Реферат на тему: Наша галактика

Оглавление:

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

В одной из своих речей А. сказал. Эйнштейн (1929): «Честно говоря, мы не просто хотим узнать, как это работает, … но и достичь цели как можно более утопичной и смелой — понять, почему природа такая, какая она есть… Это протеиновый элемент научного творения».

Галактики являются предметом космогонических исследований с 1920-х годов нашего века, когда была достоверно установлена их истинная природа и выяснилось, что это не туманности, т.е. не облака газа и пыли, которые находятся вблизи нас, а огромные звездные миры, которые расположены на очень больших расстояниях от нас. Космологические открытия и исследования последних десятилетий во многом прояснили предысторию галактик и звезд, физическое состояние разряженной материи, из которой они образовались в очень далекие времена.

В центре всей современной космологии лежит фундаментальная идея — идея гравитационной нестабильности, поднимающаяся до Ньютона. Вещество не может оставаться однородно рассеянным в пространстве, так как взаимное притяжение всех частиц вещества стремится создать в нем утолщение определенных порядков величины и массы.

В ранней Вселенной гравитационная нестабильность усиливала изначально очень слабые неровности в распределении и движении материи и приводила к сильной гетерогенности в определенную эпоху: «блинчики» — протоскопии. Границами этих слоев конденсации были ударные волны, на фронтах которых изначально были невращающиеся, вихревые извилистые движения материи. Дезинтеграция слоев на отдельные утолщения, по-видимому, также произошла из-за гравитационной нестабильности, которая привела к протогалактическим движениям. Многие из них оказались быстро вращающимися из-за вихревого состояния вещества, из которого они образовались.

Фрагментация протогалактических облаков в результате их гравитационной неустойчивости привела к образованию первых звезд, и облака превратились в звездные системы — галактики. Те, которые имели быстрое вращение, таким образом, приобрели двухкомпонентную структуру — они образовали более или менее сферическое ореол и диск, в котором образовались спиралевидные оболочки, в которых рождение протогалактических звезд, которые имели более медленное вращение или вообще не вращались, превратилось в эллиптические или неправильные галактики.

Параллельно этому процессу возникла масштабная структура Вселенной — появились суперсейли галактик, которые, соединенные между собой по краям, образовывали признанные в последние годы клетки или соты.

Все вышеперечисленные вопросы требуют дальнейшего рассмотрения и изучения, что и является целью данной работы, целью которой является изучение нашей Галактики.

Основы структурной классификации галактик

Через 20-30 лет. XX век Хаббл разработал основу для структурной классификации галактик — огромных звездных систем, согласно которой выделяются три класса галактик:

IСпиральные галактики характеризуются двумя относительно яркими спиральными ветвями. Ветви возникают либо из яркого ядра (эти галактики обозначаются буквой S), либо из концов световой перемычки, пересекающей ядро (обозначается буквой SB).

Представитель — Галактика M82 в созвездии В. Медведей, не имеет четких очертаний и состоит в основном из горячих синих звезд и нагретых ими газовых облаков. М82 находится на расстоянии 6,5 миллионов световых лет. Примерно миллион лет назад в его центральной части произошел огромный взрыв, который принял тот облик, который имеет сегодня.

Спиральная галактика M51 в созвездии Hound Dog — одна из самых удивительных спиральных звездных систем. Расстояние до них около 8 миллионов световых лет. Утолщение в конце спиральной ветви — это отдельная поддельная галактика. Отдельные яркие звезды находятся в нашей галактике.

Эллиптические галактики (обозначены E) — это эллипсоидные галактики.

Представительная Кольцевая туманность в созвездии Лира находится на расстоянии 2100 световых лет и состоит из светящегося газа, окружающего центральную звезду. Этот корпус сформировался, когда старая звезда сбросила свою газовую крышку и погрузилась в космос. Звезда сжалась и стала белым карликом, сопоставимым по массе с нашим Солнцем и размерам с Землей.

Нерегулярные (нерегулярные) галактики (обозначены как I) — с нерегулярными формами.

