Для подрастающего поколения (Вселенная)

[skroznik]

Некоторые галактики сложно найти. Кроме того, что галактика Цефей 1 скрыта за пылью и яркими звездами нашей Галактики, ее долго не находили, потому что она очень слабая. Сначала было зарегистрировано радиоизлучение этой галактики с помощью радиотелескопа Двинглу, который расположен в Нидерландах. В результате тщательных исследований оптических фотографий, подобных изображенной на сегодняшней фото, ученые обнаружили Цефей 1 как галактику пониженной поверхностной яркости в центре. Цефей 1 находится на расстоянии 20 миллионов световых лет от нас и является одной из близких спиральных галактик . Ученые изучают галактики низкой яркости типа Цефей 1. Известно, что в них яркие звезды находятся далеко друг от друга, и сами галактики расположены вдалеке от других галактик.

[skroznik]

Шаровые скопления однажды будут господствовать в нашей Галактике. В давние времена, когда наша Галактика только образовалась, возможно тысячи шаровых скоплений скитались по ней. В настоящее время осталось всего около 200 шаровых скоплений. Большинство шаровых скоплений разрушились в результате повторяющихся пролетов мимо друг друга и мимо центра Галактики. Оставшиеся реликты старее любых окаменелостей на Земле, старее любых других структур Галактики. Возраст шаровых скоплений определяет предел возраста всей Вселенной. Существует только несколько молодых шаровых скоплений в нашей Галактике, потому что условия не позволяют образоваться большему их количеству. Однако по-другому обстоят дела в соседней галактике - Большом Магеллановом Облаке. На картинке изображено "молодое" шаровое скопление, расположенное там: NGC 1818. По последним наблюдениям оказалось, что это скопление образовалось только 40 миллионов лет назад - практически вчера по сравнению с возрастом шаровых скоплений Млечного пути, который составляет 12 миллиардов лет.

[skroznik]

Две самые заметные звезды на переднем плане этого небесного пейзажа находятся внутри нашей Галактики Млечный Путь. Окружающие их лучи возникли в результате дифракции света в телескопе. Однако две привлекающие внимание галактики лежат далеко за пределами Млечного Пути, на расстоянии ~200 миллионов световых лет. Из искаженный вид - следствие гравитационных приливных сил, действующих во время сближения галактик. С нашей точки зрения яркие ядра галактик разделяет расстояние ~80 000 световых лет. Занесенные в каталог как Арп 273 (а также как UGC 1810), галактики действительно выглядят пекулярными, однако теперь стало понятно, что взаимодействующие галактики достаточно часто встречаются во Вселенной. Действительно, ближайшая к нам большая спиральная галактика Андромеды находится на расстоянии около двух миллионов световых лет и приближается к Млечному Пути. Возможно, Арп 273 представляет собой подобие их ожидаемого в далеком будущем столкновения. Повторяющиеся на космической шкале времени сближения галактик могут в конце концов привести к их слиянию в одну галактику.

[skroznik]

Каким образом спиральная галактика ESO 510-13 приобрела такую изогнутую форму? Многие спиральные диски тонки и однородны, но они не являются твердыми телами, а представляют собой довольно рыхлые конгломераты, состоящие из миллиардов звезд и рассеянного среди них газа. Все составляющие диска под действием гравитации вращаются по орбите вокруг центра галактики. Считается, что плоский диск образуется за счет неупругих столкновений больших газовых облаков на ранней стадии формирования галактики. Искривленные диски не являются исключением, и даже наша собственная Галактика, вероятно, имеет небольшую подобную деформацию. Причины деформаций спиральных галактик пока еще только изучаются. Однако, некоторые из них, по-видимому, являются следствием взаимодействия между галактиками или даже их столкновений. Изображенная на снимке галактика ESO 510-13, находится на расстоянии около 150 миллионов световых лет и имеет поперечник около 100 000 световых лет.

