uabooks.top

1. A Galaktika szerkezete. Az emberek már az ókorban megfigyelték a tiszta, felhó'tlen, holdtalan éjjeleken a zeniten át nyugattól kelet felé húzódó, jól látható világos sávot - a Tejút sávját. Nevét onnan kapta, hogy leginkább szétömlött tejre emlékeztette az embereket. A legenda szerint a Földre ereszkedő Héra hirtelen mozdulata hozta létre.

Az ukrán népi kultúrában a Galaktikának több,elnevezése is létezik. A legelterjedtebb a Sóút vagy Sófuvarosok (Csumákok) Útja. A legenda szerint a fuvarosok, akik a Krímbe utaztak sóért, éjjel az égbolton látható fényes sávot használták a tájékozódáshoz. Isten Útja - a Galaktika régi ukrán neve. Állítólag ezen az úton utazik arany szekerén Illés próféta (Perun keresztény „utóda”, aki az ősi ukrán mitológiában a föld és ég, a villám és vihar istene), mennydörgések közepette szórva a villámok arany nyilait a démonokra.

Az ókori görögök a Tejútrendszert Galaxisnak (a görög yáka (gala) szó tejet jelent, а -£ца (kszész) egy főnévképző, ebből ered a galaxis szó) nevezték. 1609-ben Galilei az általa készített teleszkóp segítségével felfedezte, hogy a Tejút számtalan halvány fényű csillagból áll. Ezt követően keletkezett az az elmélet, hogy a Nap, a látható csillagok és a Tejút csillagai egyetlen hatalmas rendszert alkotnak. Ez a csillagok milliárdjai által alkotott rendszer a Galaktika nevet kapta.

A Galaktika egy hatalmas csillagrendszer, mely tartalmazza a Napot - s vele együtt a Naprendszert is. A Galaktika csillagainak többsége - jelenlegi ismereteink szerint számuk meghaladja a 200 milliárdot - egy lapos korongban, melynek fősíkja mentén látjuk az égboltot körbefutó Tejút sávját, illetve a spirálkarokban összpontosul. A Galaktika központi vidékét egy jelentős anyagsűrűsödés - a mag uralja, amelynek fizikai tulajdonságai, és a benne zajló fizikai folyamatok egyaránt kutatás tárgyát képezik.

A Tejút az éggömb mindkét féltekéjén áthalad az égi meridián mentén (6.1. ábra). Azt a főkört az égen, amelyik a Tejút legsűrűbb részein halad át, galaktikus egyenlítőnek nevezzük, a síkot pedig, amelyben elhelyezkedik, a galaxis fosíkjá-

пак (galaktikus korongnak). A galaktikus korong és az égi egyenlítő' 63° szöget zár be egymással. Ne feledjétek, a galaocis kifejezésen magát a csillagrendszert értjük, a Tejút elnevezés pedig a galaxisunk vetületére vonatkozik az éggömb felületén.

A csillagok mennyiségének meghatározását a galaktikus egyenlító'n és környezetében már a XVIII. sz. 70-es éveiben megkísérelte W. Herschel. Az eló'zetes számítások azt mutatták, hogy lényegesen több csillag található a fó'sík irányában, mint a merőleges irányokban. A későbbi kutatások igazolták, hogy az égbolt összes csillaga egységes csillagrendszert alkot.

A Tejut savjaban összpontosul a Galaktika - hatalmas, lapított, lencse formájú csillagrendszerünk - csillagainak legnagyobb része.

Pontos méreteiről, tömegéről és a csillagok eloszlásáról hosszú ideig nem születtek végleges adatok. Csak a XX. században tudták megállapítani, hogy a Tejútrendszer egy külló's spirálgalaxis. A Galaktika átmérője közel 30 000 parszek (közel 100 000 fényév, 1 kvintillió - 10³⁰ km), átlagos vastagsága - közel 1000 fényév (legnagyobb vastagsága 5 kpc - 16 300 fényév). A Galaktika közel 200 milliárd (a legújabb becslések szerint 200-400 milliárd) csillagot tartalmaz. A legtöbb csillag a galaktikus korongban összpontosul. Az utolsó adatok szerint a Galaktika tömege 3 ■ 10¹² naptömegnyi, azaz 6 ■ 10⁴² kg. A Tejútrendszer tömegének nagyobb részét nem a csillagok és csillagközi gázfelhők, hanem a sötét anyagból álló sötét halo adja.

