Презентація "Супутники нашої галактики"

ТЕМА: СУПУТНИКИ НАШОЇ ГАЛАКТИКИПІДГОТУВАЛА ВЧИТЕЛЬ ФІЗИКИ КОМУНАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ ПЕРЕСІЧАНСЬКИЙ ЛІЦЕЙРУДА ІРИНА ОЛЕКСАНДРІВНА

. Найкраще спостерігати за Чумацьким Шляхом знаходячись далеко від штучних джерел світла. Через мізерну кількість людей на території Антарктиди, тут дуже незначне світлове забруднення і тому це одне з кращих місць, де можливо сповна насолодитись виглядом нашої галактики, навіть неозброєним оком. Понад сто років назад, астрономи вважали, що Чумацький Шлях це весь Всесвіт. В нашій галактиці близько ста мільярдів зірок і приблизно в двічі більше планет, тому навіть не дивно, що вчені допустили таку помилку. Чумацький Шлях є лише однією з мільярдів галактик у Всесвіті.1. За легендою, колись чумаки їздили по сіль в Крим, а орієнтувались по нічному небу, так і з'явилась найпопулярніша в Україні назва нашої галактики — Чумацький Шлях. Також популярною є назва Молочний шлях.2. В стародавньому Римі та Греції Чумацький Шлях називали молочною рікою, звідси найбільш популярна у світі назва — Молочний Шлях.3. В Індії наша галактика називається Акаша Гангу, що з санскриту перекладається, як «Ганг небес».4. За древнім китайським міфом боги підняли річку на небеса, так і з'явився Чумацький Шлях і саме тому у Китаї його називають «Срібна річка».

Майже 100 років тому вчені дізналися, що наша Галактика – це не ввесь Всесвіт. Чумацький Шлях оточують десятки різноманітних галактик.

Більшість цих галактик повільно притягуються силами тяжіння нашої Галактики, а дехто , розірваний на шматки і поглинутий гігантським диском Чумацького Шляху.

У 1925 р. Едвін Габбл виявив особливий тип зірок, який називають змінними цефеїдами у великій спіральній туманності сузір’я Андромеди. Габбл розрахував відстані до цих зірок і зрозумів, що вони дуже далекі, щоб знаходитись у нашій Галактиці. Так була відкрита галактика Андромеди. З великих зоряних систем поблизу нас знаходиться туманність Андромеди (М31) - спіральна галактика, в 2,6 рази перевершує за розміром наш дім - галактику Чумацький Шлях: її діаметр - 260 тисяч світлових років. Туманність Андромеди знаходиться на відстані 2,5 млн. світлових років (772 кілопарсеків) від нас, а її маса становить 300 млрд. мас Сонця. До її складу входить близько трильйона зірок (для порівняння: у складі Чумацького Шляху - близько 100 млрд зірок). Туманність Андромеди - найвіддаленіша від нас космічний об'єкт, який можна спостерігати на зоряному небі (північної півкулі) неозброєним оком навіть в умовах міської засвічення вона виглядає як світиться розмитий овал. При цьому слід пам'ятати, що з-за того, що світло від галактики Андромеди йде до нас 2,5 млн. років, ми бачимо її такою, якою вона була 2,5 мільйона років тому, і не знаємо, як вона виглядає в даний момент.

ТУМАННІСТЬ АНДРОМЕДИАстрономи з'ясували, що галактика Андромеди і наша Галактика наближаються один до одного із швидкістю 100-140 км/с. Приблизно через 3-4 мільярди років, можливо, відбудеться їх зіткнення і тоді вони зіллються в одну гігантську галакку. Тих, кого турбує доля Сонячної системи в результаті цього зіткнення, поспішаємо заспокоїти: якого-небудь впливу на Сонце і планети, найімовірніше, не відбудеться. Процеси злиття галактик не супроводжуються катастрофічними зірковими зіткненнями, так як відстані між зірками дуже великі в порівнянні з розмірами самих зірок. Однак не варто думати, що процес злиття галактик, розтягнутий на мільйони років, відбувається без драматичних ефектів. При зближенні двох галактик першими стикаються хмари міжзоряного газу. З-за швидкого взаємопроникнення їх щільність різко зростає, вони розігріваються, і зростаючий тиск перетворює ці газопилові хмари у центри формування нових зірок. Починається бурхливий, вибухоподібного процес зореутворення, що супроводжується спалахами, вибухами і викиданням назовні жахливо протяжних струменів пилу і газу.