[skroznik]

Космические пылевые облака и погруженные в них только что родившиеся звезды сияют в инфракрасном диапазоне на этом удивительном фото, полученном космическим телескопом Спитцера и показанном в искусственных цветах. На фото можно увидеть одну из ближайших областей звездообразования, часть комплекса облаков около Змееносца, находящегося на расстоянии ~400 световых лет, около южной границы созвездия Змееносца. На этом расстоянии изображение охватывает область размером ~5 световых лет. Звезды формируются в большом облаке холодного молекулярного водорода, а затем нагревают окружающую пыль, которая начинает светиться в инфракрасном диапазоне. Исследование этой области в проникающем сквозь пыль инфракрасном свете позволило обнаружить около 300 только что сформировавшихся звезд, средний возраст которых составляет всего 300 000 лет. По сравнению с возрастом Солнца в 5 миллиардов лет они исключительно молоды.





Свет от взрыва звезды, в результате которого образовалось это космическое облако, впервые увидели на Земле в октябре 1604 года. Сверхновая была видна на небе начала 17-го века как яркая "новая звезда" в созвездии Змееносца. Ее исследовали Иоганн Кеплер и его современники. Они не использовали телескоп, так как их целью было найти объяснение этого небесного явления. Астрономы начала 21-го века, вооруженные современными представлениями о звездной эволюции, продолжают исследовать расширяющееся облако из остатков взрыва. На этом замечательном составном фото показано рентгеновское, оптическое и инфракрасное излучение остатка сверхновой, зарегистрированное орбитальными обсерваториями НАСА - рентгеновской обсерваторией Чандра, космическими телескопами Хаббл и Спитцер. Объединение всех данных позволяет получить более полное представление об этом все еще загадочном объекте. Сверхновая Кеплера, расстояние до которой ~13 000 световых лет - это последний взрыв звезды, наблюдавшийся в нашей Галактике Млечный Путь.

[skroznik]

Наша Вселенная кишит галактиками. Только для того, чтобы их увидеть, астрономы должны умудриться заглянуть за звезды нашей Галактики. Например рассмотрим этот цветной телескопический снимок спиральной галактики NGC 6384. Галактика находится в созвездии Змееносца, удалена от нас на 80 миллионов световых лет и, если исходить из этого расстояния, составляет в поперечнике 150 тысяч световых лет. Четкое изображение этой далекой галактики демонстрирует в подробностях детали голубых спиральных рукавов и желтого ядра. Однако отдельно стоящие звезды на снимке – это все-таки представители нашей Галактики, которые расположены на переднем плане. Самые яркие звезды Млечного Пути имеют так называемые дифракционные кресты, которые обусловлены влиянием телескопа. Изображение покрывает поле на небе в четверть градуса и довольно плотно заселено фоновыми звездами, потому что находится в направлении на переполненный центр Млечного Пути.





На этом фото в созвездии Змееносца мы видим извивающуюся темную туманность и центр Галактики Млечный Путь. S-образная туманность в центре известна как туманность Змея. В начале 20-го века Э.Э. Барнард составил каталог 182 темных образований на небе (Barnard 72 - (B72)). В отличие от ярких эмиссионных туманнос-тей и звездных скоплений, туманности Барнарда представляют собой темные межзвездные облака затмевающего газа и пыли. Они видны на фоне звездного неба только потому, что находятся на одном луче зрения с богатыми звездными полями и светящимися областями звездообразования вблизи плоскости Галактики. Темные туманности Барнарда сами могут оказаться в будущем такими областями звездообразования. Barnard 72 имеет размеры ~ нескольких световых лет; расстояние - 650 световых лет.



Куда делись все звезды? Оказывается, эта "дыра" на небе на самом деле представляет собой темное молекулярное облако. Пыль и молекулярный газ, которые имеют в облаке высокую концентрацию, поглощают практически весь видимый свет от звезд фона. За этой зловещей чернотой скрывается молекулярное облако, область внутри которого относится к наиболее холодным и изолированным местам во Вселенной. На фото вы видите одну из самых известных темных туманностей, поглощающих свет. Это облако в созвездии Змееносца, известное под именем Барнард 68. Тот факт, что в центре туманности не видно звезд, говорит о том, что облако Барнард 68 довольно близко от нас. Расстояние до него оценивается в 500 световых лет, а размеры составляют половину светового года. Как образуются молекулярные облака типа Барнард 68, в точности не известно, но известно, что сами эти облака являются подходящими местами для образования новых звезд. В инфракрасном свете можно заглянуть внутрь молекулярного облака.



