краев яркой прямой перемычки, пересекающей центр галактики и выходящей далеко за пределы галактического ядра. В зависимости от характера спиральной структуры, от того, как раскручиваются спиральные ветви, как быстро они удаляются от ядра (или перемычки) — и нормальные, и пересеченные спирали подразделяются еще на несколько подтипов, обозначаемых буквами а, Ь, с ... Например, Sa, SBc и т. д. (см. рис. 2.1.31). Наша Галактика, вероятней всего, относится к типу Sb. Существует также промежуточный тип между эллиптическими галактиками и спиралями. Они получили название линзообразных (обозначаются 50). У линзообразных галактик различается ядро, диск и слабый ореол (гало) вокруг него. В наружных частях диска иногда видны зачатки (или остатки) спиральных рукавов и перемычки, а иногда наблюдается наружное кольцо. Любопытно, что этот тип галактик был предсказан теоретически, и лишь затем они были обнаружены. Наиболее многочисленны спиральные галактики (50 %), эллиптические составляют около 25 %, линзообразные — около 20 %, а на долю крупных неправильных (иррегулярных) галактик приходится только 5 %. Фотографии некоторых галактик приводятся на рис. 2.1.32-2.1.35.
Рис. 2.1.32. Эллиптические галактики
Основные типы галактик отличаются не только по своему внешнему виду, но и по составу, структуре и характеру движения. В эллиптических галактиках нет звездных дисков, они состоят как бы из одной сферической составляющей. Плотность звезд в них плавно убывает с расстоянием от центра галактики. Эти галактики практически не содержат газа, в их составе нет также молодых звезд; видимо, процесс звездообразования в них уже закончился. Звезды вращаются вокруг центра эллиптической галактики в самых различных плоскостях, а сами галактики, как целое, вращаются очень медленно. По размерам они охватывают широкий диапазон — от 3 кпк (карликовые галактики) до гигантских галактик диаметром 100 кпк. Соответственно, массы их изменяются от 106 до 1012 M⊙ , а светимость от 106 до 1011 M⊙ .
Рис. 2.1.33. Спиральные галактики
Спиральные галактики представляют собой сильно уплощенные звездные системы. Подобно нашей Галактике, они состоят из диска и гало, в центральной части их расположено сфероидальное вздутие (балдж), внутри которого находится галактическое ядро. В спиральных ветвях диска сосредоточены самые яркие молодые звезды, диффузные туманности, молодые звездные скопления и ассоциации. Поэтому спиральный узор в галактиках так отчетливо выделяется, хотя на долю спиральных ветвей приходится всего несколько процентов массы каждой галактики. Основная масса звезд равномерно распределена в галактическом диске. Их химический состав близок к солнечному. Звезды вращаются вокруг центра галактики по почти круговым орбитам в плоскости, совпадающей с плоскостью диска. Звезды гало имеют сфероидальное пространственное распределение, сильно концентрируясь к центру галактики. Они вращаются по сильно вытянутым эллиптическим орбитам, наклоненным под всевозможными углами к галактической плоскости. Звезды гало относительно бедны тяжелыми элементами, это наиболее старые звезды спиральных галактик — их возраст порядка 10 млрд лет. Диапазон масс и светимостей у спиральных галактик более узкий, чем у эллиптических: массы заключены в пределах от 109 до 1012 M⊙ , а светимость от 108 до 1011 M⊙ .
Рис. 2.1.34. Неправильная галактика М 82
В неправильных галактиках полностью отсутствует сферическая составляющая. Большинство звезд сосредоточено в плоском диске, но спиральных ветвей в нем нет, отсутствует также галактическое ядро. В них много молодых звезд и много газа, в некоторых галактиках газ составляет до 50 % общей массы.
Рис. 2.1.35. Взаимодействующие галактики: спиральная галактика М 51 и ее спутник— галактика NGC 5195
Описанные основные типы галактик не исчерпывают всего их многообразия. Известный советский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов изучил с помощью микроскопа (!) фотографические снимки неба («Паломарский атлас»). Он описал многие сотни пекулярных галактик, каждая из которых имеет совершенно уникальную форму. Среди них Б. А. Воронцов-Вельяминов выделил особый тип взаимодействующих галактик. Это, как правило, двойные галактики, в которых между компонентами наблюдаются перемычки светлой и темной материи или хвосты, уходящие далеко в межгалактическое пространство. Считается, что наша Галактика вместе с ее ближайшими спутниками Магеллановыми Облаками также образует взаимодействующую систему. От Магеллановых Облаков в сторону нашей Галактики движется поток газа, полная масса которого составляет не менее 100 млн солнечных масс. На небе этот поток образует длинную полосу, протянувшуюся из южного полушария в северное более чем на 90°. Однако ни в какие оптические телескопы его не видно, он был обнаружен по радиоизлучению нейтрального водорода на волне 21 см.
Особый тип галактик представляют галактики с активными ядрами[116] . Хотя доля объема, занимаемого ядрами галактик, ничтожна (менее 10-15 от полного объема галактики), количество энергии, излучаемое активными ядрами (их светимость), составляет заметную долю от светимости галактики в целом. При этом светимость ядра не остается постоянной, она может заметно меняться за время от нескольких недель до нескольких месяцев. В некоторых случаях из активных ядер истекают потоки газа, движущегося со скоростями в несколько десятков тысяч километров в секунду.
К числу галактик с активными ядрами относятся радиогалактики. У обычных галактик светимость в радиодиапазоне в миллионы раз меньше, чем в оптическом. Радиогалактики излучают в радиодиапазоне столько же энергии, как и в оптической области спектра (или даже больше). Эти мощные потоки радиоволн являются следствием тех бурных процессов, которые протекают в ядре галактики. Из ядра радиогалактик выбрасываются интенсивные потоки элементарных частиц (космических лучей), движущихся с околосветовыми скоростями, чаще всего в двух противоположных направлениях. Двигаясь в магнитном поле, электроны космических лучей порождают мощное синхротронное радиоизлучение. За счет этого процесса вблизи таких галактик образуются интенсивные радиоисточники, по размерам превосходящие размеры самой галактики. Примером может служить один из ярчайших источников Лебедь А (рис. 2.1.36).
Рис. 2.1.36. Радиогалактика Лебедь А. а) Фотография оптической галактики.б) Распределение радиоизлучения, область оптической галактики выделена прямоугольником
Долгое время самыми загадочными объектами за пределами нашей Галактики оставались квазары (квазизвездные радиоисточники). Они были обнаружены в 1963 г. и поистине стали астрономической сенсацией. Для объяснения квазаров было выдвинуто много остроумных гипотез, но постепенно стала проясняться их связь с галактическими ядрами. На фотографиях квазары выглядят, как слабые голубоватые звездочки. Однако спектр их совершенно не похож ни на спектр звезд, ни на спектр галактик. В отличие от линий поглощения звездного спектра, спектр квазаров содержит яркие эмиссионные линии. Когда было
