Спиральды галактикалар туралы қызықты мәліметтер

Ғалам солай құрылған тіпті оның ең ұлы нысандары да табиғат әдейі сұлулыққа ұмтылғандай, нәзік математикалық заңдылықтарға бағынады. Ғарыштық құрылымдардың барлық алуан түрлілігінің ішінде ерекше жиі назар аударатын бір тип бар – бұл телескопы бар астрономға да, ғарыштан түсірілген суретті алғаш рет көрген қарапайым адамға да бірдей әсер етеді. Ширатылған спиральді білектері және жарқыраған ядролары бар спиральды галактикалар газ бен шаңның хаосынан пайда болған нысандар үшін сенгісіздей мінсіз көрінеді. Бұл сұлулықтың артында ғалымдар әлі күнге дейін зерттеп келе жатқан орасан зор масштабтағы физикалық процестер жасырынған. Бұл мақалада біз сіздерге спиральды галактикалар туралы 25 қызықты әрі танымдық фактіні ұсынамыз.

1. Спиральды галактикалар бақыланатын Ғаламдағы барлық галактикалардың шамамен 60–70 пайызын құрайды, бұл оларды жұлдыздық жүйелердің ең көп таралған ірі типіне айналдырады. Олардың қатарында біздің өз жұлдыздық үйіміз – Құс жолы да бар, дегенмен адамзат әлі күнге дейін оның пішінін сырттан толық көру мүмкіндігіне ие емес.
2. Құс жолы так называемые кесінді спиральды галактикалардың кіші типіне жатады, олардың ортасында дөңгелек ядроның орнына жұлдыздардан тұратын созылған көпірше орналасқан. Дәл осы көпірше арқылы спиральді білектер өтіп, кейін тән доғалармен екі жаққа таралады.
3. Классикалық спиральды құрылым бірнеше компоненттен тұрады – балдж деп аталатын орталық қалыңдау, білектері бар жалпақ диск және ескі жұлдыздардан тұратын сирек сфералық гало. Бұл бөліктердің әрқайсысы әртүрлі уақытта қалыптасып, жасы және химиялық құрамы әртүрлі жұлдыздарды қамтиды.
4. Спиральді білектер галактикамен бірге біртұтас ретінде айналатын қатты құрылымдар мүлдем емес. Заманауи түсініктер бойынша, олар жоғары тығыздықтағы толқындарды білдіреді, олар арқылы жұлдыздар мен газ жол кептелісінде баяулайтын көліктер сияқты өтеді.
5. Дәл спиральді білектерде белсенді жұлдыз түзілуінің негізгі аймақтары шоғырланған. Газ бұлттары жоғары тығыздық аймағына кіргенде сығылып, критикалық массаға жетеді де, жаңа жұлдыздар болып жанады – сондықтан білектер әрқашан жас көк шамдар мен тұмандықтарға бай болады.
6. Білектердің көгілдір реңкі беткі температурасы ондаған мың градусқа жететін О және В класты ыстық жас жұлдыздардың болуымен түсіндіріледі. Мұндай шамдар салыстырмалы түрде қысқа өмір сүреді – бірнеше миллионнан ондаған миллион жылға дейін – және туған жерлерінен алыстап үлгермейді.
7. Орталық балдж, керісінше, негізінен сары және қызғылт реңкі бар ескі жұлдыздармен мекендейді. Олардың жасы жиі он миллиард жылдан асады, бұл галактика ядросын жұлдыздық эволюцияның ең ерте дәуірлерінің своеобразным қоймасына айналдырады.
8. Іс жүзінде әрбір ірі спиральды галактиканың ортасында аса массивті қара құрдым жасырынған. Мұндай нысанның массасы Күн массасынан миллиондаған, тіпті миллиардтаған есе асуы мүмкін – Құс жолының ортасында массасы шамамен төрт миллион күндік қара құрдым – Мерген А* орналасқан.
9. Андромеда – бізге ең жақын ірі спиральды галактика – Жерден шамамен 2,5 миллион жарық жылы қашықтықта орналасқан. Осы қашықтыққа қарамастан, қараңғы түнде оны Андромеда шоқжұлдызындағы әлсіз бұлыңғыр дақ түрінде жай көзбен ажыратуға болады.
10. Бірнеше миллиард жылдан кейін Андромеда Құс жолымен соқтығысады – бұл соқтығыс екі жүйе де үздіксіз жақындап келе жатқандықтан, қазірдің өзінде сөзсіз. Дегенмен, галактикалар біріккен кезде жұлдыздардың көпшілігі бір-бірімен соқтығыспайды, тіпті бір жұлдыздық жүйенің ішінде де олардың арасындағы қашықтық соншалықты үлкен.
11. Спиральды галактикалардағы жұлдыздардың айналу жылдамдығы қараңғы материяның бар екендігінің пайдасына негізгі дәлелдердің бірі болды. Классикалық механикаға сәйкес, дисктің сыртқы аймақтары ішкілерге қарағанда баяу айналуы керек, дегенмен бақылаулар орталықтан әртүрлі қашықтықтарда дерлік бірдей жылдамдықты көрсетеді – мұны тек көрінбейтін массаның болуымен ғана түсіндіруге болады.
12. Заманауи есептеулер бойынша, қараңғы материя спиральды галактиканың толық массасының шамамен 85–90 пайызын құрайды. Ол жұлдыздық дисктің айналасында кең көрінбейтін гало түзеді және дәл осының тартылыс күші галактиканың шашырап кетуінен сақтайды.
