Как называется наша галактика? Звёздное скопление: определение, особенности и виды Гигантские скопления звезд во вселенной
На ночном небосклоне в ясную погоду можно увидеть множество маленьких светящихся огней - звезд. На самом деле их размеры могут быть огромны и в сотни, а то и тысячи раз превышать величину Земли. Они могут существовать обособлено, но иногда образуют звездное скопление.
Что такое звезды?
Звезда представляет собой массивный шар, состоящий из газа. Она способна удерживаться за счет силы собственной гравитации. Звездная масса, как правило, больше планетарной. Внутри них происходят термоядерные реакции, которые способствуют излучению света.
Звезды образуются в основном из водорода и гелия, а также пыли. Их внутренняя температура может доходить до миллионов Кельвинов, хотя внешняя гораздо меньше. Основными характеристиками для измерения этих газовых шаров являются: масса, радиус и светимость, то есть энергия.
Невооруженным глазом человек может увидеть приблизительно шесть тысяч звезд (по три тысячи в каждом полушарии). Самую близкую к Земле мы видим только днем - это Солнце. Оно находится на расстоянии 150 миллионов километров. Ближайшая к нашей солнечной системе звезда называется Проксима Центавра.
Рождение звезд и скоплений
Пыль и газ, присутствующие в неограниченных количествах в могут сжиматься под действием Чем плотнее они сжимаются, тем большая температура образовывается внутри. Уплотняясь, вещество набирает массу, и если она будет достаточной для осуществления ядерной реакции, то возникнет звезда.
Из газопылевого облака часто формируется сразу несколько звезд, которые захватывают друг друга в и формируют звездные системы. Таким образом, существуют двойные, тройные и другие системы. Больше десяти звезд образуют скопление.
Звездное скопление представляет группу звезд общего происхождения, которые связаны друг с другом гравитацией, и в поле галактики движутся как единое целое. Их разделяют на шаровые и рассеянные. Кроме звезд, скопления могут содержать газ и пыль. Объединенные общим происхождением, но не связанные гравитацией группы небесных светил называют звездными ассоциациями.
История открытий
Люди с древнейших времен наблюдали за ночным небом. Однако долгое время считалось, что небесные светила равномерно распределены на просторах Вселенной. В XVIII веке астроном Уильям Гершель бросил очередной вызов науке, сказав, что на некоторых участках звезд явно больше, чем в других.
Немного раньше его коллега Шарль Мессье отметил существование на небе туманностей. Наблюдая за ними в телескоп, Гершель выяснил, что это не всегда так. Он увидел, что иногда звездная туманность - скопление звезд, которые кажутся пятнами, если смотреть на них невооруженным глазом. Обнаруженное он назвал «кучами». Позже было придумано иное имя этим явлениям галактики - звездные скопления.
Гершелю удалось описать около двух тысяч скоплений. В XIX веке астрономы определили, что они отличаются по форме и размерам. Тогда были выделены шаровые и рассеянные скопления. Подробное изучение этих явлений началось только в XX веке.
Рассеянные скопления
Между собой скопления различаются количеством звезд и формой. Рассеянное звездное скопление может включать от десяти до нескольких тысяч звезд. Они достаточно молодые, их возраст может составлять всего несколько миллионов лет. Такое звездное скопление не имеет четко очерченных границ, обычно оно находится в спиральных и неправильных галактиках.
В нашей галактике обнаружено около 1100 скоплений. Живут они недолго, так как их гравитационная связь слаба и легко может разорваться из-за прохождения рядом с облаками газа или другими скоплениями. «Потерявшиеся» звезды становятся одиночными.
Скопления часто находятся на спиральных рукавах и возле галактических плоскостей - там концентрация газа больше. Они имеют неровные бесформенные края и плотную, хорошо различимую сердцевину. Рассеянные скопления классифицируют в соответствии с плотностью размещения, различиями в яркости внутренних звезд, а также отличимостью по сравнению с окружением.
Шаровые скопления
В отличие от рассеянных, шаровые звездные скопления имеют четкую шарообразную форму. Их звезды связаны гравитацией намного теснее, и вращаются вокруг галактического центра, исполняя роль спутников. Возраст этих скоплений во много раз превышает рассеянные, составляя от 10 миллиардов лет и выше. А вот по количеству они значительно уступают, в нашей галактике пока открыто около 160 шаровых скоплений.
