 |
Астронет: К. А. Постнов/ГАИШ Лекции по Общей Астрофизике для Физиков http://variable-stars.ru/db/msg/1170612/node50.html |
<< 9. Галактики и квазары | Оглавление | 9.2 Квазары и АГЯ >>
9.1 Галактики. Общие сведения.
Образование крупномасштабной структуры является следствием роста малых
возмущений плотности вследствие гравитационной неустойчивости. Как мы видели
в предыдущем разделе, характерные Джинсовские массы сразу после эпохи
рекомбинации лежат в диапазоне
, т.е. в масштабах
шаровых звездных скоплений до скоплений галактик. Мы также отмечали, что
структура Вселенной не может образоваться без наличия скрытой массы. По
современным представлениям, образование наблюдаемых галактик и звезд
началось на красных смещениях 
. Как следует из недавних
(1996-1997) наблюдений с борта телескопа им. Хаббла и других исследований,
эпоха максимального темпа образования звезд приходилась на красные смещения
и достигала
в год на типичную
галактику с массой порядка
. Полное число галактик во
Вселенной не менее 
(предполагая, что видимая материя сосредоточена
в "типичных" галактиках с массой около
). Существует много
слабых карликовых галактик, трудных для обнаружения. Однако доля вещества по
массе в них, по-видимому, не превосходит массы, сосредоточенной в гигантских
звездных системах.
Процесс образования галактик при росте возмущений весьма непрост, и окончательного понимания в этом вопросе пока нет. Важно, однако, что образующийся тип галактики (спиральная или эллиптическая) главным образом определяется моментом импульса вещества, которое сжимается из-за гравитационной неустойчивости. Полный момент импульса Вселенной равен нулю (во всяком случае, нет ни одного указания, что это не так, в той же степени, в какой мы можем говорить об изотропии). Очевидно, что локальные гравитационные взаимодействия возмущений плотности приводят к появлению момента импульса у гравитационно-связанной системы. Наличие значительного момента импульса приводит к тому, что гравитационное сжатие преимущественно происходит вдоль вектора момента импульса (оси вращения). В результате образуются дискообразные системы - спиральные галактики. Отличительная черта спиральных галактик - наличие четко выраженного диска, в котором находится газ и пыль (до 10% от массы диска). В дисках спиральных галактик происходит основной процесс звездообразования из газа. Можно показать, что дифференциально вращающиеся самогравитирующие диски неустойчивы относительно образования спиральных волн плотности (спиральных рукавов), которые вращаются как единое целое в большинстве случаев по вращению галактики. При движении спирального рукава по газовому диску возникает ударная волна, газ сжимается, и это инициирует процессы звездообразования. Между спиральными рукавами процесс звездообразования значительно ослаблен. Характерный радиус дисков галактик 10-15 кпк, толщина звездного диска порядка 1-2 кпк, газовый диск существенно тоньше, порядка 200 пк.
В другом крайнем случае, когда момент импульса мал, образуются квази-сферические (эллипсоидальные) гравитационно-связанные системы - эллиптические галактики. Эллиптические галактики характеризуются практически полным отсутствием газовой составляющей, поэтому темп звездообразования в них в современную эпоху мал. Эллиптические галактики могут возникать и при взаимодействии двух спиральных галактик. Звезды в эллиптических галактиках движутся по вытянутым орбитам в общем гравитационном потенциале.
Кроме спиральных и эллиптических галактик, существуют неправильные (или
иррегулярные) галактики с нечетко выраженной формой. Как правило, массы
неправильных галактик меньше
. В этих галактиках много газа
(до 50% от массы), идет активное звездообразование. Примером неправильных
галактик могут служить Магеллановы Облака - спутники нашей Галактики,
находящиеся на расстоянии около 60 кпк.
<< 9. Галактики и квазары | Оглавление | 9.2 Квазары и АГЯ >>