Галактики Місцевої групи. Галактики Місцевої групи- це колекція галактик різної форми та маси, які гравітаційно пов’язані між собою. Діаметр такого об’єднання приблизно 10млн.св..р. На сьогодні відомо близько 80 галактик, що входять у Місцеву групу. Пошуки галактик Місцевої групи триває. Чумацький Шлях і Андромеда є найбільшими представниками Галактик Місцевої групи. Більшість галактик Місцевої групи є супутниками Чумацького Шляху або Андромеди. До галактик Місцевої групи відносять спіральну галактику Трикутника (М-33)Припускають, що Галактику Трикутника відкрив Джованні Баттіста Годієрна до 1654 року. Можливо, саме він згрупував її разом із розсіяним скупченням NGC 752. Згодом, цю галактику 1764 року повторно відкрив Шарль Мессьє, що включив її до свого каталогу під номером 33. Згодом, 1784 року, її ще раз включив до каталогу Вільям Гершель, цього разу під номером H V.17. Таким чином, цю галактику відкривали тричі одні з найкращих астрономів свого часу. Нарешті, галактика Трикутника була однією з перших туманностей, які ідентифікував Вільям Парсонс

ГАЛАКТИКА ТРИКУТНИКАГала́ктика Трику́тника (також відома як M33, Мессьє 33 та NGC 598 за Новим загальним каталогом) — спіральна галактика типу Sc, що перебуває на відстані приблизно 3,14 мільйона світлових років (730 кпк) від нашої планети у сузір'ї Трикутника. Третя за величиною галактика місцевої групи (після Галактики Андромеди та нашого Чумацького Шляху). За діаметром удвічі менша Чумацького Шляху і в 4 рази менша галактики Андромеди, за масою — у 5—10 разів менша Чумацького Шляху. Її діаметр — близько 50 тис. св. років, що відповідає середній величині, типовій для спіральних галактик. Припускають, що Галактика Трикутника може бути гравітаційним компаньйоном туманності Андромеди. Галактика у трикутнику є одним з найпривабливіших об'єктів для спостережень астрономами-аматорами в північній півкулі. У безмісячну ніч у сільській місцевості її можна виявити неозброєним оком у вигляді тьмяної туманної плями між α Трикутника і τ Риби. Зважаючи на невисоку яскравість галактику важко спостерігати в зоні міського засвіченняІнфрачервоне зображення M33 з телескопа Спітцера. Ультрафіолетове зображення M33 від обсерваторії GALEXNGC 604, область зореутворення в Галактиці Трикутника, зображення космічного телескопа Габбла

КАРЛИКОВІ НЕПРАВИЛЬНІ ГАЛАКТИКИМають низьку масу та неправильну форму, візуально – це купа зірок, розкиданих в різні боки. Найбільшими з них є Велика і Мала Магелланові Хмари. Перша письмова згадка про Великій Магеллановій хмарі міститься в «Книзі сузір’їв нерухомих зірок» перської астронома Ас-Суфі (964 р). Наступне спостереження було зареєстровано тільки в 1503-1504 роках флорентійським мандрівником Амеріго Веспуччі – правда, цей небесний об’єкт тоді носив назву «Капських хмар».Іспано-португальський мореплавець Фернан Магеллан використовував їх для навігації, як альтернативу Полярній зірці, під час своєї кругосвітньої подорожі у 1519-1521 роках. Після смерті керівника експедиції його супутник і офіційний літописець Антоніо Пигафетта запропонував назвати зоряний орієнтир хмарами Магеллана в якості своєрідного увічнення його пам’яті. Гравітаційно-пов’язана системема карликових галактик видно неозброєним оком у Південній півкулі. Велика Магелланова хмара (LMC) розташоване в сузір’ях Золотої Риби і Столової Гори на відстані близько 50 кілопарсеків від нашої Галактики, що вдвічі перевищує діаметр Чумацького шляху. Мала Магелланова хмара (SMC) знаходиться в сузір’ї Тукана на відстані близько 60 кілопарсеків.