Большая плотность звезд в скоплении часто приводит к столкновениям. В результате могут образовываться необычные классы светил. Например, когда члены двойной сливаются, возникает голубая отставшая звезда. Она гораздо горячее других голубых звезд и членов скопления. В ходе столкновений может возникать и другая экзотика космического пространства, такая как маломассивные рентгеновские двойные звезды и миллисекундные пульсары.
Звездные ассоциации
В отличие от скоплений, ассоциации звезд не связаны общим гравитационным полем, иногда оно присутствует, но его силы слишком мала. Они появились в одно время и имеют небольшой возраст, достигающий десятка миллионов лет.
Звездные ассоциации превышают в размерах молодые рассеянные скопления. Они более разрежены в космическом пространстве, и включают до сотни звезд в своем составе. Примерно десяток из них - горячие гиганты.
Слабое гравитационное поле не позволяет звездам долго находиться в ассоциации. Для распада им нужно от нескольких сотен тысяч до миллиона лет - по астрономическим меркам это ничтожно мало. Поэтому звездные ассоциации называют временными образованиями.
Известные скопления
Всего было открыто несколько тысяч скоплений звезд, некоторые из них видны невооруженным глазом. Наиболее близкими к Земле являются рассеянные скопления Плеяды (Стожары) и Гиады, расположенные в Первое содержит около 500 звезд, без специальной оптики из них различимы только семь. Гиады находятся рядом с Альдебараном и содержат около 130 ярких и 300 слабогорящих участников.
Рассеянное звездное скопление в также является одним из ближайших. Оно называется Ясли и содержит более двухсот членов. Многие характеристики Яслей и Гиад совпадают, поэтому существует возможность, что они образованы из одного газопылевого облака.
Легко различимо в бинокль звездное скопление в созвездии Волосы Вероники в северном полушарии. Это шаровое скопление М 53, открытое ещё в 1775 году. Оно находится на расстоянии более 60 000 световых лет. Скопление является одним из наиболее удаленных от Земли, хотя и легко различимо в бинокль. Огромное количество шаровых скоплений расположено в
Заключение
Звездные скопления представляют собой большие группы звезд, объединенные между собой силами гравитации. Они насчитывают от десяти до нескольких миллионов звезд, которые имеют общее происхождение. В основном выделяют шаровые и рассеянные скопления, различающиеся по форме, составу, размерам, количеству членов и возрасту. Кроме них, существуют временные скопления, называемые звездными ассоциациями. Их гравитационная связь слишком слаба, что неизбежно приводит к распаду и образованию обычных одиночных звезд.
Галактика - это огромное скопление звёзд. Весь обозримый с Земли космос состоит из таких образований, в каждом из которых насчитываются миллиарды светил. Это как бы сияющие острова в бескрайней чёрной бездне. Все эти "острова" имеют сплюснутую к краям форму. То есть в центе наблюдается утолщение, а к краям звёздное скопление утончается. Звёздные "острова" располагаются на разном расстоянии друг от друга. Наиболее близкие объединяются в группы. Такие группы называются сверхскоплениями галактик .
К примеру, планета Земля входит в Солнечную систему . Та, в свою очередь, является составной частью Млечного пути , а тот считается частью Сверхскопления Девы . В это гигантское образования входят также Туманность Андромеды и галактика Треугольника. Это огромные звёздные гиганты. А помимо них существуют небольшие звёздные островки, которых на сегодняшний день насчитывается около 60. Все они принадлежат к местной группе, а всего в Сверхскопление Девы входит около 2 тыс. галактик. Пересечь из конца в коней это звёздное изобилие можно за 200 млн. световых лет.
Классификация галактик
Все, без исключения, галактики классифицируются по видам. Насчитывается их четыре: эллиптические (Е), линзообразные (SO), спиральные (S), неправильные (Ir).
Эллиптические имеют сферическую структуру с заметно уменьшающейся к краям яркостью. Между собой они различаются по степени сжатия. Чем она выше, тем быстрее скорость вращения. Примечательной чертой является отсутствие пылевых облаков. Из космоса они обычно видны в виде тёмных полос и пятен.
