1845 წელს ინგლისელმა ასტრონომმა ლორდ როსმა აღმოაჩინა სპირალური ტიპის ნისლეულების მთელი კლასი. მათი ბუნება მხოლოდ მეოცე საუკუნის დასაწყისში ჩამოყალიბდა. მეცნიერებმა დაამტკიცეს, რომ ეს ნისლეულები ჩვენი გალაქტიკის მსგავსი უზარმაზარი ვარსკვლავური სისტემებია, მაგრამ ისინი მისგან მრავალი მილიონი სინათლის წლის მანძილზე არიან დაშორებული.
ზოგადი ინფორმაცია
სპირალური გალაქტიკები (ამ სტატიაში მოცემული ფოტოები ასახავს მათი სტრუქტურის თავისებურებებს) ჰგავს წყვილი თეფშების ერთმანეთზე დაწყობილ ან ორმხრივ ამოზნექილ ლინზას. მათ შეუძლიათ აღმოაჩინონ როგორც მასიური ვარსკვლავური დისკი, ასევე ჰალო. ცენტრალურ ნაწილს, რომელიც ვიზუალურად წააგავს შეშუპებას, საყოველთაოდ უწოდებენ ამობურცულს. და ბნელ ზოლს (ვარსკვლავთშორისი გარემოს გაუმჭვირვალე ფენა), რომელიც გადის დისკის გასწვრივ, ეწოდება ვარსკვლავთშორისი მტვერი.
სპირალური გალაქტიკები ჩვეულებრივ აღინიშნება ასო S-ით. გარდა ამისა, ისინი ჩვეულებრივ იყოფა სტრუქტურის ხარისხის მიხედვით. ამისათვის მთავარ პერსონაჟს ემატება ასოები a, b ან c. ამრიგად, Sa შეესაბამება განუვითარებელ გალაქტიკასსპირალური სტრუქტურა, მაგრამ დიდი ბირთვით. მესამე კლასი - Sc - ეხება მოპირდაპირე ობიექტებს, სუსტი ბირთვით და ძლიერი სპირალური ტოტებით. ზოგიერთ ვარსკვლავურ სისტემას ცენტრალურ ნაწილში შეიძლება ჰქონდეს ჯუმპერი, რომელსაც ჩვეულებრივ ბარს უწოდებენ. ამ შემთხვევაში აღნიშვნას ემატება სიმბოლო B. ჩვენი გალაქტიკა არის შუალედური ტიპის, ჯემპერის გარეშე.
როგორ ჩამოყალიბდა სპირალური დისკის სტრუქტურები?
ბრტყელი დისკის ფორმის ფორმები აიხსნება ვარსკვლავური გროვების ბრუნვით. არსებობს ჰიპოთეზა, რომ გალაქტიკის ფორმირებისას ცენტრიდანული ძალა ხელს უშლის ეგრეთ წოდებული პროტოგალაქტიკური ღრუბლის შეკუმშვას ბრუნვის ღერძის პერპენდიკულარული მიმართულებით. თქვენ ასევე უნდა იცოდეთ, რომ ნისლეულების შიგნით გაზებისა და ვარსკვლავების გადაადგილების ბუნება არ არის იგივე: დიფუზური მტევნები უფრო სწრაფად ბრუნავენ, ვიდრე ძველი ვარსკვლავები. მაგალითად, თუ გაზის დამახასიათებელი ბრუნვის სიჩქარეა 150-500 კმ/წმ, მაშინ ჰალო ვარსკვლავი ყოველთვის უფრო ნელა მოძრაობს. და ასეთი ობიექტებისგან შემდგარ ამობურცულებს ექნებათ დისკებზე სამჯერ დაბალი სიჩქარე.