ЦЕ ЦІКАВО ЗНАТИВелика Магелланова хмара – черговий доказ того, що «розмір – не головне». Ця галактика приблизно в 20 разів менше по діаметру ніж Чумацький шлях важить приблизно в 300 разів менше, – однак вона світить лише в 10 разів слабкіше (тобто при аналогічних розмірах була би в 10 разів яскравіше). І цьому є безліч причин, починаючи з туманності Тарантул: такі собі «ясла» для тясяч новонароджених зірок протяжністю 700 світлових років! А вже які тут мешкають рекордсмени-знаменитості – просто космічний Беверлі-Хіллз!Найяскравіша зірка Великого МагеллановоЇ хмари – S Золотої Риби, або S Doradus. Цей гипергигант – одна з найяскравіших зірок, відомих науці: по світності вона перевершує наше Сонце в 500 000 разів. Зірка WOH G64 є однією з найбільших, відомих науці: її радіус складає приблизно 1 540 радіусів Сонця, так що якщо цю «крихітку» помістити в центрі Сонячної системи, її поверхня досягне орбіти Сатурна. Ще один феномен – надважкий блакитний гігант R136a1, маса якого дорівнює 265 масам Сонця. Температура поверхні зірки складає більше 40 000 кельвінів, і вона в кілька мільйонів разів яскравіше Сонця. Подібні надважкі зірки взагалі виключно рідкісні і утворюються тільки в дуже щільних зоряних скупченнях. Магеллановий Міст – це міжзоряний потік газу, що з’єднує галактики. Вірніше, це канат, який ось вже два з половиною мільярди років успішно перетягує на себе хмара побільше. Вся справа, звичайно, в законі гравітації: як кажуть, у кого гравітація – у того і закон! Однак апетити Великої Магелланової хмари зоряним газом явно не обмежилися…Астрономи з’ясували, що частина його була зірок…. позичена у Малої хмари. Причому гра йшла велика: Велика хмара отримало не яких-небудь «світлячків», а близько трьохсот помаранчевих гігантів і надгігантів! Видали злодюжку підозрілі швидкісні характеристики видобутку: вкрадені світила обертаються під кутом 54 градуси до площини Великої хмари, а також в іншу сторону в порівнянні з основною масою зірок. Відрізняється і хімічний склад даних зірок (за процентним вмістом заліза вони відповідають Малому хмари). Дослідники з австралійської наукової організації «CSIRO» відкрили і виміряли колосальну струмінь водню, яка випливає з Магелланових хмар у бік нашої рідної Галактики і зустрічається з нею в сузір’ї Південний Хрест (на відстані 70 тисяч світлових років від Сонця). Цей наддовгий викид, або «газовий палець», був названий HVC306-2+230. Астрономи стверджують, що це не інакше як витівки Чумацького шляху: ми витягуємо цей газ з Магелланових хмар через потужну гравітації. Причому витягуємо відразу з обох сусідніх галактик, про що свідчить хімічний аналіз за допомогою спектрографов. Велика частина газу містить мало кисню і сірки, що відповідає складу Малого хмари. Тим не менш, в потоці виявилася і більш важка киснево-сірчана струмінь від Великої хмари…Велика Магелланова хмара повно сюрпризів, але такі масштаби просто не вкладаються в голові… Карликова галактика ухитрилася «плюнути» в нашу сторону зіркою, яка набрала жахливу швидкість (понад 722 кілометрів в секунду) з-за вибуху наднової. Відважна «мандрівниця», яка отримала скромне ім’я HE 0437-5439, вже перетнула простір між галактиками, а тепер продовжує свій шлях по заповненому «старими» зірками району Чумацького шляху

