Что такое галактики?
Галактики - это исполинские звёздные системы, содержащие около нескольких сотен миллиардов светил. Эти системы - самые большие объекты во Вселенной. Они объединяются в скопления и сверхскопления галактик и образуют структуры, напоминающие сеть или паутину. Одно из таких сверхскоплений -"Ланиакея". В нём находится Сверхскопление Девы - кластер, включающий в себя нашу Местную группу галактик, в которой и находится наш Млечный путь. Галактики могут сталкиваться,тогда они начинают взаимодействовать, и в конечном итоге образуется новая галактика. В них присутствуют пыль и газ, из которого формируются звёзды и планеты.
Происхождение, строение и разновидности галактик
Галактики делятся на спиральные, эллиптические, линзовидные и неправильные. Каждый тип имеет свои особенности строения. Спиральные галактики похожи на вихрь. В их центре находится сверхмассивная чёрная дыра, вокруг которой и вращается всё вещество. Обычно вещество сконцентрировано в рукавах, которые отходят по спирали от центра. Выпуклость, расположенная опять же в центре галактики называется "балджем"от английского слова "balge". Иногда эта часть имеет вытянутую форму, тогда галактика именуется "спиральной галактикой с перемычкой" (или с баром). Балдж окружает почти невидимая сфера, состоящая из тёмной энергии, горячего газа, старых звёзди их скоплений, которые в этой части галактики имеют шарообразную форму. С ребра спиральная галактика имеет форму диска.
Эллиптические галактики вытянутые, в отличие от спиральных. Они не имеют рукавов, а концентрация вещества увеличивается с приближением к центру. В таких галактиках звёзды обычно старые, а в центре так же, как и у спиральных галактик может распологаться сверхмассивная чёрная дыра.
Линзовидные (или линзообразные) галактики - промежуточный класс между спиральными и эллиптическими звёздными системами. Они также имеют форму диска, в центре есть балдж, а вокруг него гигантское сферическое гало, но отсутствуютрукава. Иногда этот тип галактик вообще не включают в классификацию.
Неправильные галактики, как понятно из их названия, имеют неправильную форму. Обычно они маленькие и иногда являются спутниками других галактик, например Большое и Малое Магеллановы облака (видимые с Земли невооруженным глазом ближе к южному полушарию нашей планеты) являются спутниками нашей галактики Млечный Путь, которая, кстати, является спиральной (с перемычкой). Неправильная галактика не имеет ни одной вышеупомянотой части (рукава, балдж, гало и бар отсутствуют). В такой галактике не может быть даже сверхмассивной чёрной дыры. Это просто "клочок", возможно возникший в результате столкновения двух полноценных галактик. Все эти галактики образовались через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Под действием гравитации звёзды стали объединяться в структуры, которые мы сейчас называем галактиками.
Жизненный цикл галактик
Все видимое вещество сосредоточено именно в галактиках. А значит очень важно понять, что было с галактиками в прошлом и что их ожидает. Об этом также будет рассказано на странице про Вселенную. В самых первых галактиках были особые звезды, которые невозможно обнаружить сейчас - так называемые звёзды первого поколения. Это были огромные, массивные голубые светила, которые существовали очень недолго по космическим меркам - всего нестолько миллионов лет. Но когда загорелись эти звёзды, галактик как таковых еще не существовало, они образовались чуть позже.
Из чего же состоит галактика? Из пыли, газа и объектов, которые из этого вещества сформировались. В центре большинства галактик находится очень массивная черная дыра, удерживающая всё в относительной близости к ней. Также все межзвёздное и межгалактическое пространство наполнено особым таинственным веществом - тёмной энергией. О темной материи и энергии будет рассказано на странице про нашу Вселенную. Какое важное свойство галактики мы можем определить? Звёздообразование. Этот процесс очень важен, ведь прекратись он в любой момент, галактика просто вымрет - ведь, как мы знаем, жизненный цикл звёзд ограничен. Рано или поздно все звёзды прекратят своё существование. И галактика погаснет. Такое будущее ждёт все галактики, включая нашу - это произойдёт, когда кончится пыль и газ - разумеется, не скоро. Но если детально рассматривать смерть галактики можно определить, что существует несколько этапов.
1) - кончается вещество для формирования звёзд и звёздообразование преращается; 2) - заканчивают свой жизненный цикл самые массивные звёзды, галактика значительно тускнеет; 3) - умирают остальные долгоживущие звёзды и остаются остатки звёзд - Нейтронные звёды, Чёрные дыры и белые карлики. Остаются также красные карлики - долгоживущие звёзды, которые могут существовать около триллиона лет; 4) - гибнут все оставшиеся светила - остатки сверхновых и красные карлики.