Спиральные состоят из ядра (балджа) и рукавов, которые представляют собой плотные скопления звёзд. Между ними простираются газопылевые облака, а также наблюдаются плотные скопления газа и звёзд. Данные образования имеют форму диска и окружены светящейся сферой (гало). Представляет она собой разреженный газ, звёзды и тёмную материю. Скорость вращения таких галактик высокая. В них наблюдаются активные процессы звёздообразования. Млечный путь относится именно к этим звёздным скоплениям. В одном из его рукавов (рукав Ориона) вращается наше Солнце.
Линзообразные напоминают спиральные. У них есть балдж, но отсутствуют рукава. Таких образований в видимой части космоса насчитывается порядка 15%. Со стороны они выглядят как яркое утолщение, окружённое слабо сияющим плоским ореолом.
Неправильные представляют собой продукт деформации спиральных либо эллиптических галактик. Огромные силы гравитации придали им хаотичную форму, в которой невозможно обнаружить чётко выраженное ядро и рукава. Наблюдается большое скопление газопылевых облаков. Таких звёздных скоплений насчитывается порядка 25% от общего числа ярких космических «островов».
Масса галактики и тёмная материя
Масса галактики складывается из массы миллиардов звёзд, газопылевых облаков и гало. Основной вес гало составляет тёмная материя . Это загадочная сущность, которая содержит в себе гипотетические космические объекты. Их масса составляет 95% всей массы Вселенной. На их невидимое присутствие указывает гравитация. То есть тёмная материя воздействует на видимые человеческим глазом светила.
Выражается это в неестественно высокой скорости движения звёзд, расположенных у края галактического диска. Создаётся впечатление, что их ускоряет какая-то неведомая сила. А породить её может только большая масса. Стало быть, она существует, но у неё никак не проявляется электромагнитное излучение. Поэтому нет ни гамма-излучения, ни ультрафиолета, ни инфракрасного излучения, ни видимого света. Есть только сплошная чернота, которую и воспринимает человеческий глаз. Тёмная материя характерна для всех видов галактик. Различается она лишь по процентному соотношению к светящейся массе.
Огромные газопылевые облака являются теми зонами, в которых рождаются новые звёзды. Некоторые из этих облаков имеют высокую температуру, поэтому их хорошо видно в телескопы. К примеру, в созвездии Ориона существует гигантская туманность, которую видно даже невооружённым взглядом. А вот холодные газопылевые образования поглощают свет, поэтому смотрятся как чёрные провалы среди сияющих мириад звёзд.
Распределение звёзд, а стало быть, светимости и массы в звёздных скоплениях неравномерное. В центре плотность максимальная, а ближе к краям она падает. Существуют шаровые скопления звёзд, диаметры которых составляют сотни световых лет. Постоянно вспыхивают сверхновые звёзды. Много чёрных дыр, которые образуются в основном на месте погасших массивных звёзд. Например, в Млечном пути их насчитывается около 100 млн.
Возникновение галактик и их эволюция
Как возникают галактики ? Вначале существует первичное вещество или гигантское газопылевое облако. В нём под действием динамических процессов, обусловленных силами гравитации, происходит выделение галактических групп. Эти группы начинают сжиматься и постепенно превращаются в звёздные системы. Сами звёзды также образуются за счёт сжатия облаков газа и пыли.
Растёт плотность и температура. Наконец, они повышаются до такой степени, что начинается термоядерная реакция. Так на небе возникает звезда или солнце. Звёзды бывают первого, второго и третьего поколения. В звёздах первого поколения наблюдается высокое содержание водорода и гелия. А вот примесей тяжёлых элементов мало. В звёздах второго поколения концентрация тяжёлых элементов более существенная, так как они образуются позже из того газа, который уже обогащён тяжёлыми элементами.
Звёзды рождаются, а галактика сжимается. Она приобретает рукава, в которых продолжается процесс образования солнц. Это уже возникают звёзды третьего поколения. Именно к ним принадлежит и наше родное Солнце.
Наконец, звёздное скопление приобретает спиральную форму, а запасы газопылевых облаков начинают истощаться. Проходят миллиарды лет, и спиральная форма меняется на линзообразную, так как запасы газа и пыли исчерпываются. Поэтому рукава исчезают, а свечение звёзд становится слабым.