Магелланів потік. Угорі: розподіл нейтрального водню Магелланового потоку (рожевий) у радіодіапазоні накладено на зображення Галактики у видимому діапазоні. Внизу: карта густин Магелланового потоку. Результати дослідження. Враховуючи ці дані, учені створили комп'ютерну модель, щоб простежити історію карликових галактик і потоку. Дослідники з'ясували, що Велика та Мала Магелланові Хмари обертаються одна навколо одної 3 млрд років. Коли їх за допомогою гравітації притягнув Чумацький Шлях, менша галактика під час обертання вивергала газ і формувала Магелланів Потік. Виявилося, що він рухається до нашої галактики, а не навпаки, як вважалося раніше, і розташований усього в 65 тисяч світлових років від неї. Що стосується карликових галактик, то Велика Магелланова Хмара розташована на відстані близько 180 тисяч світлових років, а Мала — на відстані 200 тисяч світлових років. За словами вчених, усе, що вони знали про Магеллановий Потік, потрібно переосмислити. І коли наша галактика поглине цей потік, він наповнить Чумацький Шлях новим зоряним газом, що призведе до зміни ландшафту нічного неба. Але це побачать наші далекі пращури через десятки мільйонів років

Європейська південна обсерваторія Ла Сілья опублікувала новий знімок карликової галактики СкульптораЄвропейська південна обсерваторія Ла Сілья опублікувала новий знімок карликової галактики Скульптора (The Sculptor Dwarf Galaxy), близької сусідки нашої Галактики Чумацький Шлях, отриманий з ширококутної камери Wide Field Imager на 2.2-метровому телескопі MPG/ESO."Незважаючи на близьке сусідство, у цих двох галактик дуже різна історія, і, якщо можна так висловитися, характери. Галактика у Скульпторі значно менше і старше за Чумацький Шлях. Це робить її дуже цінною для вивчення формування зірок і галактик в ранньому Всесвіті. Проте вона дуже слабка і вивчати її непросто", - вказується в публікації. Астрономи зазначають, що карликова галактика Скульптора - її ще називають еліптичним або сфероїдальним карликом у Скульпторі - карликова галактика сфероїдального типу, один з чотирнадцяти відомих галактик-супутників Чумацького Шляху. Ці наші галактичні «попутники» розташовані всередині гало Чумацького Шляху, сферичної області, що простягається далеко за межі спіральних рукавів нашої Галактики. Як видно з її назви, ця карликова галактика розташована у південному сузір'ї Скульптора. Її відстань від Землі - 280 000 світлових років. Незважаючи на свою близькість, вона була відкрита тільки в 1937 році, оскільки зірки в її складі дуже слабкі і показують слабку концентрацію до центру.

