется вращением. Существует гипотеза, что во время образования галактики центробежные силы препятствуют сжатию протогалактического облака в направлении, перпендикулярном оси вращения. Газ концентрируется в некоторой плоскости – так образовались диски галактик. Характер движения звезд и газа в галактиках не одинаков: газ вращается быстрее, чем старые звезды. Если характерные скорости вращения газа в галактиках составляют 150–500 км/с, то старые звезды гало всегда вращаются медленнее. Балджи спиральных галактик, состоящие из старых звезд, вращаются в 2–3 раза медленнее, чем диски. Во вращающемся диске, образуемом звездным газом, могут даже распространяться спиральные волны плотности сжатия-разрежения, наподобие звуковых волн. Они обегают галактику за несколько сотен миллионов лет с постоянной угловой скоростью. Именно эти волны ответственны за появление спиральных ветвей. При сжатии газа начинается образование холодных газовых облаков и их комплексов, активное звездообразование. Почти все звезды диска то попадают внутрь спиральных ветвей, то выходят из них. Когда звёзды проходят сквозь рукав галактики, они замедляются, несколько увеличивая среднюю плотность рукава. Подобные «волны», состоящие из медленно едущих машин, можно увидеть на переполненных дорогах. В результате возникающей неоднородности гравитационного потенциала (10-20 %) «догоняющий» межзвёздный газ разгоняется до сверхзвуковых скоростей и тормозится о «набегающий», образуя ударную волну со значительно повышенной, по сравнению со средней, плотностью. Рукава заметны потому, что повышенная плотность способствует формированию звёзд, из-за чего спиральные рукава населены молодыми голубыми звёздами. Единственное место, где скорости звезд и рукавов совпадают, – это коротационная окружность. Именно вблизи нее в нашей Галактике и располагается наше Солнце. Для Земли это обстоятельство крайне благоприятно: наша планета существует в относительно спокойном месте Галактики и в течение миллиардов лет не испытывает влияния галактических катаклизмов.
4) При исследовании неба с помощью телескопов обнаружено множество галактик неправильной, клочковатой формы, похожих на Магеллановы Облака. Около половины вещества в них – межзвездный газ. Подобные галактики называются неправильными и по классификации Хаббла обозначаются Ir (англ. irregular). К этому классу относятся около 3% всех галактик. Неправильные галактики первого типа (Irr I) представляют собой неправильные галактики, имеющие намеки на структуру, которых, однако, не достаточно чтобы отнести их к последовательности Хаббла. Неправильные галактики второго типа (Irr II) — это галактики, не имеющие никаких особенностей в своей структуре, позволяющих отнести их к последовательности Хаббла. Третий подтип неправильных галактик — так называемые карликовые неправильные галактики, обозначаемые как dI или dIrrs. Этот тип галактик в настоящее время считается важным звеном в понимании общей эволюции галактик. Вызвано это тем, что они обнаруживают тенденцию низкого содержания металлов и экстремально высокого содержания газа и поэтому подразумеваются схожими с самыми ранними галактиками, заполнявшими Вселенную. Этот тип галактик может представлять местную (и поэтому наиболее современную) версию тусклых голубых галактик, обнаруженных при сверх глубоком обзоре неба.
В прошлом считалось, что Большое и Малое Магеллановы Облака относятся к неправильным галактикам. Однако позже было обнаружено, что они имеют спиральную структуру с баром. Поэтому эти галактики были переквалифицированы в SBm, четвертый тип спиральных галактик с баром. Да и возможно они просто пролетающие мимо галактики, а не спутники Млечного Пути.
ИТАК:
1. E0—E7 — эллиптические галактики, имеют относительно равномерное распределение звёзд без явного ядра. Цифра показывает эксцентриситет: галактики E0 практически шарообразны, с увеличением номера развивается уплощение. Число показывает форму проекции на плоскость наблюдения, а не реальную форму галактики, которую может быть трудно установить.
2. S0 — линзообразные галактики дискообразной формы с явно выраженным центральным балджем (выпуклостью), но без наблюдаемых рукавов.
3. Sa, Sb, Sc, Sd — спиральные галактики, состоящие из балджа и внешнего диска, содержащего рукава. Буква показывает, насколько плотно расположены рукава.
4. SBa, SBb, SBc, SBd — спиральные галактики с перемычкой, в которых центральный балдж пересекает яркий бар (перемычка), от которого отходят рукава.
5. Irr — иррегулярные галактики, которые не могут быть отнесены ни к одному из перечисленных классов. Галактики типа IrrI показывают остатки спиральной структуры, а IrrII имеют совершенно неправильную форму.
