Млечный путь, галактики, квазары и Вселенная

Млечный путь,
галактики, квазары и
Вселенная
Профессор Чаругин В.М.
Галактический
экватор
Пылевые
облака,
окружающие
молодые
горячие
звезды
отражают
их свет.
Молодое скопление
Молодые
скопления
давлением
излучения
и звездным ветром
«выметают» газ и
формируют
каверны,
на «стенках»
которых
могут рождаться
звезды
Самые известные:
Плеяды = М45,
100 млн. лет, 120 пк
Гиады = NGC1647 
~650 млн. лет, 46 пк
χ+h Per (двойное) =
NGC869/884,
~7 млн. лет, ~2.3 кпк
Альдебаран
Самые старые скопления:
NGC2682 (M67) 4 млрд. лет

NGC2243
Melotte 66
NGC2420
6 млрд. лет
6 млрд. лет
~10 млрд. лет
NGC188
~10 млрд. лет

Планетарная туманность в созвездии Лира – «Кольцеобразная»
Конская голова
Пылевая глобула
на фоне туманности
Область вокруг Солнца, доступная
оптическим наблюдениям
Перемычка (бар)
Структура
Млечного
Пути
Масса Галактики 200·1011М
Светимость Галактики 100·1011
L
V=220км/c =
Так почти с
ребра
выглядит
спиральная
галактика
М104
«Сомбреро»
Темные
полосы – это
пыль и газ,
населяющие
тонкий диск
галактики и
спиральные
ветви
Ядро и балдж
Полосы пыли
260 св. лет
Изображение
с 8-м телескопа
VLT (Чили)
Наблюдения
проводились с
1992 г.
8.4"

Измерялись видимые
смещения звезд и их
лучевые скорости в
ИК диапазоне (2.2μ),
связанные с
орбитальным
движением
Астрономические точности
Буква «о» (2 мм с расстояния 50 км)


Орбиты 7 звезд по наблюдениям с 10-м
телескопом Keck в 1995-2004 г.
Звезда S0-2 описала почти полный эллипс.
Движение по эллипсу –
признак центрального
силового поля точечной
массы
Скорости достигают
1500 км/с
!
Черная дыра с массой 2·106 M
Радиус черной дыры 2млн. км.







1. Какую форму имеет наша Галактика?
2. Какие наблюдательные проявления газа и пыли в
Галактике?
3. Что расположено в центре Млечного Пути?
4. Что представляет собой Крабовидная туманность?
5. На каком расстоянии от центра Галактики и с какой
скоростью движется Солнце вокруг ее центра?
Задача
1. Определите продолжительность галактического года –
периода обращения Солнца вокруг центра Галактики
2. Шаровое звездное скопление М13 в созвездии Геркулеса, к
которому было послано радиопослание землян, содержит
около 500000 звезд и находится на расстоянии 7,7 кпк от нас.
Через сколько лет радиопослание достигнет этого скопления.
Темная полоса
– газ и пыль,
концентрирующиеся к
плоскости
галактики

Э.Хаббл
классифицировал
галактики
по форме

Имеет
неправильную
форму и
содержит 10
млрд. звезд –
спутник
Млечного Пути

По-видимому, сто
млн лет назад было
столкновение,
которое
стимулировало
волну
звездообразования
Линзовидные
галактики
Неправильные
Эллиптические
D = 13 кпк =40000 cв. лет,
1013 звезд
По-видимому, столкнулись две галактики

Активная галактика
Центавр А самая
мощная и массивная
из известных
галактик. Является
мощным истчником
рентгеновскго и радио
излучений. На
оптическую
фотографию
галактики наложено
радиоизображение
выбросов,
полученных на VLB



М = 1015 М
D = 4,5 Мпк
=1,5·1023 м
Около 2000
галактик
∆λ V
=
λ c
Линии поглощения в спектре Солнца
Линии поглощения в
спектре скопления
галактик
Z=
∆λ V
= = 0,07,
λ0 c
V = Z ⋅ c = 0,07 ⋅ 300000км / с = 21000км / с
H =75км/сМпк – постоянная
Хаббла
Возраст Вселенной t= R/H
=1/H =13 млрд лет
Радиус Вселенной
R = ct = 6000 Мпк


Квазары излучают энергию в 10-100 раз больше,
чем все звезды в нашей Галактике. Размеры
квазаров сравнимы с размерами Солнечной
системы. Т.е. современные телескопы их не
разрешают, они выглядят как звезды. В этом их и
необычность. Чтобы что-то рассмотреть в них,
необходимы гигантские телескопы.
Как оказалось, квазары – ядра активных галактик
Radio Astronomy Observatory's Very Large Array.
Разрешение
менее 0,001”
Диаметр – 12 м
Апогей - 380000 км
Разрешение - 10-5-10-6 сек. дуги
(буква о с расстояния 1000000
км), что в 30 раз меньше, чем
наземный радиоинтерферометр.
Диапазон (λ, см) 92
18
6,2
1,2-1,7
Джет
квазара 3С273
За 3 года
На 0,02”
V=8c
Для разрешения ядра необходимо разрешение около ≤ 0,00001''
Z =0,15
V =cZ = 45000 км/с
Из закона Хаббла следует, что r = V/H = 45000/75 = 600 Мпк = 2 Млрд св. лет

Искривление
световых
лучей в поле
тяготения
галактики и
образование
«духов»
H =75км/сМпк – постоянная
Хаббла
Возраст Вселенной t= R/H
=1/H =13 млрд лет
Радиус Вселенной
R = ct = 6000 Мпк
,
Из закона расширения Вселенной легко оценить, когда этот
«Взрыв» произошел, и возникла наблюдаемая Вселенная. Для
этого, путь, пройденный галактикой – r, нужно поделить на ее
скорость – V.
r
r
1
1
18
9
t Вс = = = =
0,
42
10
с
13
10
лет
=
⋅
=⋅
−18 −1
V Hr H 2, 4 ⋅10 с

Радиус Вселенной - расстояние, до которого, в принципе, мы можем
видеть Вселенную. Его легко оценить с помощью закона Хаббла. Так как
максимальная скорость не может превышать скорости света, то
максимальное расстояние, до которого мы можем наблюдать небесные
тела соответствует скорости разбегания галактик V = c = 3·105 км/с,
откуда
c
3 ⋅105 км / с
RВс =
=
=
4 ⋅103 Мпк =
1,3 ⋅1010 св.лет
H 75км / ( с ⋅ Мпк )


Химический состав Вселенной:
70 % водорода и 30 % гелия
Реликтовое излучение Т – 2,7К