По своему возрасту галактики соответствуют возрасту Вселенной, а та, как известно, расширяется. Возраст её оценивается в 13,5 млрд. лет, а её существование началось после Большого Взрыва. Именно, благодаря ему, и образовалось большинство космических объектов.
Чем же завершится расширение нашего космического пространства ? Здесь существует два прогноза. В первом случае расширение через какое-то время закончится, и силы притяжения начнут стягивать звёздные системы обратно в кучу. Когда всё вещество Вселенной соберётся вместе, то опять последует Большой Взрыв, и родится новая Вселенная. Во втором случае гигантские скопления звёзд будут разбегаться вечно.
А где заканчивается Вселенная ? Здесь можно привести аналогию с Землёй. Двигаясь всё время в одну сторону, можно вернуться в начальную точку. То же самое, по всей видимости, происходит и в космосе. Только изогнуто в нём само пространство. Поэтому края, как такового, нет.
Существует ли разумная жизнь в других звёздных системах ? Во Вселенной триллионы звёзд, а возле них вращаются планеты. Вполне возможно, что на некоторых из них существует жизнь, аналогичная земной. Но, учитывая гигантские расстояния, обнаружить очаги разума очень сложно. Так что остаётся надеяться только на Его величество случай.
Может быть, "попутный ветер" занесёт представителей высокоразвитой цивилизации на просторы Млечного пути, да ещё и в рукав Ориона. Вот тогда земляне и увидят пришельцев во всём их первозданном великолепии. Это будет самое величайшее событие в истории человечества.
Cтатью написал Александр Щербаков
Как называется наша галактика?
Галактика - это гигантское скопление звезд, планет, газов и пыли, образующее что-то типа острова, медленно вращающегося в космическом пространстве.
Млечный Путь - такое название дали нашей Галактике, и наша Солнечная система (Солнце и вращающиеся вокруг него планеты) - лишь песчинка в этом огромном океане звезд.
Млечный Путь насчитывает около 100000 звезд, не говоря уже о маленьких планетах и спутниках. Она имеет форму диска, брошенного атлетом. Самое большое звездное скопление - в центре Галактики. Наша Галактика огромна, световым лучам потребуется (с их огромной скоростью) 100000 лет, чтобы пройти от одного конца к другому, но все же это одна из миллионов галактик во Вселенной.
Самая близкая к нам галактика - Туманность Андромеды. Свету понадобится 1,5 миллиона световых лет, чтобы преодолеть разделяющее нас расстояние. Если вы хотите знать, на что похож Млечный Путь, поглядите на небо ясной летней ночью. Вы увидите широкую звездную тропинку на небе, похожую на белую газовую ленту.
Команда Хаббла ежегодно выпускает сногсшибательную фотографию, чтобы отпраздновать годовщину запуска космического телескопа 24 апреля 1990 года. В этот раз они представили миру фотографию известной туманности «Конская Голова», которая находится в созвездии Ориона в 1500 световых годах от Земли.
NGC 5194
Эта большая галактика с хорошо развитой спиральной структурой, возможно, была первой обнаруженной спиральной туманностью. Хорошо видно, что ее спиральные рукава и пылевые полосы проходят перед галактикой-спутником – NGC 5195 (слева). Эта пара находится на расстоянии около 31 миллиона световых лет и официально принадлежит маленькому созвездию Гончих Псов.
Спиральная галактика M33
Средняя по размерам галактика из Местной группы. M33 называется также галактикой в Треугольнике по имени созвездия, в котором она находится. Примерно в 4 раза меньше (по радиусу), чем наша Галактика Млечный Путь и галактика Андромеды (M31), M33 гораздо больше многих карликовых галактик. Из-за того, что галактика M33 близка к M31, некоторые думают, что она является спутником этой более массивной галактики. M33 недалеко от Млечного Пути, ее угловые размеры более чем в два раза превышают размеры полной Луны, т.е. она прекрасно видна в хороший бинокль.
Квинтет Стефана
Эта группа галактик называется квинтет Стефана. Однако только четыре галактики из этой группы, расположенные в трехстах миллионах световых лет от нас, участвуют в космическом танце, то сближаясь, то удаляясь друг от друга. Лишнего найти довольно просто. Четыре взаимодействующие галактики имеют желтоватую окраску и искривленные петли и хвосты, форма которых обусловлена влиянием разрушительных приливных гравитационных сил. Голубоватая галактика, расположенная на картинке вверху слева, находится гораздо ближе остальных, всего в 40 миллионах световых лет от нас.