ვარსკვლავური გაზი
მილიარდობით ვარსკვლავური სისტემა, რომელიც მოძრაობს თავის ორბიტაზე გალაქტიკების შიგნით, შეიძლება ჩაითვალოს ნაწილაკების ერთობლიობად, რომლებიც ქმნიან ერთგვარ ვარსკვლავურ გაზს. და რაც ყველაზე საინტერესოა, მისი თვისებები ძალიან ახლოს არის ჩვეულებრივ გაზთან. მასზე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი ცნებები, როგორიცაა "ნაწილაკების კონცენტრაცია", "სიმკვრივე", "წნევა", "ტემპერატურა". ბოლო პარამეტრის ანალოგი აქ არის საშუალო ენერგიავარსკვლავების „ქაოტური“მოძრაობა. ვარსკვლავური აირით წარმოქმნილ მბრუნავ დისკებში შეიძლება გავრცელდეს სპირალური ტიპის იშვიათ-შეკუმშვის სიმკვრივის ტალღები ბგერით ტალღებთან ახლოს. მათ შეუძლიათ გალაქტიკის გარშემო გარბენა მუდმივი კუთხური სიჩქარით რამდენიმე ასეული მილიონი წლის განმავლობაში. ისინი პასუხისმგებელნი არიან სპირალური ტოტების ფორმირებაზე. გაზის შეკუმშვის მომენტში იწყება ცივი ღრუბლების წარმოქმნის პროცესი, რაც იწვევს აქტიური ვარსკვლავის წარმოქმნას.
ეს საინტერესოა
ჰალო და ელიფსურ სისტემებში გაზი დინამიურია, ანუ ცხელი. შესაბამისად, ამ ტიპის გალაქტიკაში ვარსკვლავების მოძრაობა ქაოტურია. შედეგად, მათ სიჩქარეებს შორის საშუალო სხვაობა სივრცით ახლო ობიექტებისთვის არის რამდენიმე ასეული კილომეტრი წამში (სიჩქარის დისპერსია). ვარსკვლავური გაზებისთვის, სიჩქარის დისპერსია, როგორც წესი, 10-50 კმ/წმ-ია, შესაბამისად, მათი „ხარისხი“შესამჩნევად ცივია. ითვლება, რომ ამ განსხვავების მიზეზი მდგომარეობს იმ შორეულ დროში (ათ მილიარდ წელზე მეტი ხნის წინ), როდესაც სამყაროს გალაქტიკები ახლახან იწყებდნენ ფორმირებას. პირველი ჩამოყალიბდა სფერული კომპონენტები.
სპირალურ ტალღებს უწოდებენ სიმკვრივის ტალღებს, რომლებიც მიედინება მბრუნავი დისკის გასწვრივ. შედეგად, ამ ტიპის გალაქტიკის ყველა ვარსკვლავი, როგორც იქნა, იძულებით გადადის მათ ტოტებში, შემდეგ კი იქიდან გადიან. ერთადერთი ადგილი, სადაც სპირალური მკლავების და ვარსკვლავების სიჩქარე ემთხვევა, არის ე.წ. სხვათა შორის, სწორედ აქ მდებარეობს მზე.ჩვენი პლანეტისთვის ეს გარემოება ძალიან ხელსაყრელია: დედამიწა გალაქტიკაში შედარებით წყნარ ადგილას არსებობს, რის შედეგადაც მრავალი მილიარდი წლის განმავლობაში მასზე განსაკუთრებული გავლენა არ ყოფილა გალაქტიკური მასშტაბის კატაკლიზმებით.
