Звездные системы — галактики. Галактики с активными ядрами. Квазары

Галактики - это гигантские, расположенные вне нашей Галактики, гравитационно связанные системы, состоящие из звезд и межзвездного вещества. По внешнему виду и характеру распределения яркости галактики подразделяются на эллиптические (Е), линзовидные (SO), спиральные (S) и неправильные (Ir).

Эллиптические галактики (Е) - галактики, имеющие круглую или эллиптическую форму. Звездная плотность в них плавно убывает от центра; пыли и газа почти нет. Около 14% изученных галактик принадлежит к эллиптическому типу.

Линзовидные галактики ( SO) - галактики, внешне подобные эллиптическим галактикам, но имеющие сильно сплюснутый звездный диск. Число таких галактик почти 22%.

Спиральные галактики ( S) - сильно сплюснутые системы звезд и межзвездного вещества с центральным уплотнением (балджем), в котором находится ядро галактики. От ядра отходят яркие спиральные ветви, состоящие из молодых звезд, газа и пыли. Около половины изученных галактик относится к спиральному типу.

Неправильные галактики ( Ir ) - маломассивные галактики неправильной структуры. Как правило, эти галактики отличаются высоким содержанием межзвездного газа и молодых звезд. Число таких галактик среди всех наблюдаемых около 4%.

Ближайшие к нам галактики - Магеллановы Облака (Ir) и туманность Андромеды (Sb). Самая далекая группа галактик обнаружена на расстоянии 13,5 млрд. св. лет. Само существование подобной структуры указывает, что галактики начали формироваться группами уже на ранней стадии существования Вселенной.

Галактики с активными ядрами - галактики, активность ядер которых проявляется в выбросах струй плазмы с почти световыми скоростями, в ускорении облаков газа и плазмы, вылетающих из центральных областей галактик. Ядра таких галактик являются мощными источниками рентгеновского излучения, ультрафиолетового излучения, инфракрасного излучения и радиоизлучения. Около 1% всех наблюдаемых галактик принадлежит к галактикам с активными ядрами.

Массивные спиральные галактики с активными ядрами называют сейфертовскими галактиками (или просто сейфертами). Названы в честь американского астронома К. Сейферта, открывших их в 1943 г. В центре ядра галактики находится яркий звездообразный источник очень малого углового размера. Спектр его излучения совсем не такой как у звезд. Он, как правило, имеет нетепловой характер, т. е. не обусловлен излучением горячих тел. Важной особенностью излучения ядер является их переменность: иногда светимость ядра заметно меняется за несколько лет, месяцев или даже дней. В некоторых случаях наблюдается быстрое движение газа в ядре (со скоростями ~1000 км/с). Иногда газ образует длинные прямолинейные газовые струи (джеты).

Другой разновидностью галактик с активными ядрами являются радиогалактики. Это объекты, мощность излучения которых в радиодиапазоне одного порядка или больше, чем в оптических частотах. В отличие от сейфертовских они обычно относятся к массивным эллиптическим галактикам и отличаются мощным радиоизлучением, в десятки тысяч раз более интенсивным, чем радиоизлучение обычных галактик.

Слово «квазар» образовано от словосочетания «квазизвездные радиоисточники», то есть подобные на радиоизлучающие звезды. В начале 1960-х гг. по радиоизлучениям были обнаружены объекты, подобные активным ядрам галактик. Спектры квазаров содержат яркие эмиссионные линии, сильно смещенные в красную сторону, как у далеких галактик. Расстояния, определенные по красному смещению, оказались более 5 млрд. св. лет. На фотографиях квазары выглядят очень яркими по сравнению с удаленными галактиками и в радиодиапазоне излучают так же сильно, как близкие радиоисточники. Некоторые из квазаров наблюдаются с таких расстояний, на которых обычные галактики современным оборудованием уже не обнаруживаются.

До открытия квазаров считалось, что самые грандиозные проявления взрывных процессов — это вспышки сверхновых звезд, однако активность квазаров не похожа на активность обычных звезд. Природа активности радиоизлучения квазаров пока точно не установлена, однако с определенной уверенностью можно сказать:

1) квазары — самые далекие объекты, наблюдаемые во Вселенной;

2) значительная часть квазаров — это ядра далеких галактик, которые находятся в состоянии очень высокой активности;

3) квазары — самые мощные из известных в природе источников видимого и инфракрасного излучения, то есть это космические объекты с колоссальной поверхностной яркостью.

Немаловажным является вопрос о том, какое место занимают квазары среди других космических объектов — это уникальные образования или какие-либо промежуточные звенья эволюционного развития космических систем.