Только что образовавшаяся планетная система была открыта во время просмотра пустынных окрестностей темного облака вблизи "Rho" Змееносца. Эта область звездообразования находится на расстоянии 500 световых лет. ИК-изображение в условном цвете получено на телескопе Antu Европейской Южной Обсерватории. Темный пылевой диск протопланетного вещества, видимый с ребра, четко разделяет две небольшие туманности, которые отражают свет молодых центральных звезд, скрытых внутри. Околозвездный диск, названный "Летающее блюдце", составляет в поперечнике ~300 астрономических единиц (1 а.е. - это расстояние от Земли до Солнца). Цвета двух отражательных туманностей явно различаются. Причины этого не ясны, но то, что удалось получить изображение планетной системы в относительной близости от Солнца, является несомненной удачей. Планеты, которые выявлены внутри пылевых дисков, не подвергаются разрушительному влиянию радиации и звездного ветра от близлежащих массивных горячих звезд, обычно находящихся в молодых звездных скоплениях.

[skroznik]

Может показаться, что это облако похоже на утку, но вместо яиц она откладывает звезды. В центре этого фото находится Барнард 163 - туманность из молекулярного газа и пыли, такая плотная, что видимый свет не может пробиться сквозь нее. С размахом крыльев, измеряемым в световых годах, внутри облако Барнард 163 несомненно холоднее, чем за его пределами, что создает благоприятные условия для сжатия газа, из которого затем формируются звезды. Барнард 163 находится на расстоянии ~3 000 световых лет от Земли в созвездии Цефея. Красное свечение фона создается большой эмиссионной туманностью IC 1396, в которой находится туманность Слоновий хобот. Найти Барнард 163 на изображении большой эмиссионной туманности IC 1396 непросто, но вполне возможно.



В левой половине этого изображения находится много ярких голубых звезд, принадлежащих NGC 6520. Они образовались всего несколько миллионов лет назад - намного позднее нашего древнего Солнца, возраст которого несколько миллиардов лет. Справа находится поглощающая туманность – молекулярное облако Барнард 86, из которого образовались звезды NGC 6520. Эта туманность содержит много непрозрачной пыли, которая поглощает свет многочисленных звезд, которые могли бы быть видны на заднем плане. NGC 6520 окружено очень плотным звездным фоном в балдже нашей Галактики Млечный Путь - протяженном гало из звезд, окружающих центр нашей Галактики. NGC 6520 имеет размер около 10 световых лет и находится на расстоянии около 5500 световых лет в направлении созвездия Стрельца.

[skroznik]

Почему около центра нашей Галактики возникла такая необычная структура? Длинные параллельные лучи, протянувшиеся вдоль верхнего края этого радиоизображения, известны как радиодуга в галактическом центре, они выступают из плоскости Галакти-ки. Радиодуга соединяется с центром Галактики странными изогнутыми волокнами, известными как арки. Яркий радиоисточник внизу справа вероятно, окружает черную дыру в центре Галактики и известен как Стрелец A. В одной из гипотез предполагается, что радиодуга и арки приобрели наблюдаемую форму, потому что они содержат горячую плазму, текущую вдоль линий постоянного магнитного поля. Последние изображения, полученные рентгеновской обсерваторией Чандра, показывают, что эта плазма сталкивается с близким облаком холодного газа.

[skroznik]

Почему окрестности некоторых черных дыр светятся ярче, чем других? В центрах активных галактик находятся сверхмассивные черные дыры, масса которых превосходит массу нашего Солнца по крайней мере в несколько тысяч раз. Ядра галактик, получивших название сейфертовских галактик I типа, очень ярки в видимом свете. Ядра других галактик – сейфертовских II типа – гораздо слабее. Различие может быть вызвано разными темпами аккреции на черные дыры. Другое возможное объяснение - излучение черных дыр в центре сейфертовских галактик II типа может поглощаться окружающим тором. Чтобы выбрать одну из этих гипотез, недавно были осуществлены наблюдения близкой сейфертовской галактики II типа NGC 4388 в рентгеновских лучах несколькими орбитальными рентгеновскими обсерваториями, включая CGRO, SIGMA, BeppoSAX, INTEGRAL, Chandra и XMM-Newton. Последние данные, полученные обсерваториями INTEGRAL и XMM-Newton показали, что рентгеновский поток в некоторых диапазонах быстро изменяется, в то время как в других остается почти постоянным. Постоянный поток и наблюдаемое поглощение в некоторых диапазонах рентгеновского излучения холодным железом свидетельствуют, что центральная черная дыра в NGC 4388 видна сквозь плотный тор, состоящий из молекулярного газа и пыли.