Галактика Андромеды
Галактика Андромеды - самая близкая к нашему Млечному Пути из гигантских галактик. Скорее всего, наша галактика выглядит примерно так же, как и эта. Сотни миллиардов звезд, составляющих галактику Андромеды, вместе дают видимое диффузное свечение. Отдельные звезды на изображении являются в действительности звездами нашей Галактики, расположенными гораздо ближе удаленного объекта.
Туманность Лагуна
В яркой туманности Лагуна находится множество различных астрономических объектов. К особенно интересным объектам относятся яркое рассеянное звездное скопление и несколько активных областей звездообразования.
Туманность Кошачий глаз
Туманность Кошачий глаз - это одна из самых известных планетарных туманностей на небе. Ее запоминающиеся симметричные формы видны в центральной части этого эффектного изображения в искусственных цветах, специально обработанного для того, чтобы показать огромное, но очень слабое гало из газообразного вещества, имеющего диаметр около трех световых лет.
Созвездие Хамелеона
Небольшое созвездие Хамелеона расположено вблизи южного полюса Мира. Картинка раскрывает удивительные черты скромного созвездия, в котором обнаруживаются множество пылевых туманностей и разноцветных звезд. По полю разбросаны голубые отражательные туманности.
Туманность Sh2-136
Космические пылевые облака, слабо светящиеся отраженным звездным светом. Далеко от знакомых нам мест на планете Земля, они прячутся на краю комплекса молекулярных облаков Ореол Цефея, удаленного от нас на 1200 световых лет. Туманность Sh2-136, находящаяся около центра поля, ярче других призрачных видений. Ее размер - более двух световых лет, и она видна даже в инфракрасном свете.Туманность Конская голова и светящаяся Туманность Ориона
Они находятся на расстоянии 1500 световых лет от нас в направлении самого узнаваемого небесного созвездия. А на сегодняшней замечательной составной фотографии туманности занимают противоположные углы. Знакомая всем туманность Конская голова - это маленькое тёмное облачко в форме головы лошади, вырисовывающееся на фоне красного светящегося газа в левом нижнем углу картинки.Крабовидная туманность
Эта путаница осталась после взрыва звезды. Крабовидная туманность является результатом взрыва сверхновой, который наблюдали в 1054 году нашей эры. Остаток сверхновой наполнен таинственными волокнами. Волокна не просто сложные на взгляд.Протяженность Крабовидной туманности составляет десять световых лет. В самом центре туманности находится пульсар - нейтронная звезда с массой, равной массе Солнца, которая умещается в области размером с небольшой городок.Мираж от гравитационной линзы
Изображённая на этой фотографии яркая красная галактика (LRG) исказила своей гравитацией свет от более удалённой голубой галактики. Чаще всего подобное искажение света приводит к появлению двух изображений далёкой галактики, однако в случае очень точного наложения галактики и гравитационной линзы изображения сливаются в подкову - почти замкнутое кольцо. Этот эффект был предсказан Альбертом Эйнштейном ещё 70 лет назад.Звезда V838 Mon
По неизвестным причинам в январе 2002 года внешняя оболочка звезды V838 Mon внезапно расширилась, сделав эту звезду самой яркой во всём Млечном Пути. Затем она снова стала слабой, также внезапно. Астрономы раньше никогда не видели подобную звёздную вспышку.Рождение планет
Как формируются планеты? Чтобы попытаться выяснить это, космический телескоп Хаббла получил задание пристально посмотреть на одну из самых интересных из всех туманностей на небе – Большую туманность Ориона. Туманность Ориона можно увидеть невооруженным глазом около пояса созвездия Ориона. Врезки на этом фото показывают многочисленные проплиды, многие из них – это звездные ясли, в которых, вероятно, находятся формирующиеся планетные системы.Звездное скопление R136
В центре области звездообразования 30 Золотой Рыбы находится гигантское скопление самых больших, горячих и массивных среди всех известных нам звезд. Эти звезды образуют скопление R136, запечатленное на этом изображении, полученном в видимом свете уже на модернизированном космическом телескопе Хаббл.NGC 253
