Галактика. Метагалактика. Вселенная

1.

Галактика.
Метагалактика.
Вселенная
Автор-составитель Н.Е.Шатовская
2014 год (редакция 2016 года)

2.

Сфера неподвижных звёзд
присутствует на схемах
Птолемея и Коперника.

3.

Нет никакого конца ни с одной стороны у Вселенной,
Ибо иначе края непременно она бы имела...
Нет ни краёв у неё, нет ни конца, ни предела,
И безразлично, в какой ты находишься части Вселенной:
Где бы ты ни был, везде, с того места, что ты занимаешь,
Всё бесконечной она остаётся во всех направленьях.
Тит Лукреций Кар (I в. до н.э.)
Кристалл небес мне не преграда боле,
Рассёкши их, подъемлюсь в бесконечность.
Джордано Бруно (XVI в.)
Открылась бездна звёзд полна;
Звездам числа нет, бездне дна…
Уста премудрых нам гласят:
Там разных множество светов;
Несчётны солнца там горят,
Народы там и круг веков…
Михаил Ломоносов (XVIII в.)

4.

XVI - XVII
Сверхновая Тихо Браге, 1572, Кассиопея
Сверхновая Кеплера, 1604, Змееносец
Переменная о Кита (Мира) – 1596, Фабрициус

5.

Открытие движений «неподвижных» звёзд
принадлежит знаменитому английскому
астроному Эдмунду Галлею, обнаружившему в
1718 году, что некоторые яркие звёзды из
каталога Гиппарха-Птолемея (Сириус, Арктур,
Альдебаран) заметно изменили свои положения
среди других звёзд.
XVIII
Собственные движения
ближайших звёзд за 100 лет

6.

π
XIX
2π
Первые измерения годичных параллаксов звёзд: в 1837 году - Вега (В.Я.Струве),
в 1838 году – 61 Лебедя (Фридрих Бессель), в 1839 году – альфа Центавра (Томас Гендерсон).

7.

8.

9.

XVIII

10.

Изучив собственные движения звёзд
по всей небесной сфере, можно
определить направление движения
Солнца в Галактике.
Пекулярные скорости соседних звёзд

11.

Солнце находится на расстоянии
28 тысяч световых лет от центра Галактики
и обращается вокруг него за 230 миллионов лет.

12.

Область вокруг Солнца, доступная
оптическим наблюдениям
Возможно, так выглядит наш Млечный Путь

13. В оптике Млечный Путь выглядит широкой светящейся полосой, изрезанной клочковатыми пылевыми облаками

14.

В ИК диапазоне (1.1–2.2 μ) хорошо видна центральная область,
и Млечный Путь напоминает другие галактики, видимые с ребра

15. А вот так в других диапазонах:

Радио
А вот так в других диапазонах:

16.

Восстановлено по кривой вращения и профилям линии 21 см

17. Так - условно - можно представить себе устройство Млечного Пути:

25000
130000

18. Фазы газовой среды на примере туманности

Конская голова
Пылевая глобула
на фоне туманности

19.

NGC 4622
Пример глобального
спирального узора
Молодые скопления
звезд и газ
Спиральные ветви

20.

Изображение
с 8-м телескопа
VLT (Чили)
Широкие окрестности центра Галактики
в созвездии Стрельца (~ 900 св. лет)
Центр Галактики указан стрелками

21.

Центральные 0,5" в окрестности источника SgrA .
Измерялись видимые смещения звезд и их лучевые скорости
в ИК диапазоне (2.2μ),
связанные с орбитальным движением.
Эллипс
Орбиты 7 звезд по наблюдениям
с 10-м телескопом Keck в 1995-2004 г.
Звезда S0-2 описала
почти полный эллипс.
Движение по эллипсу –
признак центрального силового поля –
точечной массы.
Скорости достигают 1500 км/с.

22.

Геометрические и
фотометрические
параллаксы

23.

Соседи Млечного Пути
Местная Группа включает почти 50 галактик,
большинство которых – карлики: эллиптические и неправильные

24.

Большое и Малое Магеллановы облака

25. Ближайшая соседка – гигантская спиральная галактика в созвездии Андромеды (M31 = Мессье 31)

26.

27.

28.

Местная Группа является частью Местного Сверхскопления
(с центром в скоплении в Деве)

29.

Скопление галактик в Деве занимает на небе участок примерно 5х3 градусов
и включает более тысячи галактик. Среднее расстояние до них - 48 млн. св. лет.

30.

31.

1929
Закон Хаббла:
v = H r, где
H = 75 км/с Мпк

32.

33.

34.

Хаббловский возраст Вселенной:
t = r/v = 1/H
t = 1c Мпк / 75 км = 14 млрд лет

35.

36.

Существование реликтового излучения («эха» Большого Взрыва) было теоретически
предсказано в 1948 году Георгием Гамовым и экспериментально обнаружено в 1955
году в Пулковской обсерватории аспирантом-радиоастрономом Тиграном Шмаоновым.
За исследование реликтового излучения Нобелевскую премию получили в 1978 году
американские астрофизики Арно Пензиас и Роберт Вильсон.
Реликтовое
излучение:
- изотропно
- его
интенсивность
400-500
фотонов/см3
- его температура
около 3К
- наблюдается
доплеровское
смещение,
соответствующее
скорости около
600 км/с

37.

Нестационарная Вселенная Фридмана
1922

38.

Существование тёмной материи было
доказано в ходе изучения вращения
галактик.
Ускоренное расширение Вселенной
1998

39.

40.

Тёмная эне́ргия (dark energy) в космологии — вид энергии, введённый в
математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого её расширения с
ускорением.
Существует два варианта объяснения сущности тёмной энергии:
- тёмная энергия есть космологическая константа — неизменная энергетическая
плотность, равномерно заполняющая пространство Вселенной (другими словами,
постулируется ненулевая энергия и давление вакуума);
- тёмная энергия есть некая квинтэссенция — динамическое поле, энергетическая
плотность которого может меняться в пространстве и времени.

41.

«Звёзды умерли,
чтобы дать жизнь нам»
(Престо Клауд, геолог)
Время жизни звезды:
M = 0,3Mc – 800 млрд лет
M = Mc – 10 млрд лет
M = 3Mc – 0,3 млрд лет

42.

Космический
аппарат
«Кеплер»,
работающий
на орбите
с 2009 года,
обнаружил
более тысячи
экзопланет.
Для возникновения
органической жизни
необходимы:
- масса звезды
от 0,7 до 1,2 Mc
- масса планеты
от 0,8 до 4 Мз
- расстояние
между ними
0,8 – 1,6 а.е.