[skroznik]

Большая красивая спиральная галактика с перемычкой NGC 1300 находится в 70 миллионах световых лет на окраинах созвездия Эридан. Это изображение составлено из кадров космического телеско-па им. Хаббла и является самым большим изображением целой галактики, полученным космическим телескопом. Протяженность NGC 1300 составляет более 100 световых лет. Отлично видны детали центральной перемычки галактики и красивейшие спиральные рукава. При тщательном всматривании само ядро этой классической спиральной галактики обладает спиральной структурой протяженностью 3 000 световых лет. NGC 1300 не похожа на некоторые спиральные галактики, в том числе и на нашу Галактику тем, что в ее ядре, как считается, не имеется массивной черной дыры.

[skroznik]

Галактика Андромеды - это ближайшая к нашему Млечному Пути большая галактика. Считается, что наша Галактика очень похожа на Андромеду. Эти две галактики доминируют в Местной группе галактик. Диффузный свет Андромеды обусловлен свечением сотен миллиардов звезд, из которых она состоит. Несколько отдельных звезд, которые окружают изображение галактики Андромеды - это звезды нашей Галактики, которые находятся значительно ближе. M31 находится так далеко, что свет от нее идет до нас около 2 миллионов лет. Хотя ее можно увидеть и невооруженным глазом, это изображение M31 - цифровой монтаж из 20-ти отдельных кадров, полученных с помощью маленького телескопа. Многое о M31 остается неизвестным, в том числе - почему в ее центре находятся 2 ядра.





Самый далекий объект, различимый невооруженным глазом - это M31, или большая галактика Андромеды, которая находится от нас на расстоянии ~2 миллионов световых лет. При наблюдении без телескопа даже эта огромная спиральная галактика, размер которой превосходит 200 000 световых лет, выглядит всего лишь неприметным слабым туманным облачком в созвездии Андромеды. Однако на этой великолепной фотографии, которая составлена из полученных при помощи телескопа цифровых изображений, общая экспозиция которых составила более 90 часов, запечатлено яркое желтое ядро, темные извилистые пылевые прожилки, роскошные голубые спиральные рукава и звездные скопления.

[skroznik]

На этом широкоугольном изображении, полученном Космическим телескопом Спитцера, видно инфракрасное излучение пыли (показано красным цветом) и старых звезд (голубым цветом) в Андромеде – массивной спиральной галактике, удаленной от нас всего на 2.5 миллиона световых лет. Андромеда - это самая большая из близких галактик, ее диаметр более чем в 2 раза больше, чем у нашего Млечного Пути. На изображениях в видимом свете видны закручивающиеся спиральные рукава, в которых сосредоточены яркие молодые звезды, однако на этом инфракрасном снимке можно проследить за клочковатыми пылевыми полосами, нагретыми молодыми звездами, которые подходят еще ближе к ядру галактики. Это фото было составлено из примерно 3 000 отдельных изображений для исследования распределения яркости инфракрасного излучения и звездных населений в галактике Андромеды. Меньшие галактики-спутники: NGC 205 (внизу) и M32 (вверху) также видны на этой картинке. Данные подтверждают, что Андромеда (M31) состоит примерно из 10^12 звезд, в то время как в нашем Млечном Пути их всего 410^11.

[skroznik]

Огромная спиральная галактика в Андромеде (или M31) - это ближайшая к нашему Млечному Пути большая спиральная галактика, расстояние до нее ~2.5 миллиона световых лет. Галактика Андромеды видна невооруженным глазом как маленькое слабое туманное пятнышко. Низкая поверхностная яркость не дает возможности простым любителям наблюдать за небом оценить впечатляющий размер галактики на земном небе. Это интересное составное фото позволяет сравнить угловой размер близкой галактики с гораздо более ярким и знакомым небесным объектом. На нем глубокая экспозиция галактики Андромеды, на которой можно обнаружить красивые голубые звездные скопления в спиральных рукавах далеко от яркого желтого ядра, наложена на типичный вид почти полной Луны. Видимый диаметр Луны, показанной в том же угловом масштабе, составляет ~0.5 градуса, в то время как галактика в несколько раз больше. На глубоком снимке также видны два ярких спутника галактики Андромеды - M32 и M110 (внизу)