სპირალური გალაქტიკების მახასიათებლები
ელიფსური წარმონაქმნებისგან განსხვავებით, თითოეულ სპირალურ გალაქტიკას (მაგალითები შეგიძლიათ იხილოთ სტატიაში წარმოდგენილ ფოტოებში) თავისი უნიკალური გემო აქვს. თუ პირველი ტიპი ასოცირდება სიმშვიდესთან, სტაციონარობასთან, სტაბილურობასთან, მაშინ მეორე ტიპია დინამიკა, გრიგალები, ბრუნვები. შესაძლოა ამიტომაც ამბობენ ასტრონომები, რომ კოსმოსი (სამყარო) „გაბრაზებულია“. სპირალური გალაქტიკის სტრუქტურა მოიცავს ცენტრალურ ბირთვს, საიდანაც გამოდის ლამაზი მკლავები (ტოტები). ისინი თანდათან კარგავენ კონტურებს თავიანთი ვარსკვლავური მტევნის გარეთ. ასეთი გარეგნობა არ შეიძლება არ იყოს დაკავშირებული ძლიერ, სწრაფ მოძრაობასთან. სპირალურ გალაქტიკებს ახასიათებთ მრავალფეროვანი ფორმები და მათი ტოტების ნიმუშები.
როგორ კლასიფიცირდება გალაქტიკები
მიუხედავად ამ მრავალფეროვნებისა, მეცნიერებმა შეძლეს ყველა ცნობილი სპირალური გალაქტიკის კლასიფიკაცია. ჩვენ გადავწყვიტეთ, მთავარ პარამეტრად გამოგვეყენებინა მკლავების განვითარების ხარისხი და მათი ბირთვის ზომა, ხოლო შეკუმშვის დონე უკანა პლანზე გადავიდა, როგორც არასაჭირო.
სა
ედვინ პ. ჰაბლმა Sa კლასს მიაკუთვნა ის სპირალური გალაქტიკები, რომლებსაც განუვითარებელი ტოტები აქვთ. ასეთ კლასტერებს ყოველთვის აქვთ დიდი ბირთვები. ხშირად მოცემული კლასის გალაქტიკის ცენტრიარის მთელი მტევნის ზომის ნახევარი. ეს ობიექტები ხასიათდება ყველაზე ნაკლებად ექსპრესიულობით. ისინი შეიძლება შევადაროთ ელიფსურ ვარსკვლავურ მტევნებსაც კი. ყველაზე ხშირად, სამყაროს სპირალურ გალაქტიკებს ორი მკლავი აქვთ. ისინი განლაგებულია ბირთვის საპირისპირო კიდეებზე. ტოტები იშლება სიმეტრიულად, ანალოგიურად. ცენტრიდან დაშორებით, ტოტების სიკაშკაშე მცირდება და გარკვეულ მანძილზე ისინი საერთოდ წყვეტენ ხილვას, იკარგებიან მტევნის პერიფერიულ რაიონებში. თუმცა არის ობიექტები, რომლებსაც არა ორი, არამედ მეტი ყდის აქვს. მართალია, გალაქტიკის ასეთი სტრუქტურა საკმაოდ იშვიათია. კიდევ უფრო იშვიათია ასიმეტრიული ნისლეულები, როდესაც ერთი ტოტი მეორეზე უფრო განვითარებულია.
Sb და Sc
ედვინ პ. ჰაბლის ქვეკლასს Sb აქვს შესამჩნევად უფრო განვითარებული მკლავები, მაგრამ მათ არ აქვთ მდიდარი განშტოებები. ბირთვები შესამჩნევად მცირეა, ვიდრე პირველი სახეობების ბირთვები. სპირალური ვარსკვლავური მტევნების მესამე ქვეკლასი (Sc) მოიცავს ობიექტებს მაღალგანვითარებული ტოტებით, მაგრამ მათი ცენტრი შედარებით მცირეა.
შესაძლებელია ხელახალი დაბადება?
მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ სპირალური სტრუქტურა არის ვარსკვლავების არასტაბილური მოძრაობის შედეგი, რომელიც გამოწვეულია ძლიერი შეკუმშვით. გარდა ამისა, უნდა აღინიშნოს, რომ, როგორც წესი, ცხელი გიგანტები კონცენტრირდება მკლავებში და იქ გროვდება დიფუზური მატერიის ძირითადი მასები - ვარსკვლავთშორისი მტვერი და ვარსკვლავთშორისი გაზი. ამ ფენომენს სხვა კუთხითაც შეიძლება შევხედოთ. ეჭვგარეშეა, რომ ძალიან შეკუმშული ვარსკვლავური გროვა მისი ევოლუციის პროცესშიავეღარ კარგავს შეკუმშვის ხარისხს. აქედან გამომდინარე, საპირისპირო გადასვლა ასევე შეუძლებელია. შედეგად, ჩვენ ვასკვნით, რომ ელიფსური გალაქტიკები ვერ გადაიქცევიან სპირალურ გალაქტიკებად და პირიქით, რადგან ასეა მოწყობილი კოსმოსი (სამყარო). სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს ორი ტიპის ვარსკვლავური გროვა არის არა ერთი ევოლუციური განვითარების ორი განსხვავებული ეტაპი, არამედ სრულიად განსხვავებული სისტემები. თითოეული ასეთი ტიპი არის საპირისპირო ევოლუციური გზების მაგალითი სხვადასხვა შეკუმშვის თანაფარდობის გამო. და ეს მახასიათებელი, თავის მხრივ, დამოკიდებულია გალაქტიკების ბრუნვის განსხვავებაზე. მაგალითად, თუ ვარსკვლავური სისტემა იღებს საკმარის ბრუნვას მისი ფორმირებისას, მას შეუძლია შეკუმშვა და განავითაროს სპირალური მკლავები. თუ ბრუნის ხარისხი არასაკმარისია, მაშინ გალაქტიკა ნაკლებად შეკუმშული იქნება და მისი ტოტები არ წარმოიქმნება - ეს იქნება კლასიკური ელიფსური ფორმა.
კიდევ რა განსხვავებებია
არის სხვა განსხვავებები ელიფსურ და სპირალურ ვარსკვლავურ სისტემებს შორის. ამრიგად, პირველი ტიპის გალაქტიკა, რომელსაც აქვს შეკუმშვის დაბალი დონე, ხასიათდება დიფუზური მატერიის მცირე რაოდენობით (ან სრული არარსებობით). ამავდროულად, შეკუმშვის მაღალი დონის მქონე სპირალური მტევანი შეიცავს როგორც გაზს, ასევე მტვრის ნაწილაკებს. მეცნიერები ამ განსხვავებას შემდეგნაირად ხსნიან. მტვრის ნაწილაკები და გაზის ნაწილაკები პერიოდულად ეჯახება მათი მოძრაობის დროს. ეს პროცესი არაელასტიურია. შეჯახების შემდეგ ნაწილაკები კარგავენ ენერგიის გარკვეულ ნაწილს და შედეგად, ისინი თანდათან მკვიდრდებიან მათშიადგილები ვარსკვლავურ სისტემაში, სადაც არის ყველაზე ნაკლები პოტენციური ენერგია.
მაღალი შეკუმშვის სისტემები
თუ ზემოთ აღწერილი პროცესი მიმდინარეობს მაღალ შეკუმშულ ვარსკვლავურ სისტემაში, მაშინ დიფუზური მატერია უნდა დასახლდეს გალაქტიკის მთავარ სიბრტყეზე, რადგან სწორედ აქ არის პოტენციური ენერგიის დონე ყველაზე დაბალი. სწორედ აქ გროვდება გაზისა და მტვრის ნაწილაკები. გარდა ამისა, დიფუზური მატერია იწყებს მოძრაობას ვარსკვლავური გროვის მთავარ სიბრტყეში. ნაწილაკები თითქმის პარალელურად მოძრაობენ წრიულ ორბიტებში. შედეგად, აქ შეჯახება საკმაოდ იშვიათია. თუ ისინი მოხდება, მაშინ ენერგიის დანაკარგები უმნიშვნელოა. აქედან გამომდინარეობს, რომ მატერია არ მოძრაობს უფრო შორს გალაქტიკის ცენტრში, სადაც პოტენციურ ენერგიას კიდევ უფრო დაბალი დონე აქვს.