Представитель — Большое Магеллановое Облако находится на расстоянии 165000 световых лет и, таким образом, ближайшая к нам галактика, рядом с ней находится меньшая галактика — Маленькое Магеллановое Облако. Они оба спутники нашей галактики.

Спиральные галактики подразделяются на подтипы a, c, s в зависимости от степени измельчения ветвей. Первая из них имеет аморфные ветви, вторая — клочья, третья — много клочья, а сердцевина всегда слаба и мала.

Во второй половине 1940-х гг. У. Баад (США) заметил, что с увеличением содержания горячих синих звезд, их скоплений и диффузных туманностей растут клочки спиральных ветвей и их синее пятно. Центральные части спиральных галактик более желтые, чем ветви, и содержат старые звезды (население второго типа, по Бааде, или население сферического компонента), в то время как плоские ветви спиральных галактик состоят из молодых звезд (население первого типа, или население плоского компонента).

Плотность звезд в космосе увеличивается по мере их приближения к экваториальной плоскости спиральных галактик. Эта плоскость является плоскостью симметрии системы, и большинство звезд остаются близко к ней, вращаясь вокруг центра галактики; периоды вращения составляют 10^7 — 10^9 лет. В этом случае внутренние части вращаются как твердое тело, а на периферии угловая и линейная скорости вращения уменьшаются с удалением от центра. Однако в некоторых случаях меньший сердечник («сердцевина») внутри сердечника вращается быстрее всего.

Аналогичным образом вращаются ложные галактики, которые также являются плоскими звездными системами.

Эллиптические галактики состоят из звезд второго типа.

Вращение было найдено только в самых сжатых. В них обычно нет космической пыли, которая отличается от нерегулярных и особенно спиральных галактик, где много светопоглощающей пыли.

В спиральных галактиках больше светопоглощающего, пыльного вещества. Она колеблется от нескольких тысяч до сотой части своей полной массы. Из-за концентрации пылевой материи в экваториальной плоскости она образует темную полосу в галактиках, обращенных к нам из ребер, которые выглядят как шпиндели.

Радиоастрономические наблюдения обнаружили скопления нейтрального водорода в галактиках. Его масса относительно мала в спиральных галактиках типа Va, достигает нескольких процентов в Vv и достигает 10 процентов массы звезд в галактиках Sc, а также в ложных галактиках.

Большую часть времени нейтральный водород — основной компонент газа галактик — находится в узком экваториальном слое, но некоторые облака наблюдаются далеко, где нет очень горячих звезд, способных ионизировать его и довести до состояния свечения.

Последующие наблюдения показали, что описываемая классификация недостаточна для систематизации всего разнообразия форм и свойств галактик. Обнаружено, что галактики занимают определенное промежуточное положение между спиральными галактиками и эллиптическими галактиками (известными как Yo). Эти галактики имеют огромное центральное утолщение и окружающий плоский диск, но спиральные ветви отсутствуют. В 1960-х годах были открыты многочисленные галактики, похожие на пальцы и имеющие форму диска, со всеми градациями горячих звезд и пыли. Уже в 1930-х годах в созвездиях Офена и Бильдхауэра были обнаружены эллиптические карликовые галактики с крайне низкой поверхностной яркостью, настолько маленькие, что эти, одни из ближайших к нам, эти галактики, даже в их центральной части, едва видны в небе. С другой стороны, в начале 1960-х годов были открыты многие далекие компактные галактики, самые далекие из которых неотличимы от звезд даже в самых мощных телескопах. Они отличаются от звезд спектром, в котором видны яркие линии излучения с большими красными смещениями, соответствующими такому большому расстоянию, что даже самые яркие отдельные звезды не видны. В отличие от обычных далеких галактик, где сочетание истинного распределения энергии в их спектре и красных смещений делает их красноватыми, наиболее компактные галактики (называемые также квазизвездными галактиками) имеют голубоватый цвет. Обычно эти объекты в сто раз ярче, чем обычные супергигантские галактики, но есть и более слабые галактики. Во многих галактиках было открыто радиоизлучение нетепловой природы, которое, по теории русского астронома И.С. Шкловского, образуется при замедлении в магнитном поле электронов и более тяжелых заряженных частиц, движущихся со скоростями, близкими к скоростям света (известными как синхротронное излучение). Такие скорости частиц создаются большими взрывами внутри галактик.