13. Өзіміздікінен басқа ең әйгілі спиральды галактика – М51 деп белгіленген «Суайғыш» (Водоворот). Ол Жерден шамамен 23 миллион жарық жылы қашықтықта орналасқан және кішірек серік галактикамен әрекеттеседі, бұл оның спиральді білектерінің құрылымын күшейтіп, ерекшелейді.
14. «Арба дөңгелегі» галактикасы, бұрын спиральды болған, басқа жұлдыздық жүйемен соқтығысқаннан кейін сақина тәрізді пішінге ие болды. Бұл мысал спиральды құрылымның қуатты сыртқы әсерлер кезінде қаншалықты осал екенін айқын көрсетеді.
15. Әртүрлі спиральды галактикалардағы білектер саны әртүрлі болады. Кейбір жүйелерде екеуі болса, басқаларында төрт немесе одан да көп, ал кейбіреулері бір басым және бірнеше әлсіз білектері бар асимметриялы құрылымға ие.
16. Құс жолында төрт негізгі білек бар, олардың ең әйгілілері – Күн орналасқан Орион білегі және одан да массивті Персей мен Центавр-Қалқан білектері. Біздің жұлдызымыз галактика орталығынан шамамен 26 мың жарық жылы қашықтықта, оның шеткі аймағына жақынырақ орналасқан.
17. Күн галактика орталығын толық айналып шығу үшін шамамен 225–250 миллион жер жылын жұмсайды – бұл кезең кейде «галактикалық жыл» деп аталады. Жердің барлық өмір сүру тарихында біздің планетамыз мұндай 20-ға жуық айналым жасады.
18. Құс жолының диаметрі шамамен 100 мың жарық жылы деп бағаланады, дегенмен соңғы зерттеулер дисктің айтарлықтай ары қарай созылуы мүмкін екенін көрсетеді. Салыстыру үшін – Андромеда екі есе үлкен және бақыланатын Ғалам бөлігіндегі Күндерден шамамен триллион есе көп жұлдыздарды қамтиды.
19. Галактиканың спиральды құрылымы логарифмдік спираль ретінде белгілі математикалық қисықпен жақсы сипатталады. Сол пішін моллюскілердің қабыршақтарында, күнбағыс дәндерінің орналасуында және басқа да табиғи нысандарда кездеседі – бұл мұндай геометрияның терең әмбебаптығын дәлелдейді.
20. Спиральды галактикалар дисктеріндегі жұлдызаралық орта жаңа жұлдыздардың түзілуі үшін шикізат болып табылатын газ бен шаңға бай. Біздің галактикада бұл материал дисктің көрінетін массасының шамамен 10–15 пайызын құрайды және негізінен білектер бойында шоғырланған.
21. Галактикалық дисктегі шаң жекелеген бағыттарда соншалықты тығыз болуы мүмкін, бұл Құс жолының орталығын көрінетін диапазонда бізден толық жасырады. Орталық аймақтарды тек шаң бұлттары арқылы өте алатын инфракызыл және радиотелескоптар арқылы ғана бақылауға болады.
22. Білектерде үнемі болатын асқын жаңа жұлдыз жарылыстары жұлдызаралық ортаны ауыр элементтермен – темір, никель, алтын және басқалармен байытады. Дәл өліп бара жатқан массивті жұлдыздардың жарылыстары галактиканы кейіннен планеталар мен тірі ағзалар құралған атомдармен «септі».
23. Ергежейлі спиральды галактикалар құрылымы бойынша ірілерге ұқсас, дегенмен айтарлықтай аз жұлдыздарды қамтиды және өлшемдері әлдеқайда шағын. Олар жиірек массивтірек жүйелердің серіктері ретінде өмір сүреді және біртіндеп олардың приливтік күштерімен бұзылады.
24. «Хаббл» ғарыштық телескопы жұмыс істеген жылдар ішінде эволюцияның әртүрлі сатыларындағы мыңдаған спиральды галактикаларды суретке түсірді. Бұл суреттер галактикалық өмірдің шежіресі сияқты нәрсені құрастыруға мүмкіндік берді – жаңа, газға бай жүйелерден бастап, жұлдыздық «отынның» көп бөлігін жоғалтқан жетілгендерге дейін.
25. «Джеймс Уэбб» телескопынан алынған жаңа деректер қалыптасқан спиральды құрылымдар Ғаламда бұрын болжанғандан әлдеқайда ерте пайда болғанын көрсетті. Анықталған галактикалардың кейбіреулері Үлкен жарылыстан кейін бірнеше жүз миллион жыл ішінде-ақ тән пішінге ие болды, бұл галактикалардың қалыптасуының орныққан модельдерін қайта қарауға мәжбүр етеді.

Спиральды галактикалар – бұл астрономиялық фотосуреттердегі жай ғана әдемі нысандар емес, сонымен қатар жұлдыздық эволюцияның барлық іргелі процестері жүзеге асатын своеобразным зертханалар. Олардың құрылымы мен динамикасын зерттеу қараңғы материяның табиғатын, жұлдыздардың туу механизмдерін және түптеп келгенде, барлық тірі ағзалардан тұратын химиялық элементтердің шығу тегін тереңірек түсінуге мүмкіндік береді. Бақылау құралдары қаншалықты қуатты болса, осы ұлы жұлдыздық аралдар соншалықты көп күтпеген жаңалықтар ашады, және бұл процестің әлі соңы көрінбейді.