Проте, саме галактика в Скульпторові виявилася однією з перших карликових галактик, ідентифікованих як супутник Чумацького Шляху, що обертається навколо нього по своїй орбіті. Під час її виявлення форма галактики здалася астрономам незвичайною, але тепер сфероїдальні карлики відомі як важливі об'єкти, що допомагають зазигнути глибоко у минуле Всесвіту. Наразі вважається, що Чумацький Шлях, як і усі великі галактики, утворився з дрібніших галактик на зорі існування Всесвіту. І якщо якісь з цих малих галактик збереглися до наших днів, вони повинні складатися з дуже старих зірок. Карлик в Скульпторі саме підходить на роль такої первинної галактики - в нім багато дуже старих зірок, які видно і на наведеному знімку. Втім, астрономи стверджують, що не слід плутати цю слабку галактику з набагато яскравішою галактикою NGC 253 у тому ж сузір'ї Скульптора. Як відомо, Європейська Південна Обсерваторія (ESO, the European Southern Observatory) - провідна міждержавна астрономічна організація Європи, найпродуктивніша у світі астрономічна обсерваторія. У її роботі беруть участь 16 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Велиа Британія, Німеччина, Данія, Іспанія, Італія, Нідерланди, Польща, Португалія, Фінляндія, Франція, Чеська Республіка, Швейцарія і Швеція, а також Чилі як країна, що надала свою територію для розміщення обсерваторій ESO. ESO втылює в життя масштабну програму проектування, будівництва і експлуатації потужних наземних спостережних інструментів, що дозволяють астрономам виконувати найважливіші наукові дослідження. ESO також відіграє провідну роль в організації і підтримці міжнародної співпраці у сфері астрономічних досліджень. ESO має в розпорядженні три унікальні спостережні пункти світового класу, що знаходяться в Чилі: Ла Сілья, Паранал і Чахнантор. В обсерваторії Паранал, найпередовішій у світі астрономічній обсерваторії для спостережень у видимій області спектру, встановлений Дуже Великий Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) і два оглядові телескопи: VISTA, який працює в інфрачервоному випромінюванніі є найбільшим у світі телескопом для здійснення оглядів неба, і Оглядовий Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) - найбільший інструмент, призначений для оглядів неба у видимому світлі. Фото: ESO

Hubble сфотографував галактику, що схожа на Чумацький Шлях (фото)Галактика NGC 613 розташована в сузір'ї Скульптор на відстані 67 мільйонів світлових років від нас. Вона є прекрасним прикладом спіральної галактики з перемичкою. Як встановили вчені, близько двох третин спіральних галактик, включаючи нашу галактику Чумацький Шлях, містять перемичку. Відзначимо, що в ядрі галактики NGC 613 було виявлено зоряне випромінювання, яке випускається двома зірками, розділеними потоком пилу. А у вересні 2016 року астрономом-любителем з Аргентини під час фотозйомки галактики NGC 613 було вперше в історії зафіксовано народження наднової

Більшість галактик-супутників Молочного Шляху — новачки в нашому куточку космосу. Дані, отримані завдяки виконанню Європейським космічним агентством місії Gaia («Гайя»), дають астрономам підстави переписувати історію нашої галактики Молочний Шлях. Ті небесні об’єкти, які науковці традиційно вважали галактиками-супутниками Молочного Шляху, насправді є, головно, новоприбулими в середовищі нашої галактики. Карликова галактика — це сукупність від тисячі до кількох мільярдів зір. Протягом десятиліть а астрономії домінували погляди, що карликові галактики, які оточують Молочний Шлях, є його супутниками, тобто вони містяться на орбіті навколо нашої галактики і супроводжували її постійно протягом багатьох мільярдів років. Тепер рух цих карликових галактик обчислено з безпрецедентною точністю завдяки даним з третього випуску даних «Гайя», і отримано разючі результати. Франсуа Гаммер (François Hammer) з Паризької обсерваторії, що входить до складу Паризького університету науки і літератури (Франція), та його колеги з Європи і Китаю використали дані Gaia для встановлення руху 40 карликових галактик навколо Молочного Шляху. Вони зробили це, обчисливши набір величин, відомих як просторові швидкості (власний рух — Ред.) для кожної галактики. Отримавши значення просторової швидкості, наковці використали їх для обчислення орбітальної енергії (кінетичної) галактики та кутового (обертального) моменту (інакше моменту імпульсу — Ред.). Такі обчислення дали змогу виявити: ці галактики рухаються набагато швидше, ніж масивні зорі та зоряні скупчення, що, як відомо, обертаються навколо Молочного Шляху. Швидкості такі великі, що ці об’єкти не могли перебувати на орбіті навколо Галактики, де взаємодія з нею призвела б до втрати їх орбітальної енергії та моменту імпульсу.