Компактные отдаленные галактики с сильным нетепловым излучением называются N галактиками.

Звездообразные источники с таким радиоизлучением называются квазарами (квазарные радиоисточники), а галактики с сильным радиоизлучением и значительными угловыми размерами называются радиогалактиками.

Все эти объекты чрезвычайно удалены от нас, что затрудняет их изучение.

Радиогалактики с особенно сильным нетепловым излучением имеют преимущественно эллиптическую форму, есть также спиральные радиогалактики.

Большой интерес представляют так называемые галактики Саферты. В спектрах их маленьких ядер имеется много очень широких ярких полос, указывающих на сильные газовые выбросы из их центров со скоростью до нескольких тысяч км/сек. Некоторые из галактик Саферты имеют очень слабые нетепловые радиоизлучения. Возможно, что оптическое излучение от таких ядер, как в квазарах, не вызвано звездами и не имеет тепловой природы. Возможно, что сильное нетепловое излучение является временной стадией в эволюции квазаров.

Радиогалактики в нашем районе изучены более подробно, в частности, с использованием методов оптической астрономии. Некоторые из них имеют особенности, которые еще не до конца объяснены. В эллиптической галактике Кента, например, А обнаружила необычайно сильную темную полосу вдоль своего диаметра. Другая радиогалактика состоит из двух эллиптических галактик, которые расположены близко друг к другу и соединены перемычкой, состоящей из звезд.

Исследуя ложную галактику М82 в созвездии Великого Медведя, американские астрономы А. Сандж и С. Линдс пришла к выводу в 1963 году, что около 1,5 млн. лет назад в ее центре произошел мощный взрыв, который привел к выбросу горячих водородных струй во всех направлениях со скоростью около 1000 км/сек.

Сопротивление межзвездной среды препятствовало распространению газовых струй в экваториальной плоскости, и они двигались в основном в двух противоположных направлениях вдоль оси вращения Галактики. Этот взрыв, похоже, породил много электронов со скоростями, близкими к скорости света, которые были причиной нетеплового радиоизлучения.

Задолго до обнаружения взрыва в М82 советский астроном В.А. Амбарцумян выдвинул гипотезу о возможности взрывов в ядрах галактик для объяснения многих других фактов. По его мнению, такое вещество до сих пор находится в центре некоторых галактик и может разбиваться на части в результате взрывов, сопровождающихся сильным радиоизлучением.

Поэтому радиогалактики — это галактики, ядра которых находятся в процессе распада. Выброшенные плотные куски все еще дробятся и могут образовывать новые галактики — сестры или спутники меньших галактик. В то же время скорость полета фрагментов может достигать огромных значений. Исследования показали, что многие группы и даже кластеры галактик распадаются: Их члены дрейфовали бесконечно, как будто все они образовались в результате взрыва.

Причины образования так называемых взаимодействующих галактик, открытые в 1957-58 гг. советским астрономом Б.А.Воронцовым — Вильяминовым, пока не ясны. Это пары или близкие группы галактик, в которых один или несколько членов проявляют явные искажения формы, придатки; иногда они погружаются в общую светящуюся туманность.

Существуют такие тонкие коллапсы, которые соединяют пару галактик, и «хвосты», которые направлены в сторону от соседней галактики, как будто отталкиваются от нее. Прыжки иногда бывают двойными, что говорит о том, что искажения в формах взаимодействующих галактик не могут быть объяснены приливными явлениями. Часто большая галактика соединяет одну из своих ветвей, иногда деформированную, со спутником. Все эти детали, как и сами галактики, состоят из звезд и иногда диффузной материи.