Блестящая NGC 253 является одной из самых ярких спиральных галактик, которые мы видим, и в то же время одной из самых запыленных. Некоторые называют ее "галактика Серебрянный доллар", потому что в небольшой телескоп она имеет соответствующую форму. Другие называют ее просто "галактика в Скульпторе", потому что она находится в пределах южного созвездия Скульптор. Эта пылевая галактика находится на расстоянии 10 миллионов световых лет от нас.Галактика M83
Галактика M83 одна из самых близких к нам спиральных галактик. С расстояния, которое нас с ней разделяет, равного 15 миллионам световых лет, она выглядит совершенно обычной. Однако, если посмотреть поподробнее на центр M83 с помощью самых больших телескопов, эта область предстанет перед нами бурным и шумным местом.Туманность Кольцо
Она действительно похожа на кольцо на небе. Поэтому еще сотни лет назад астрономы назвали эту туманность согласно ее необычной форме. Туманность Кольцо также имеет обозначения M57 и NGC 6720. Туманность Кольцо относят к классу планетарных туманностей, это газовые облака, которые выбрасывают звезды похожие на Солнце в конце своей жизни. Ее размер превышает диаметр. Это один из ранних снимков Хаббла.Столб и джеты в туманности Киля
Этот космический газопылевой столб составляет в ширину два световых года. Структура находится в одной из самых крупных областей звездообразования нашей Галактики, туманности Киля, которая видна на южном небе и удалена от нас на 7500 световых лет.Центр шарового скопления Омега Центавра
В центре шарового скопления Омега Центавра звезды упакованы в десять тысяч раз плотнее, чем звезды в окрестности Солнца. На изображении видно множество слабых желто-белых звезд, меньше нашего Солнца, несколько оранжевых красных гигантов, а также случайных голубых звезд. Если вдруг две звезды сталкиваются, то может образоваться одна более массивная звезда, либо они образуют новую двойную систему.Гигантское скопление искажает и расщепляет изображение галактики
Многие из них – это изображения одной-единственной необычной, похожей на бусы, голубой кольцеобразной галактики, которая волей случая оказалась расположена за гигантским скоплением галактик. Согласно последним исследованиям, всего на картинке можно обнаружить не менее 330 изображений отдельных далеких галактик. Эта великолепная фотография скопления галактик CL0024+1654 была получена космическим телескопом им. Хаббла в ноябре 2004 года.Трехраздельная туманность
Прекрасная разноцветная Трехраздельная туманность позволяет исследовать космические контрасты. Известная также как M20, она находится на расстоянии около 5 тысяч световых лет в богатом туманностями созвездии Стрельца. Размер туманности – около 40 световых лет.Центавр А
Фантастическая куча молодых голубых звёздных скоплений, гигантские светящиеся газовые облака и тёмные пылевые прожилки окружают центральную область активной галактики Центавр А. Центавр A находится близко от Земли, на расстоянии 10 миллионов световых лет.Туманность Бабочка
Ярким скоплениям и туманностям на ночном небе планеты Земля часто дают имена по названиям цветов или насекомых, и туманность NGC 6302 не является исключением. Центральная звезда этой планетарной туманности исключительно горячая: температура ее поверхности составляет около 250 тысяч градусов Цельсия.Сверхновая
Изображение сверхновой звезды, вспыхнувшей в 1994 году на окраине спиральной галактики.Две сталкивающие галактики со слившимися спиральными рукавами
Выше и левее большой спиральной галактики из пары NGC 6050 можно увидеть третью галактику, которая также, вероятно, участвует во взаимодействии. Все эти галактики находятся на расстоянии около 450 миллионов световых лет от нас в скоплении галактик в Геркулесе. На таком расстоянии изображение охватывает область размером более 150 тысяч световых лет. И хотя этот вид кажется весьма необычным, сейчас учёные знают, что столкновения и последующие слияния галактик не редкость.Спиральная галактика NGC 3521
Находится на расстоянии всего лишь 35 миллионов световых лет от нас в направлении на созвездие Льва. Галактика, простирающаяся на 50 000 световых лет, обладает такими особенностями, как рваные спиральные рукава неправильной формы, украшенные пылью, розоватые области звездообразования и скопления молодых голубоватых звёзд.Разогретый газ