A Naprendszer a Galaktika magjától távol, 10 kpc (30 000 fényév) távolságnyira, az egyik spirálkar közepénél helyezkedik el, csaknem pontosan a galaxis síkjában. A Tejútrendszer középpontja a Nyilas csillagkép irányában van, koordinátái

2. A Tejútrendszer szerkezeti egységei és spirális szerkezete. Szupernagy tömegű fekete lyuk a Tejútrendszer középpontjában. A galaxisunkban található csillagok egy része a galaktikus korongon kívül helyezkedik el, a nem kevesebb, mint 20 kpc átmérőjű, kifelé folyamatosan ritkuló, gömbszimmetrikus halo alkotóelemeként. A halót a galaxis nagy kiterjedésű (50-60 kpc), nagyon ritka külső része — a korona — veszi körül. A Galaktika összetett spirális szerkezetű, több spirálkarral. A galaktikus korong közepén egy gömb alakú központi dudor, a bulge (angol kifejezés, jelentése - dudor, domborulat) figyelhető meg. A Galaktika legnagyobb sűrűségű, a Nyilas csillagkép irányában lévő központi részét magnak nevezzük.

A Galaktika központi részében végbemenő folyamatok megfigyelése arra enged következtetni, hogy a magban egy szupernagy tömegű fekete lyuk található. A Tejútrendszer magja kevéssé ismert terület, mert az optikai tartományban eltakarja előlünk az intersztelláris anyag - a gáz- és porfelhők, valamint a csillagok. Csillagrendszerünk központi része nagyfokú aktivitást mutat, és intenzív rádió-, infravörös és röntgensugárzást bocsát ki. A mag tömegét több tízmillió naptömegnyire becsülik.

A Tejútrendszer látható anyagának 95%-át a csillagok, közel 5%-át a csillagközi gáz- és porfelhők teszik ki. Galaxisunkat nagy energiájú részecskeáramlatok szövik át, és a csillagközi gázra mágneses tér hat.

A Tejútrendszer tanulmányozása során jelentős akadályt képez a saját, csillag-rendszerünkben elfoglalt helyzetünk, valamint a távoli galaktikus objektumok által kibocsátott sugárzás elnyelése az intersztelláris anyag által. Ezek a nehézségek legyőzhetők, ha a Galaktikát a teljes elektromágneses tartományban tanulmányozzuk. Ott, ahol valamit nem tudunk közvetlenül megfigyelni, célszerű elméleti megfontolásokat és számítógépes modelleket alkalmazni (6.2. ábra), amelyek kiegészíthetik a hiányos ismereteket a folyamatokról és jelenségekről.

A Galaktika határain túl számtalan csillagrendszer létezik, melyeket megfigyelhetünk oldalból, különböző szögekből, és fejlődésük különböző időszakaiban. Osz-szehasonlítva őket egymással és a Tejútrendszerrel, megállapítva a közöttük levő hasonlóságokat és eltéréseket, megmagyarázva ezek okait, jobban megismerhetjük nemcsak a távoli csillagrendszerek törvényszerűségeit és fejlődését, de a saját galaxis-otthonunkat is.

3. Csillaghalmazok és csillagtársulások. Csillagködök. A Tejútrendszer szerkezeti elemei a csillaghalmazok. A csillaghalmazok - csillagok gravitációsan összetartozó csoportjai. A Tejútrendszer gravitációs terében egységes egészként mozognak. Két fő típusuk a gömbhalmaz és a nyílthalmaz, ezek számos jellemzőben eltérnek egymástól.

A nyílthalmazok szabálytalan alakú, néhány száz, néhány ezer csillagot tartalmazó rendszerek. Méretük átlagosan 6-14 pc. A hozzánk legközelebb található nyílthalmazok a Pleiadok és a Hyadok a Bika csillagképben. A Pleiadok 5-7 halvány csillaga, amelyek kis kupacot képeznek, szabad szemmel is megkülönböztethetők (6.3. ábra).

A Hyadok halmaza nem túl tömör, de több fényes csillagot tartalmaz. Napjainkban több mint 1500 nyílthalmazt tartanak számon. Mindegyik a galaktikus síkban, főleg a spirálkarokban helyezkedik el, és részt vesz a központi részek gyorsabb forgásában. A nyílthalmazok összmennyisége a Tejútrendszerben — 2 • 10 .