Галактики часто встречаются в космосе парами и большими группами, иногда в виде галактических скоплений с сотнями галактик.

Наша галактика с Магеллановыми Облаками и другими близлежащими галактиками, вероятно, также является отдельным локальным галактическим скоплением. Магеллановы Облака и наша галактика, похоже, погружены в обычное водородное облако. Группы и кластеры галактик различаются по типу галактик, из которых они состоят. Иногда они включают в себя только спиральные и нерегулярные галактики, иногда только эллиптические галактики, иногда и те и другие. Ближайшие к нам галактики — это разгруженное галактическое облако в Большом Диппер и неправильные скопления в созвездии Девы. Обе содержат галактики всех типов. Очень богатое и компактное галактическое скопление E и So в созвездии Волосы Вероники насчитывает тысячи членов. Светимость и размеры галактик очень разные.

Галактики — супергиганты имеют светимость в 10 раз выше Солнца, квазары в среднем в 100 раз ярче; самые слабые из известных галактик — карлики сравнимы с обычными шаровыми скоплениями в нашей галактике. Их светимость примерно в десять раз больше, чем у Солнца.

Размеры галактик очень разнообразны и варьируются от десятков парсеков до десятков тысяч парсеков.

Пространство между галактиками, особенно внутри галактических скоплений, иногда, кажется, содержит космическую пыль. Радиотелескопы не обнаруживают в них значительного количества нейтрального водорода, но космические лучи проникают в них так же, как и электромагнитное излучение.

Мы знаем около 1.5 тысяч ярких галактик (до 13-ой звездной величины). Морфологический каталог галактик» (состоит из четырех томов), уже составленный в СССР (публикация завершена в 1968 г.), содержит информацию о 30 тыс. галактик ярче 15 звезд. Они покрывают 3/4 всего неба. 5-метровый телескоп доступен для нескольких миллиардов галактик до 21 звезды. Такие галактики отличаются от самых слабых звезд лишь небольшим размытием изображения.

Галактика состоит из множества звезд различного типа, а также звездных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей и отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвездном пространстве. Большинство из них занимают линзовидный объем с поперечным сечением около 30 и толщиной около 4 килограммов (около 100 000 и 12 000 световых лет, соответственно). Меньшая часть заполняет почти сферический объем радиусом около 15 килограммов (около 50 тысяч световых лет).

Все компоненты галактики соединены в единую динамическую систему, вращающуюся вокруг малой оси симметрии. Для земного наблюдателя внутри Галактики он представлен как Млечный Путь (отсюда и его название — «галактика») и совокупность отдельных звезд, видимых на небе.

Звезды и межзвездное газово-пылевое вещество заполняют объем галактики неравномерно: Они наиболее концентрированы вблизи плоскости, перпендикулярной оси вращения галактики, и плоскости симметрии (так называемой галактической плоскости). Рядом с пересечением этой плоскости с небесной сферой (галактическим экватором) виден Млечный Путь, центральная линия которого представляет собой почти большой круг, так как Солнечная система находится вблизи этой плоскости. Млечный Путь — это скопление большого количества звезд, которые сливаются в широкую белую полосу; однако звезды, проецируемые бок о бок на небо, настолько далеки в пространстве, что не могут сталкиваться, даже если они движутся к полюсам Галактики с большой скоростью (десятки и сотни км/с) (их северный полюс находится в созвездии Волосковая Вероника). Общее количество звезд в галактике оценивается в 100 миллиардов.

Межзвездное вещество также неравномерно распределено в пространстве и в основном сконцентрировано вблизи Галактической плоскости в виде глобул, отдельных облаков и туманностей (от 5 до 20-30 парсеков в кресте), их комплексов или аморфных диффузных образований.

Особенно мощные темные туманности, относительно близко расположенные к нам, появляются невооруженным глазом в виде темных отверстий неправильной формы на фоне полосы Млечного Пути; дефицит звезд в них является результатом поглощения света этими неосвещенными облаками пыли.