[skroznik]

В галактике M31, ближайшей из больших галактик, также как и в нашей галактике Млечный путь, есть много звездных систем, испускающих жесткое излучение. Высокоэнергичное рентгеновское излучение может регистрироваться орбитальными обсерваториями, например, Спутниковой Рентгеновской Обсерваторией (ROSAT). Вы видите снимок, полученной этой обсерваторией. Рентгеновские источники в M31 расположены в шаровых скоплениях, спиральных рукавах и вблизи центра галактики. Считается, что большинство этих источников являются аккреционными дисками в двойных звездных системах. Около центра M31 находится большее число источников, нежели около центра нашей Галактики.



На этом новом составном изображении юго-западной части M31, полученном телескопом "Субару", можно различить больше звезд, туманностей и звездных скоплений, чем когда-либо прежде. Более старое звездное население вблизи центра туманности Андромеды ответственно за желтый оттенок в верхнем правом углу фото. Слева внизу в спиральных рукавах выделяются молодые голубые звезды. Красная эмиссионная туманность, синие рассеянные скопления, и широкие темные пылевые зоны подчеркивают структуру гигантского вихря. Туманность Андромеды, находящаяся от нас на расстоянии ~2,5*миллиона световых лет, и наш Млечный Путь*- две самые большие галактики в Местной группе галактик. Изучение M31 помогает лучше понять нашу собственную Галактику, так как эти два объекта очень похожи.



Ядро галактики M31 дважды необычно, как считают ученые последнее время. В 1991 году планетная камера космического телескопа им. Хаббла сфотографировала галактику Андромеды (M31) – ближайшую к Млечному Пути большую галактику. Оказалось, что ядро M31 имеет двойную структуру. На этой фото 2 ядерных пятна находятся очень близко друг ко другу: диаметр M31 примерно 150 000 световых лет, в то время как размер на фото показана только центральная часть размером в 30 световых лет. Последующие наземные наблюдения показали, что ядро действительно двойное, две его части обращаются одна вокруг другой и кроме того одна часть медленно разрушается вследствие действия приливных сил. Также велись рассуждения, что одно из этих ядер является остатком небольшой галактики, поглощенной M31. Ядра многих галактик, включая M31, являются очень активными областями, что объясняется наличием массивных черных дыр в них.

[skroznik]

Если Вы посмотрите в центр сегодняшней картинки, то за полем звезд увидите спиральную галактику, имеющую название Двингелоу-1 (по названию радиотелескопа обсерватории Двингелоу в Нидерландах). Эта галактика находится от нас на расстоянии, в 5 раз превышающим расстояние до одной из самых близких к нам галактик, M31 (туманности Андромеды). Двингелоу-1 расположена не очень далеко, но в направлении, в котором ее свет поглощается пылью и газом Млечного Пути. Поэтому она была открыта только в 1994 году. Все видимые отдельно звезды на снимке принадлежат нашей Галактике.

[skroznik]

Шаровое звездное скопление G1, изображенное на картинке, - это самое яркое известное шаровое скопление во всей Местной группе галактик. Скопление также называется Мейолл II (обозначение Николаса Мейолла, который вторым после Хаббла исследовал подробно галактику M31). Оно вращается вокруг центра самой большой близкой галактики M31. Скопление G1 состоит из более чем 300 000 звезд и является таким же старым, как Вселенная. Наблюдения этого шарового скопления показали, что звезды там такие же старые, как и самые старые звезды 250-ти шаровых скоплений галактики Млечный Путь. Фото, которую Вы видите, была получена с помощью космического телескопа им. Хаббла в июле 1994 года. Видно, что космические фото далеких шаровых звездных скоплений настолько же подробные, насколько подробными выглядят шаровые скопления нашей Галактики на снимках наземных телескопов.