Наша галактика в минулому знищила низку карликових галактик. Наприклад, 8—10 мільярдів років тому Молочний Шлях поглинув карликову галактику під назвою Гея-Енцелад. Її зорі були ідентифіковані в даних Gaia через ексцентричні орбіти та діапазон їхніх орбітальних енергій. Зовсім недавно, 4—5 мільярдів років тому, карликова галактика Стрільця була захоплена Молочним Шляхом і нині перебуває у процесі розриву та асиміляції. Енергія руху її зір вища, ніж у Геї-Енцелада, що вказує на менший час, протягом якого вони піддавалися впливу Молочного Шляху. Для карликових галактик, розглянутих у новому дослідженні, енергія ще вища. Це впевнено свідчить про те, що вони прибули до нашої галактики лише за останні кілька мільярдів років. Тож ці прибульці оселяться на орбіті чи просто пройдуть повз нас? «Деякі з них будуть захоплені Молочним Шляхом і стануть супутниками», — зазначив Франсуа Гаммер. Але сказати, які саме з них, важко, оскільки це залежить від точної маси Молочного Шляху, а це величина, яку астрономам важко обчислити з високою точністю. Оцінки різняться удвічі. Встановлення кінетичної енергії карликових галактик є значущим результатом, бо змушує астрономів переосмислити природу карликових галактик. Коли карликова галактика обертається по орбіті, сила тяжіння Молочного Шляху намагається розірвати її. У фізиці ця взаємодія відома як припливна сила. «Молочний Шлях — велика галактика, тому його припливна сила просто величезна, і може дуже легко знищити карликову галактику, можливо, після одного-двох проходів», — говорить Франсуа.Іншими словами, стати супутником Молочного Шляху — це смертний вирок для карликових галактик. Єдине, що могло б протистояти руйнівному захопленню нашою галактикою, це якщо б у карлика була значна кількість темної матерії. Темна матерія — це таємнича матерія, яка, на думку астрономів, існує у Всесвіті, щоб забезпечити додаткову гравітацію для утримання окремих галактик разом.

Навколо Чумацького шляху існує кілька зоряних потоків – вони є залишками зоряних кластерів і карликових галактик, які свого часу поглинув Чумацький Шлях.

МОЛОЧНИЙ ШЛЯХ ТА ЙОГО СУПУТНИКИОтже, традиційний погляд, що карликові галактики біля Молочного Шляху — це галактики-супутники, які перебувають на його орбіті багато мільярдів років, передбачає: в них має домінувати темна матерія, щоб збалансувати припливну силу Галактики та зберегти їх недоторканими. Той факт, виявлений завдяки «Гейя», що більшість карликових галактик вперше обертаються навколо Молочного Шляху, означає — вони не обов’язково мають містити будь-яку темну матерію. Астрономам треба повторно оцінити, чи перебувають ці системи в гравітаційній рівновазі з Галактикою чи, радше, зазнають руйнування.«Головно завдяки Gaia, тепер очевидно, що історія Молочного Шляху — це набагато більше подій, ніж раніше уявляли астрономи. Досліджуючи ці приголомшливі підказки, ми сподіваємося ще більше розкрити захопливі епізоди минулого нашої галактики», — сказав Тімо Прусті (Timo Prusti), науковець проєкту Gaia з Європейського космічного агентства. У дослідженні, виконаному групою Франсуа Гаммера, науковці використали дані з Gaia Early Data Release 3, який був випущений 3 грудня 2020 року. Повний третій випуск даних заплановано на другий квартал 2022 року. Результати науковців оприлюднив The Astrophysical Journal. За інф. з сайту www.esa.int

ПОГЛЯД В МАЙБУТНЄЦікавий факт, що через 2.4 мільярди років відбудеться злиття з Великою Магеллановою Хмарою, це станеться перед великим зіткненням з галактикою Андромеди. Внаслідок чого, маса нашої галактики збільшиться, як і розмір надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху.

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!