სუსტად შეკუმშული სისტემები
ახლა განვიხილოთ, როგორ იქცევა ელიფსოიდური გალაქტიკა. ამ ტიპის ვარსკვლავური სისტემა გამოირჩევა ამ პროცესის სრულიად განსხვავებული განვითარებით. აქ მთავარი თვითმფრინავი საერთოდ არ არის გამოხატული რეგიონი პოტენციური ენერგიის დაბალი დონით. ამ პარამეტრის ძლიერი შემცირება ხდება მხოლოდ ვარსკვლავური გროვის ცენტრალური მიმართულებით. და ეს ნიშნავს, რომ ვარსკვლავთშორისი მტვერი და გაზი მიიზიდება გალაქტიკის ცენტრში. შედეგად, დიფუზური მატერიის სიმკვრივე აქ იქნება ძალიან მაღალი, ბევრად უფრო მაღალი ვიდრე ბრტყელი გაფანტვისას სპირალურ სისტემაში. მიზიდულობის ძალის ზემოქმედებით დაგროვების ცენტრში თავმოყრილი მტვრისა და გაზის ნაწილაკები დაიწყებენ შეკუმშვას, რითაც წარმოიქმნება მკვრივი მატერიის მცირე ზონა. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ეს საკითხი მომავალშიახალი ვარსკვლავები იწყებენ ფორმირებას. აქ სხვა რამ არის მნიშვნელოვანი - გაზისა და მტვრის პატარა ღრუბელი, რომელიც მდებარეობს სუსტად შეკუმშული გალაქტიკის ბირთვში, არ აძლევს თავის თავს დაკვირვების გამოვლენის საშუალებას.
შუალედური ეტაპები
ჩვენ განვიხილეთ ორი ძირითადი ტიპის ვარსკვლავური გროვა - სუსტი და ძლიერი შეკუმშვის დონით. თუმცა, არის ასევე შუალედური ეტაპები, როდესაც სისტემის შეკუმშვა ხდება ამ პარამეტრებს შორის. ასეთ გალაქტიკებში ეს მახასიათებელი არ არის საკმარისად ძლიერი, რომ დიფუზური მატერია დაგროვდეს გროვის მთელ მთავარ სიბრტყეში. და ამავე დროს, ის არ არის საკმარისად სუსტი, რომ გაზისა და მტვრის ნაწილაკები კონცენტრირდეს ბირთვის რეგიონში. ასეთ გალაქტიკებში დიფუზური მატერია იკრიბება პატარა სიბრტყეში, რომელიც იკრიბება ვარსკვლავური გროვის ბირთვის გარშემო.
შეზღუდული გალაქტიკები
ცნობილია სპირალური გალაქტიკების კიდევ ერთი ქვეტიპი - ეს არის ვარსკვლავური გროვა ზოლით. მისი თვისება შემდეგია. თუ ჩვეულებრივ სპირალურ სისტემაში მკლავები გამოდის პირდაპირ დისკის ფორმის ბირთვიდან, მაშინ ამ ტიპის ცენტრი მდებარეობს სწორი ხიდის შუაში. და ასეთი მტევნის ტოტები იწყება ამ სეგმენტის ბოლოებიდან. მათ ასევე უწოდებენ გადაკვეთილი სპირალების გალაქტიკებს. სხვათა შორის, ამ ჯემპერის ფიზიკური ბუნება ჯერ კიდევ უცნობია.
გარდა ამისა, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს სხვა ტიპის ვარსკვლავური გროვა. მათ ახასიათებთ ბირთვი, როგორც სპირალური გალაქტიკები, მაგრამ მათ არ აქვთ მკლავები. ბირთვის არსებობა მიუთითებს ძლიერ შეკუმშვაზე, მაგრამყველა სხვა პარამეტრი წააგავს ელიფსოიდურ სისტემებს. ასეთ მტევნებს ლენტიკულურს უწოდებენ. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ეს ნისლეულები წარმოიქმნება სპირალური გალაქტიკის მიერ დიფუზური მატერიის დაკარგვის შედეგად.