Несмотря на то, что этот необычный выброс был впервые замечен в начале двадцатого века, его происхождение все еще является предметом обсуждений. Показанная выше картинка, полученная в 1998 году космическим телескопом им.Хаббла, четко демонстрирует детали структуры джета. В наиболее популярной гипотезе предполагается, что источником выброса явился разогретый газ, вращающийся вокруг массивной черной дыры в центре галактики.Галактика Сомбреро
Вид галактики M104 напоминает шляпу, поэтому ее и назвали галактикой Сомбреро. На картинке видны отчетливые темные полосы пыли и яркое гало из звезд и шаровых скоплений. Причины, по которым галактика Сомбреро похожа на шляпу – необычно большой центральный звездный балдж и плотные темные полосы пыли, находящиеся в диске галактики, который мы видим почти с ребра.M17: вид крупным планом
Сформированные звездными ветрами и излучением, эти фантастические, похожие на волны образования находятся в туманности M17 (Туманность Омега) и входят в область звездообразования. Туманность Омега находится в богатом туманностями созвездии Стрельца и удалена на расстояние 5500 световых лет. Клочковатые сгущения плотного и холодного газа и пыли освещены излучением звезд, находящихся на изображении вверху справа, в будущем они могут стать местами звездообразования.IRAS 05437+2502
Что освещает туманность IRAS 05437+2502? Пока точного ответа нет. Особенно загадочным представляется яркая дуга в форме перевернутой буквы V, которая очерчивает верхний край похожих на горы облаков межзвездной пыли, находящихся около центра картинки. В общем, эта напоминающая призрак туманность включает небольшую область звездообразования, заполненную темной пылью.Она была впервые замечена на снимках, полученных спутником IRAS в инфракрасном свете в 1983 году. Здесь показано замечательное, недавно опубликованное изображение, полученное космическим телескопом им.Хаббла. Хотя на нем и видно много новых деталей, причину возникновения яркой, четкой дуги установить не удалось.Астрономы с помощью инструмента MUSE на Очень Большом Телескопе в Чили обнаружили звезду в скоплении NGC 3201, которая ведёт себя очень странно. Складывается такое ощущение, что она вращается вокруг невидимой чёрной дыры, масса которой приблизительно в четыре раза больше массы Солнца. Если это действительно так, что учёные обнаружили первую неактивную чёрную дыру звёздной массы, причём в шаровом звёздном скоплении. К тому же, она будет первой, обнаруженной непосредственно по её гравитации. Это очень важное открытие, которое обязательно окажет влияние на наше понимание формирования таких звёздных скоплений, чёрных дыр и происхождения событий высвобождения гравитационных волн.
Шаровые звёздные скопления потому так и названы, что они являются огромными сферами, содержащими несколько десятков тысяч звёзд. Они расположены в большинстве галактик, являются одними из самых старых известных звёздных объединений во вселенной, а их появление относят к времени начала роста галактики-хозяина и её эволюции. На сегодняшний день известны более чем 150 звёздных скоплений, принадлежащих Млечному Пути.
Одна из таких групп носит название NGC 3201, она расположена в созвездии Парус южного неба Земли. В данном исследовании она была изучена с помощью современного инструмента MUSE, установленного на Очень Большом Телескопе (VLT) Европейской Южной Обсерватории в Чили. Международная команда астрономов выяснила, что одна из звёзд в скоплении ведёт себя очень странно – колеблется вперёд и назад на скоростях в несколько сотен тысяч километров в час с определённой периодичностью в 167 дней. Обнаруженная звезда является звездой главной последовательности, находящейся в конце своей основной фазы жизни. Это означает, что она исчерпала своё водородное топливо и теперь становится красным гигантом.
Представление художника о неактивной чёрной дыре в скоплении NGC 3201. Источник: ESO/L. Calçada/spaceengine.org
С помощью MUSE в настоящее время проводится обзор 25-ти шаровых звёздных скоплений Млечного Пути. Эта работа позволит астрономам получить спектры от 600 до 27000 звёзд в каждом скоплении. Исследование включает анализ радиальных скоростей отдельных звёзд – скорости, с которой они движутся от Земли или к ней, то есть по линии визирования наблюдателя. Благодаря анализу радиальных скоростей можно измерить орбиты звёзд, а также свойства любого крупного объекта, вокруг которого они могут вращаться.