[skroznik]

Познакомтесь с Антлией - недавно открытым соседом галактики Млечный Путь. Этот слабый член нашей Местной группы галактик имеет только около миллиона звезд. Эта галактика была открыта так поздно, потому что ее сложно разглядеть на ярком фоне неба. На этой фото видны звезды нашей Галактики, а за ними, как бы на заднем фоне, видна эта слабая галактика. Карликовая галактика Антлия явля-ется карликовой эллиптической галактикой, похожей на девять известных карликовых эллиптических галактик, которые движутся вокруг галактики Млечный Путь. Название Антлия галактика получила потому, что находится в созвездии Антлия (или "насос"). Эта галактика необычна тем, что она не парит вблизи двух больших галактик Местной группы: Млечного Пути и M31.

[skroznik]

Это одна галактика или две? В настоящее время полагают, что беспорядочная смесь из звезд, газа и пыли, составляющая NGC 520 - это остатки двух отдельных галактик. Объединение данных наблюдений и компьютерного моделирования свидетельствует, что NGC 520 образовалась в результате столкновения двух дисковых галактик. Интересными особенностями NGC 520 являются необычно выглядящий "хвост" из звезд в нижней части изображения и кажущаяся более привычной полоса пыли, по диагонали пересекающая центр картинки. Похожего столкновения можно будет ожидать, когда наша дисковая Галактика Млечный Путь столкнется с огромной соседней галактикой Андромеды (M31). Столкновение, сформировавшее NGC 520, началось около 300 миллионов лет назад и все еще продолжается. Хотя скорости звезд вы-соки, расстояния так огромны, что форма взаимодействующей пары заметно не изменится за время нашей жизни. NGC 520, блеск которой равен 12-й звездной величине - одна из самых ярких взаимодействующих галактик на небе. Ярче ее только пара взаимодействующих галактик, известных как Антенны. Это замечательное изображение NGC 520 было получено в обсерватории Джемини на Гавайях, США. Также известная как Арп 157, NGC 520 находится на расстоянии в 100 миллионов световых лет, ее размер - около 100 000 световых лет, и ее можно увидеть в небольшой телескоп в созвездии Рыб.

[skroznik]

Может ли газовое облако съесть галактику? На самом деле они очень далеки друг от друга. То, что выглядит как странное "существо" в центре этой фото, на самом деле – облако газа, известное как кометарная глобула. Однако эта глобула была разрушена. Обычно кометарные глобулы состоят из богатых пылью "голов" и вытянутых хвостов. Эти характерные черты придают кометарным глобулам внешнее сходство с кометами, но в действительности они сильно различаются. Глобулы часто являются местом рождения звезд, и в головах многих глобул видны очень молодые звезды. Причина разрушения головы этой глобулы до конца не известна. “Съедаемая” галактика (слева от центра) - огромная и очень далекая, она просто случайно видна рядом с CG4.



Может ли газовое облако съесть галактику? На самом деле они очень далеки друг от друга. То, что выглядит как клешня странного существа в центре этой фото, на самом деле - облако газа, известное как кометарная глобула. Однако эта глобула была разрушена. Обычно кометарные глобулы состоят из богатых пылью голов и вытянутых хвостов. Эти характерные черты придают кометарным глобулам внешнее сходство с кометами, но в действительности они сильно различаются. Глобулы часто являются местом рождения звезд, и в головах многих глобул видны очень молодые звезды. Причина разрушения головы этой глобулы до конца не известна. Галактика слева от центра – огромная и очень далекая, она просто случайно видна рядом с CG4.

[skroznik]

В одном из самых узнаваемых на ночном небе созвездий, на расстоянии в 1500 световых лет находятся светящаяся туманность Ориона и темная туманность Конская Голова. Их контрастирующий вид подчеркивается тем, что они находятся в противоположных углах этой картинки. Составное изображение было получено с помощью цифровой камеры, прикрепленной к небольшому телескопу. Великолепная эмиссионная область — туманность Ориона (или M42), находится в верхнем правом углу картинки. Левее хорошо видна голубоватая отражательная туманность, которую иногда называют "Бегущий человек". Темное облако — туманность Конская Голова — выглядит как маленький силуэт на фоне длинной красной светящейся полосы в нижнем левом углу. Самая восточная звезда пояса Ориона, Альнитак — это ярчайшая звезда левее Конской Головы. Под Альнитаком находится туманность Пламя, выделяющаяся яркими эмиссионными облаками и эффектными темными пылевыми полосами. По всему полю разбросаны светящиеся клочки водорода, которые легко увидеть на этом глубоком изображении.