A gömbhalmazok csillagok gömb- vagy ellipszis alakú csoportjai, amelyek 10 000-től 50 millióig terjedő számú tagot tartalmazhatnak, meglehetősen kicsi, mintegy 20-100 parszek átmérőjű területen. A csillagok térbeli koncentrációja a halmaz középpontja felé erőteljesen növekszik, elérheti akár a több tízezer/köbpar-szek értéket (a Nap környezetében - 0,13 pc^-3), és nagy távcsövekkel sem lehet őket szétválasztani. Ebből a nagy sűrűségből eredő gravitáció az, ami összetartja a gömbhalmazokat. A gömbhalmazok nagy kiterjedésű halót alkotnak a Galaktika középpontja körül, erősen kötődve hozzá.

A Tejútrendszerben eddig közel 200 gömbhalmazt fedeztek fel, de összlétszámúk közel 500 (6.4. ábra). A gömbhalmazok többségben a Tejútrendszer legöregebb csillagaiból állnak - a fejlődésük végén járó vörös óriásokból és szuperóriásokból. A gömbhalmazok Galaktikánk, II populációs, legidősebb képződményei. Átlagos életkoruk 10-15 milliárd évre tehető.

A csillagasszociációk (csillagtársulások) — egymáshoz közel elhelyezkedő, gravitációsan nem összetartozó vagy gyengén összetartozó, hasonló fizikai sajátosságokkal rendelkező fiatal (néhány millió éves) csillagok.

Csillagköd¹ - a galaxis intersztelláris vagy csillagközi anyaga, ritka gáz- és porfelhők alkotják.

Az alkotóelemek típusától függően megkülönböztetünk: OB-asszociációkat, amelyek főleg O és В színképosztályú forró csillagokból állnak; T-asszociációkat, amelyekre a T Tauri típusú változócsillagok jellemzőek.

A csillagtársulások OB- és T-csoportosítása elég feltételes, mivel T Tauri típusú csillagokat a Naphoz közeli minden OB-asszociációban kimutattak. Viszont több T-asszociáció nem tartalmaz O és В színképosztályú csillagokat. Később Sidney van den Bergh (1929) kanadai csillagász javaslatára R jelölést kaptak azok a csillagtársulások, amelyek megvilágítják a reflexiós ködöket.

1948-ban csillagtársulásokat fedezett fel, majd megjósolta szétesésüket Viktor Hambarcumjan (1908-1996), örmény születésű szovjet-orosz csillagász. A csillagászok későbbi kutatásai alátámasztották azt a tényt, hogy a csillagtársulások tagjai távolodnak egymástól. Idővel kimutatták, hogy a T-asszociációk stabilitását a nagy csillagkoncentráció és a csillagok kis sebességingadozása okozza.

A fiatal csillaghalmazoktól eltérően a csillagtársulások mérete jóval nagyobb -néhányszor tíz parszek (a nyílthalmazok magjának mérete - néhány parszek), de kevésbé „sűrűn lakottak”: a csillagok száma a társulásokban néhányszor tíztől néhány százig terjed, míg a nyílthalmazokban ez a szám elérheti a százezret vagy még többet; tömegük - 10^{1 2 *}-10⁴ M_£.

A csillagtársulások a masszív, nagy kiterjedésű molekuláris felhőket tartalmazó csillagképződési területeknek köszönhetik létezésüket.

KÉRDÉSEK A TANULTAKHOZ

1. Milyen a Tejútrendszer szerkezete? Nevezzétek meg a szerkezeti elemeit!

2. Hol helyezkedik el a Tejútrendszerben a Naprendszer?

3. Miben különböznek a Galaktika síkjának csillagai a halót alkotó csillagoktól?

4. Hogyan oszlanak el a Tejútrendszerben a gömbhalmazok? Miben különböznek a nyílthalmazoktól?

OLDJUK MEG EGYÜTT!

1. feladat. Mivel magyarázható, hogy a Tejútrendszer legidősebb csillagainak anyagában nagyon kevés nehezebb elem található, míg a legfiatalabb csillagok megnövekedett mennyiségben tartalmazzák őket?