Многие межзвездные облака освещаются близлежащими звездами с высокой яркостью и появляются в виде световых туманностей либо потому, что они светятся как отраженный свет (если они сделаны из космической пыли), либо в результате возбуждения атомов и последующего высвобождения энергии (если они являются газовыми туманностями).

Наша галактика — Млечный Путь

Наша галактика — это звездная система, в которую погружена Солнечная система, так называемый Млечный Путь.

Млечный Путь — это грандиозное звездное скопление, видимое в небе как светлая полоса туманности. В древнегреческом языке слово «glacticos» означает «молочный», «молочный», поэтому Млечный Путь и подобные ему звездные системы называют галактиками.

Наша галактика, Млечный Путь, имеет более 200 миллиардов звезд различной яркости и цвета.

Окружающая среда Солнца — это объем галактики, в котором современная астрономия может наблюдать и изучать звезды различных типов. Как показывает практика, это «шар», содержащий около 1,5 тыс. звезд. Радиус этого шара 20 парсеков. В настоящее время около Солнца изучаются все или почти все звезды, за исключением очень карликовых звезд, которые излучают очень мало света.

В непосредственной близости от Солнца — шара с радиусом около 5 парсеков — исследованы абсолютно все звезды — их около 100.

Большинство из них (почти две трети) — очень слабые красные карлики с массой в 3-10 раз меньше, чем у солнца. Солнечные звезды очень редки, только 6% из них. Белые и желтоватые звезды весят от 1,5 до 2 солнечных единиц. Более массивных звезд (астрономам известны звезды с массой около 100 масс Солнца) в непосредственной близости от Солнца не обнаружено, что свидетельствует об их большой редкости. Помимо живых звезд, ученые обнаружили еще 7 белых карликов в этом томе.

Ближайшей звездой к Солнцу сегодня считается бледно-красный карлик Проксима (от латинского «ближайшая») — составная часть тройной системы альфа-Центавра.

Расстояние до Проксима — 1,31 пк, свет от него до нас идет 4, 2 года. Будущие исследования покажут, насколько Proxima достойна своего названия и нет ли — естественно, более слабых — звезд еще ближе к Солнцу.

Наши предки объединили все звезды в группы — созвездия.

Созвездия не являются физическими группами звезд, связанными общими свойствами.

Созвездия — это части звездного неба. Звезды в созвездиях объединяются нашими предками для облегчения навигации по звездному небу, т.е. исходя из случайного соответствия их положения на небе.

Все небо разделено на 88 созвездий с именами мифических героев (например, Геркулес, Персей), животных (например, лев, жираф), объектов (например, Весы, Лира) и др.

Звездные скопления — это их группы с общими физическими свойствами. Эти скопления отличаются от созвездий, которые возникают в результате случайного совпадения положения звезд на небе.

Наблюдения в 19 веке показали, что звездные скопления делятся на воздушные шары и рассеянные скопления. Во второй половине XX века к этим классам звездных скоплений добавилось еще одно объединение звезд.

Некоторые из звездных групп принадлежат нашей галактике.

Звездные скопления воздушных шаров — древнейшие объекты в нашей галактике: они образовались в то же самое время, что и она. Расстояния до этих кластеров очень большие — тысячи парсеков. Сейчас мы знаем о более чем 150 группах воздушных шаров, но, возможно, их несколько сотен в Галактике.

Рассеянное звездное скопление состоит из нескольких сотен или тысяч звезд. Масса разбросанных кластеров невелика, и их гравитационное поле долго не выдерживает разрушения кластеров. Поскольку они существуют уже около миллиарда лет, они растворяются в океане галактики. Ассоциация представляет собой группу молодых звезд, объединенных общим образованием. Они более щадящие, чем пробки.

Многие детали строения Млечного Пути скрыты от глаз земного наблюдателя. Однако они изучаются на примере других галактик, подобных нашей, например, туманности Андромеды (как это делал немецкий астроном Вальтер Баад в 1940-х годах XX века).

