Версия 06:05, 27 марта 2012

Гипермаркет знаний>>Естествознание>>Естествознание 11 класс>> Столкновения галактик

                                                                                        4.2.3. Столкновения галактик

Галактики  Местной  группы  движутся  вокруг  общего  центра  масс. Сравнительно недавно, в 1993 г., были опубликованы результаты сравнения положения самой близкой к нам галактики - Большого Магелланового облака (БМО) -  произведенного  с  интервалом  в 17  лет.  Скорость  движения  БМО оказалась  неожиданно  высокой. Как  и  в  случае движения шаровых  скоплений в гало Галактики, приходится признать, что полная масса нашей Галактики и других больших спиральных галактик Местной группы на девять десятых состоит из невидимого, но  действующего  через  гравитационное поле вещества. Кроме того, выяснилось, что орбита движения галактики-спутника, каковой  является  БМО  по  отношению  к  нашей  галактике,  проходит  достаточно близко  к  гало Млечного пути и приливные  гравитационные  силы деформируют БМО. Возможно, поэтому она не имеет спиральной структуры и относится к галактикам с нерегулярной формой. В результате неоднократных сближений  двух  галактик  от  Большого  Магелланового  облака  отделилась длинная тонкая дуга из вещества, падающего на нашу Галактику. Таким образом в нее вносится не только водород газопылевых облаков, но и звезды и рассеянные  звездные  скопления. По  оценкам  астрономов  за  время  порядка  10 млн. лет все вещество БМО «перетечет» в Млечный путь. Еще несколько десятилетий  назад  подобные процессы  считались  бы  совершенно фантастическими!

Независимые  подтверждения явлений,  как  столкновения  и (или)слияние  галактик,  были  получены  в  результате спутниковых наблюдений в ИК-области спектра.  В  частности, запущенный в 1983 г  космический аппарат IRAS  позволил  получить  целый  ряд снимков  нового  класса  объектов -  инфракрасных  галактик.  Их особенностью является  громадная  светимость,  в 100 000 раз большая, чем обычных види мых галактик.  В  видимом  диапазоне  такие  галактики  не  проявляют  себя,  так  как  содержат  большое  количество  пыли  и  газа.  Пыль  очень  эффективно  поглощает ультрафиолетовое и видимое световое излучение, скрывая тем самым источник  большого  энерговыделения  от  прямых  наблюдений. Однако  поглощенная  пылью  энергия  не  пропадает,  а  переизлучается  в ИК-диапазоне. Оказалось,  что  ИК-источники  со  светимостью  на  уровне  квазаров  обнаружены только среди сливающихся  галактик и на снимках можно видеть различные этапы  близкого  взаимодействия  двух  галактик.  Более  того,  эти  результаты позволили  предположить,  что  если яркими источниками  в  галактиках  являуются в процессах столкновения двух богатых газом и пылью галактик.
Так как число квазаров велико, - это ознает, что столкновение галактик являются не таким уж экзотическим явлением.



В отличие  от  процессов  столкновения  в  микромире,  где  наибольший  эффект  приносят  столкновения частиц при высокой скорости относительного движения, при столкновении двух  галактик  наибольший  эффект достигается  при малой  скорости  прохождения  галактик  друг  через  друга. Здесь важно, чтобы было достаточное время  взаимодействия  двух  систем, при  котором  возможно  развитие  приливных  волн,  наподобие  приливов  в сплошной среде - земном океане. В зависимости от типа галактик и конкретной геометрии  сближения  столкновения могут приводить  к появлению изогнутых «мостов»,  направленных  навстречу,  и «хвостов»  из  вытолкнутых
звезд  с противоположной  стороны  галактического диска. Возможно появление  фрагментов,  вращающихся  перпендикулярно  галактической  плоскости, звездных или газовых колец, светящихся отростков и волокон.
 
После  открытия  инфракрасных  галактик  встал  вопрос  о  причинах «эпидемии»  звездообразования  в  сталкивающихся  галактиках. Было  известно, что новые звезды образуются в сгущениях газопылевых облаков обычных галактик. В Млечном пути образуется по две-три новых звезды ежегодно. При столкновении скорость образования возростает на два порядка. Это значит, что сопоставимое по общей массе газопылевое облако стягивается при столкновении в центральную часть и его плотность резко возрастает. Почему?

С  помощью  компьютерного  моделирования  было  показано,  что  при столкновении галактик звезды и межзвездный газ не могут больше двигаться согласованно, так как, в отличие от потоков звезд, газовые потоки при столкновении  порождают  мощные  ударные  волны  и  взаимно  тормозятся.  При уменьшении  орбитальной  скорости гравитации  может  сжимать  пылегазовые  облака  к  центрам  галактик. Некоторые звезды образуются в процессе сжатия облаков. Но большая часть газа, собранного в центрах сталкивающихся галактик, падает по сходящейся спирали на центр масс  слившейся пары,  где и возникает более интенсивная вспышка образования новых звезд.

В ближайшей окрестности Местной группы наиболее  заметной и наиболее массивной концентрацией галактик является скопление Дева с примыкающим к нему окружением других, меньших галактик. Это Местное сверх-скопление, центр  его лежит на расстоянии 40-80 млн.  св. лет от Солнечной системы. Местная  группа  галактик под действием поля  тяготения Местного сверхскопления приближается к нему со скоростью 250 км в секунду. Около десяти лет  тому назад было установлено, что Местное сверхскопление, следующее по удаленности от нас сверхскопление Гидра - Кентавр и целый ряд других скоплений и сверхскоплений движутся в направлении некоторой концентрации  масс,  приме ения. Мало  изученное  пока  образование,  к  которому  направлен  поток галактик,  получило  название  Великий  аттрактор.  Если  его  существование подтвердится, то спектр масс во Вселенной пополнится еще одной «точкой», представляющей самую большую концентрацию вещества, которую удалось обнаружить человеку.

И наконец самое большое движение, в котором участвуют все без исключения галактики - это взаимное хаббловское разбегание. Оно было обнаружено Хабблом  в 1929  г. на основании красного  смещения линий излучения водорода в спектрах почти всех галактик.

Концепции современного естествознания. Стародубцев В.А., 2-е изд., доп. — Томск.: Том. политех. ун-т, 2002. — 184 с.

Содержание урока
 конспект урока
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.