“Эта звезда вращается вокруг чего-то, что абсолютно невидимо. У него есть масса, которая больше Солнца в четыре раза, и это может быть только чёрной дырой. Получается, что мы впервые нашли подобный объект в звёздном скоплении, причём непосредственно наблюдая её гравитационное воздействие”, – восхищается ведущий автор работы Бенджамин Гисерс из Гёттингенского университета имени Георга-Августа.
Взаимосвязь между чёрными дырами и звёздными скоплениями выглядит для учёных очень важной, но таинственной. Из-за их больших масс и возрастов, эти скопления, как полагают, образовали большое количество чёрных дыр звёздной массы – объекты, образовавшиеся в результате взрыва крупных звёзд и коллапсирующих под воздействием силы всего скопления.
В отсутствие непрерывного образования новых звёзд, именно так и происходит в шаровых звёздных скоплениях, чёрные дыры звёздных масс вскоре становятся самыми крупными существующими объектами. Обычно такие дыры в шаровых скоплениях приблизительно в четыре раза крупнее, чем окружающие их звёзды. Недавно разработанные теории позволили прийти к заключению, что чёрные дыры формируют плотное ядро в группе, которое становится как бы отдельной частью скопления. Движения в центре группы должно было изгнать большинство чёрных дыр. Это означает, что только некоторые подобные объекты могли бы выжить после миллиарда лет.
Шаровое звёздное скопление NGC 3201. Синим кружочком показано предполагаемое расположение неактивной чёрной дыры. Источник: ESA/NASA
Сами чёрные дыры звёздной массы или попросту коллапсары формируются, когда погибают крупные звёзды, разрушаясь под действием своей собственной гравитации, и взрываются как мощные гиперновые. Оставшаяся чёрная дыра содержит большую часть массы прежней звезды, которая в несколько раз больше массы Солнца, а их размер больше нашего светила в несколько десятков раз.
Инструмент MUSE предоставляет астрономам уникальную возможность измерить движение до тысячи далёких звёзд одновременно. С этим новым открытием команда была впервые в состоянии обнаружить неактивную чёрную дыру в центре шарового скопления. Она уникальна тем, что в настоящее время не поглощает материю и не окружена раскалённым диском газа и пыли. А массу дыры удалось оценить благодаря её огромному гравитационному влиянию на саму звезду.
Поскольку никакое излучение не в состоянии убежать от чёрной дыры, основным методом их обнаружения является наблюдение радио или рентгеновской эмиссии, исходящей от горячего материала вокруг них. Но когда чёрная дыра не взаимодействует с горячей материей и не накапливает массы, и не испускает излучения, в этом случае её считают неактивной или невидимой. Поэтому требуется использовать другие методы их обнаружения.
Астрономам удалось определить следующие параметры звезды: её масса составляет приблизительно 0.8 массы Солнца, а масса её таинственного коллеги лежит в пределах 4.36 массы Солнца, почти точно это чёрная дыра. Поскольку неяркий объект этой двойной системы не может наблюдаться непосредственно, есть альтернативный метод, правда, менее убедительный, объясняющий то, что это может быть. Возможно, учёные наблюдают тройную звёздную систему, составленную из двух плотно связанных нейтронных звёзд, вокруг которых вращается звезда, которую мы и наблюдаем. Этот сценарий требует, чтобы каждая плотно связанная звезда была как минимум в два раза массивнее Солнца, а такая двойная система ранее никогда не наблюдалась.
Недавние обнаружения радио и рентгеновских источников в шаровых звёздных скоплениях, а также нахождение в 2016 году сигналов гравитационных волн, созданных слиянием двух чёрных дыр звёздной массы, предполагают, что эти относительно небольшие чёрные дыры могут быть распространены шире в скоплениях, чем предполагалось ранее.
“До недавнего времени нами предполагалось, что почти все чёрные дыры должны исчезнуть из шаровых звёздных скоплений через короткое время, и что системы, подобные этой, даже не должны существовать! Но в реальности дело обстоит не так. Наше открытие – первое прямое наблюдение гравитационных эффектов чёрной дыры звёздной массы в шаровом скоплении. Это открытие поможет нам в понимании формирования таких групп, развития чёрных дыр и двойных звёздных систем – жизненно важных в контексте понимания источников гравитационных волн”.