В результате структура Галактики характеризуется плоским линзовидным диском, погруженным в сферическое облако звезд — ореол. В результате галактика имеет форму двойной выпуклой линзы, похожей на зерно чечевицы.

Звезды галактического диска называются популяциями I типа, звезды ореола — популяциями II типа.

Одной из наиболее интересных областей Галактики считается ее центр или ядро, которое расположено в направлении созвездия Стрельца. Видимое излучение центральных областей Галактики полностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи. Предполагается, что в центре галактики существует массивный компактный объект — черная дыра весом около миллиона масс Солнца.

Одно из самых поразительных образований на дисках таких галактик, как наша — спиральные ветви (или стручки).

Разнообразие галактик

Метаглактис, часть Вселенной, доступная для современных методов астрономических исследований, содержит несколько миллиардов галактик — звездных систем, в которых звезды соединены гравитацией.

Есть галактики, которые содержат триллионы звезд. Наша галактика, Млечный Путь, также довольно велика (здесь более 200 миллиардов звезд). В самых маленьких галактиках звезд в миллион раз меньше. Помимо обычных звезд, галактики содержат межзвездный газ, пыль и различные экзотические объекты: Белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры.

Самые яркие и близкие галактики в небе — Магеллановы Облака. Они являются одними из крупнейших астрономических объектов, видимых на небе.

Внешний вид и структура звездных систем очень различны, и, соответственно, галактики делятся на морфологические типы: эллиптические, спиральные, нерегулярные.

Наша галактика принадлежит к спиральному типу.

Спиральная структура в нашей галактике очень хорошо развита.

Галактики редко наблюдаются в одиночку. Более 90% ярких галактик находятся либо в маленьких группах с несколькими большими членами, либо в кластерах со многими тысячами.

Рядом с нашей галактикой, в радиусе полутора мегапарсек, есть еще около 40 галактик, образующих локальную группу.

Кластеры Галактики — самые большие стабильные системы во Вселенной. Есть также более длинные формирования: Цепочки кластеров или огромные плоские поля, замусоренные галактиками и скоплениями («стенами»), но гравитация не удерживает эти системы и они расширяются вместе со всей Вселенной.

Заключение

Наконец, мы подведем итог основным выводам. Из исследуемого материала можно сделать следующие выводы.

Сегодня астрофизики с полным основанием называют золотой век астрофизики — удивительные и по большей части неожиданные открытия в мире звезд следуют друг за другом. В последнее время Солнечная система является объектом прямых экспериментальных, а не только наблюдательных исследований. Полеты межпланетных космических станций, орбитальных лабораторий, экспедиции на Луну принесли много новых специфических открытий о Земле, околоземном пространстве, планетах и Солнце. Мы живем в эпоху удивительных научных открытий и великих достижений. Самые невероятные фантазии вдруг очень быстро становятся реальностью. Давным-давно люди мечтали раскрыть тайны галактик, разбросанных по всей вселенной.

Остается только гадать, как быстро наука выдвигает различные гипотезы и сразу же их опровергает. Но астрономия не стоит на месте: появляются новые способы наблюдения, модернизируются старые. С изобретением радиотелескопов, например, астрономы могут «наблюдать» расстояния, которые казались недоступными в 1940-х годах. Однако необходимо четко осознавать, насколько велика эта дистанция и какие огромные трудности еще предстоит преодолеть на пути к звездам.

Список литературы

Воронцов-Веляминов Б.А. Очерки о Вселенной. Ezd.6, прерывания и дополнения. — М., Наука. 1965 . — – 728 с.
Горелов А.А. Концепции современной науки: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, преподающих гуманитарные дисциплины. — М.: Гуманит. Опубликовано Центром «ВЛАДОС», 2002.
Концепция современной естественной истории: Под редакцией профессора С.И. Самыгина. Изд. Третий. Ростов Н.Д.: «Феникс», 2003 — 576 с.
Найдыш В.М. концепции современной науки. Учебник. М.,1994.
Николас Г., Пригожин И. Знания о комплексе. М.,1995.
E. От существующего к новому. М. ,1984.