Спира́льная гала́ктика ( обозначается S ) — один из основных типов галактик в последовательности Хаббла , описанный им в 1936 году . Такие галактики имеют значительную дисковую составляющую и небольшой балдж , и, в отличие от линзовидных галактик , имеют выраженные спиральные рукава , за что и получили своё название. Считается, что спиральные галактики составляют примерно половину всех галактик .

История изучения

Впервые «спиральные туманности» как класс объектов описал Уильям Парсонс в 1845 году . Однако, в те времена всё ещё считалось, что эти туманности находятся внутри Млечного пути и являются облаками газа и пыли, и только в 1926 году Эдвин Хаббл доказал, что такие объекты на самом деле расположены вне Млечного пути .

Физические характеристики

Параметры различных галактик, в том числе и спиральных, варьируются в широком диапазоне .

Спиральные галактики чаще всего имеют диаметры 20–40 кпк, хотя иногда встречаются и более крупные: так, например, крупнейшая известная спиральная галактика, NGC 6872 , имеет диаметр около 160 кпк, что в пять раз больше, чем диаметр Млечного пути . Большинство галактик имеет абсолютные звёздные величины от –21 ^m до –23 ^m , но встречаются также карликовые галактики с меньшей светимостью. Наконец, массы большинства галактик, включая карликовые, лежат в диапазоне от 10 ⁹ до 10 ¹² M _⊙ , причём галактики с большей массой встречаются реже, чем с меньшей .

Скорости вращения обычно лежат в пределах от 100 до 300 км/с. При этом характер вращения различается в различных галактиках и в разных частях галактик: в эллиптических галактиках и в балджах дисковых галактик звёзды и другие элементы галактики вращаются по вытянутым орбитам, лежащим в разных плоскостях. Движение же в дисковых составляющих линзовидных и спиральных галактик происходит по круговым орбитам приблизительно в одной плоскости .

Для спиральных галактик выполняется зависимость Талли — Фишера , связывающая общую светимость галактики и скорость её вращения. Эта зависимость применима и к линзовидным галактикам, но с немного другими коэффициентами .

Структура

Спиральные галактики состоят из следующих компонентов:

• Галактический диск
• Балдж
• Галактическое гало
• Чёрная дыра в центре галактики

Среди всех типов галактик (за исключением неправильных , не имеющих какой-либо структуры), в среднем, в спиральных галактиках наиболее выражена дисковая составляющая, и меньше всех — балдж . В дисках спиральных галактиках наблюдаются галактические рукава , а сам диск обычно окружён галактическим гало. В гало содержится небольшая часть массы галактики, преимущественно старые звёзды поколения II и шаровые скопления . Таким же по содержанию является балдж, а диск, напротив, богат молодыми звёздами поколения I, рассеянными звёздными скоплениями и межзвёздным газом и пылью, а также туманностями .

Бар

В некоторых спиральных галактиках присутствует перемычка в центре , называемая баром и проходящая между спиральными рукавами. Она есть и у Млечного Пути, как показали наблюдения 2005 года на Космическом телескопе имени Спитцера , и на данный момент ей обладает 2/3 всех спиральных галактик. Однако, со временем это число меняется: 8 миллиардов лет назад он был только у 11% спиральных галактик, и к моменту 2,5 миллиардов лет назад это число удвоилось .

Спиральная структура

Галактические рукава, наблюдаемые только в дисках спиральных галактик, выделяются большей светимостью и голубым цветом на фоне диска и имеют форму логарифмической спирали . Во всех спиральных галактиках наблюдаются рукава, однако только в 10% спиральных галактик наблюдается упорядоченная структура . В 60% галактик спиральная структура менее регулярна, но, в целом, хорошо прослеживается, а оставшиеся 30% относятся к флоккулентным галактикам : их спиральный узор состоит из отдельных кусочков и не образует непрерывных спиралей .

Между рукавами также есть звёзды и межзвёздное вещество, но рукава галактик выделяются из-за того, что являются наиболее активными областями звездообразования в галактике. Именно в них образуются звёзды, однако, самые яркие и горячие из них живут недолго и не успевают переместиться в другие области диска. Поэтому они наблюдаются только в рукавах галактики, что и обеспечивает им высокую яркость и голубоватый цвет. Однако, в инфракрасном диапазоне спиральная структура также наблюдается, следовательно, рукава являются также областями повышенной плотности звёзд .

Долгое время был неизвестен ответ на вопрос, являются ли спирали «закручивающимися» или «раскручивающимися»: то есть, происходит ли вращение галактики внешним концом рукава, соответственно, назад или вперёд: в галактиках, наблюдаемых с ребра, невозможно разглядеть спиральную структуру, а у галактик, наблюдаемых плашмя, трудно измерить скорость вращения. На данный момент считается, что в большинстве галактик спирали закручиваются, однако в некоторых взаимодействующих галактиках встречалось обратное .

Происхождение спиральных рукавов также долгое время было загадкой: в простейшем представлении, в котором спиральные ветви содержат постоянно одно и то же вещество, за несколько оборотов галактики они бы растягивались и распадались. Поэтому на данный момент господствуют две гипотезы: либо спиральные рукава живут недолго и постоянно исчезают и возникают, либо же они движутся вокруг центра галактики со своей скоростью, отличной от скорости вращения галактики — таким образом, звездообразование постоянно происходит в разных областях .

Примеры спиральных галактик

• Млечный Путь
• Галактика Андромеды
• Галактика Треугольника

Примечания

Ссылки

• Giudice, G.F.; Mollerach, S.; Roulet, E. Can EROS/MACHO be detecting the galactic spheroid instead of the galactic halo? (англ.) // Physical Review D : journal. — 1994. — Vol. 50 , no. 4 . — P. 2406—2413 . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : . — .
• Stephens, Tim (2007-03-06). . UC Santa Cruz. из оригинала 11 марта 2007 . Дата обращения: 24 мая 0200 . {{ cite news }} : Проверьте значение даты: |accessdate= ( справка )
• Merrifield, M. R. (неопр.) . Sixty Symbols . for the University of Nottingham .