Становится очень темно (если описываемая галактика имеет активный квазар в центре, хотя в столь старой галактике такого быть не может, то будет наоборот очень светло); 5) - чёрные дыры поглотят большинство планет - как газовых, так и каменистых. Те, что останутся всё равно уйдут в небытие - протоны начнут распадаться, а нейтроны в свободном состоянии распадаются в течении 15 минут; 6) - после того, как всёвещество распадётся, чёрным дырам станет нечем питаться и они постепенно испарятся под излучением Хокинга.
Взаимодействия галактик
Межгалактическое пространство, которое исчисляется в миллионах и даже миллиардах световых лет даже со скоростью света преодолевать невозможно, ведь путь туда займёт миллионы и миллиарды лет. Мы даже не знаем, как достичь скорость света, не говоря уж о её преодолении. Галактики, как и все материальные космичечкие объекты перемещаются в пространстве намного медленнее световой скорости, а значит и все взаимодействия между галактиками протекают немыслимо долго. Как рассказывалось в самой первой статье, наша Вселенная не совсем однородна, то есть галактики (вещество) в ней группируется в скопения и сверхскоплнения (кластеры и суперкластеры). Галактики могут взаимодействовать только если находятся в одном скоплении, ведь только гравитационно не связанные галактики разбегаются друг от друга из-за расширения пространства. Можно привести пример: галактика Туманность Андромеды столкнётся с галактикой Млечный путь через несколько миллиардов лет, хотя расстояние между ними равно 2,5 миллионам световых лет.
Столкновения галактик
Столкновения галактик относительно часто происходят в плотных скоплениях галактик, где они хаотично двигаются. Существует несколько вариантов развития событий при столкновении. 1)Галактики сольются в одну гигантскую. Это слияние займёт миллионы и миллиарды лет. Она долго будет регенерироваться, обратно собираться в единую систему. 2)Галактики столкнутся и будут гравитационно взаимодействовать, но в конце концов образуются две галактики, такие как Мышки или Антенны. 3)Образуется одна или две неправильные галактики.
Но что в таких случаях происходят в самой галактике? Квазар станет более яркий и мощный, это понятно. Но допустим, что в галактике существует жизнь. Повлияет ли это грандиозное событие на её развитие? Нет. Точнее, это очень маловероятно. Низкая вероятность того, что какая-нибудь звезда столкнётся с родительской звездой этой планеты с жизнью, либо пролетит на опасном расстоянии обуславливается расстояниями между звёздыми и планетными системами. Они достаточны для того, что галактики сольются воедино, и ни одна звезда не столкнётся с другой. Но самое интересное то, что сталкиваясь, галактики могут "оживлять" друг друга. Если галактика с активным звёздообразованием столкнётся с галактикой, где этот процесс почти прекратился, новоиспечённая галактика будет обладать активным звёздообразованием. Даже большинство неправильных галактик имеют вспышку звёздообразования, так как на неё повлияли вышеописанные факторы.
Квазары
Квазар - это сверхмассивная чёрная дыра, находящаяся в центрах большинства галактик, которая излучает огромное количество энергии в разных диапазонах из-за поглощения ею вещества, располагающегося относительно недалеко. Когда заметили первый объект, теперь называемый квазаром, приняли его за обычную звезду. Несколько позднее выяснилось, что подобные объекты излучают в радиодиапазоне. Тогда их назвали квазизвёздными радиоисточниками. Краткое название - квазар употребляется и в наши дни. Некоторые квазары испускают джетты - потоки плазмы (их еще называют релятивистскими струями). Если две галактики будут находиться достаточно близко, такие струи могут полностью уничтожить жизнь условия для её возникновения и даже прекратить звёздообразование. Строение квазара довольно необычное: В самом центре находится черная дыра, настолько массивная (поэтому её назвали "сверхмассивная чёрная дыра", что она может всоей гравитацией удержать всю галактику, а весит она в миллиарды раз больше Солнца. В проскости экватора чёрной дыры распологается аккреционный диск - там вращается вещество, которое оказалось на опасном расстояни по отношению к квазару. Это вещество разогрето до очень больших температур, которые мы даже не в состоянии представить. Наконец, из полюсов квазара может вырываться релятивистские струи джетты. Это потоки высокоэнергетических заряженных частиц, смертельных для всего живого, точнее для той жизни, которую мы можем себе представить. Поэтому нам очень повезло, что мы не находимся неподалёку от такой галактики-убийцы.