Felelet. Az idősebb csillagok a protogalaktikus gázfelhőből alakultak ki. A masz-szív csillagok, gyorsan fejlődve, kitörtek, és a bennük keletkezett nehéz elemekkel gazdagították a protogalaktikus felhőt. A csillagok későbbi generációiban ezért már nagyobb a fémtartalom.

2. feladat. Mit nevezünk galaktikus évnek, és mennyi idős a Nap galaktikus években számítva?

¹ A csillagközi anyag fajtái: 1) a szorosabb értelemben vett intersztelláris anyag (nagyon kis

sűrűségű, finom gáz és porréteg, amely körülveszi a csillagokat); 2) sötét felhők (nagyobb sűrűségű porfelhők, amelyek jelentősen legyengítik a mögöttük levő csülagok fényét); 3) diffúz ködök (fénylő

ködök, melyek mindig fényes csillagok környezetében vannak: a) emissziós ködök — gázanyaguk

maga világít, b) reflexiós ködök - porfelhők); 4) planetáris ködök (folytonos tágulásban levő, héjszerű felépítésű gázfelhők).

Felelet. A galaktikus év — a Nap keringési periódusa a Tejútrendszer középpontja körül. Egy galaktikus év 230 millió évvel egyenlő'. Tehát a Nap kora körülbelül 20 galaktikus év.

3. feladat. Mi a különbség a gömbhalmazok és nyílthalmazok elhelyezkedése között a Tejútrendszerben?

Felelet. A különbség az, hogy csaknem minden nyílthalmaz a Tejút területén vagy közelében helyezkedik el. A gömbhalmazok többsége az égbolt bizonyos részén, a Nyilas csillagképben figyelhetők meg. H. Shapley amerikai csillagász dolgozta ki azt az elméletet, amely szerint a Galaktika magja körül csoportosulnak. Vagyis, a nyílthalmazoktól eltérően, koncentráltan, gömbszimmetrikusán helyezkednek el a Tejútrendszer középpontja körül.

FELADATOK ÉS GYAKORLATOK

6.1. Keressétek meg a csillagtérképen azokat a csillagképeket, amelyeken áthalad a Tejút!

6.2. Miért látja a Földön lévó' megfigyelő a Tejutat szaggatottnak és keskenynek?

6.3. Miért nem láthatjuk optikai teleszkópokkal a Tejútrendszer magját?

6.4. Mi a különbség a csillagkép és a csillaghalmaz között?

6.5*. Hozzatok fel bizonyítékokat arra, hogy a Nap a Galaktika síkjához közel helyezkedik el!

ELLENŐRIZD A KÉSZSÉGEDET!

Ellenőrző kérdések

1. Mit tudtok a Galaktika szerkezetéről?

2. Melyik év hosszabb: a galaktikus vagy a tropikus?

3. Milyen típusú csillaghalmaz a Pleiadok?

Amit tudok, és amire képes vagyok

• Tudok csillagászati feladatokat megoldani

1. A csillagos égbolton sötét ködöket tanulmányozunk. Mivel magyarázható, hogy látjuk őket, ha az ilyen ködök egyáltalán nem sugároznak fényt?

2. Összehasonlítva az égbolt képét kék és vörös fényben fotózva, azt tapasztalhatjuk, hogy a Galaktika síkja a kék sugarakban fényesebb, a halo - épp ellenkezőleg. A Tejútrendszer melyik tulajdonságát bizonyítják ezek az adatok?

• Tudom, mire használják a teleszkópokat

3. írjátok le, milyen a legideálisabb hely a Földön a Tejút optikai megfigyeléséhez!

4. Van-e lehetőségünk megfigyelni a Galaktika magját? Ha igen, milyen módszerekkel? Ha nem, mi az oka?

A Világegyetem elképzelhetetlenül nagy kiterjedésű. Még a tudomány jelenlegi fejlettségi szintjének megfelelő csillagászati eszközök segítségével is csak az anyagi világ egy kis részét figyelhetjük meg. A Világegyetem e megfigyelhető, tanulmányozható, 1,6 - 1(r⁴ km kiterjedésű térségét gyakran nevezik metagalaktikának. Ebben a fejezetben lehetőségetek nyílik ennek részbeni megismerésére.

 

Ez a csillagászat tankönyve 11. évfolyamának anyaga Szirotyuk, Mirosnicsenko