ЗВЕЗДНЫЕ СИСТЕМЫ — ГАЛАКТИКИ. МЕТАГАЛАКТИКА

1. Нормальные галактики. Гершель в XVIII в. открыл и занес в
каталоги тысячи наблюдаемых на небе туманных пятен (туман-
ностей). У многих из них впоследствии была обнаружена спираль-
ная структура.

Американский астроном Хаббл в XX в получил фотографии ту-
манности в созвездии Андромеды, на которых было видно, что

117

Рис. 100. Спиральная галактика М31 в созвездии Андромеды и ее спутник —
малая эллиптическая галактика (справа).

это туманное пятно состоит из множества звезд (рис. 100). Он обна-
ружил в туманности вспышки новых звезд, рассеянные и шаровые
скопления и цефеиды. Определив периоды переменности и видимую
звездную величину этих цефеид, Хаббл установил, что все они
находятся очень далеко за пределами нашей Галактики. Таким обра-

118

Рис. 101. Спиральная галактика МЗЗ в созвездии Треугольника, видимая почти
плашмя. Ее ярчайшие звезды в спиральных ветвях расположены менее
тесно, чем в М31, и поэтому заметнее.

зом, вся спиральная туманность в созвездии Андромеды находится
вне пределов нашей Галактики и уже этим отличается от газовых и
пылевых туманностей нашей звездной системы. Зная расстояние
до этой туманности и ее угловой диаметр, легко вычислить его в
линейных единицах (см. § 12, рис. 38).

Оказалось, что спиральная туманность в созвездии Андромеды —
огромная звездная система, примерно такая же, как и наша Галакти-
ка. Мы знаем теперь, что расстояние до нее 2 млн. световых лет.
В ней есть газовые и пылевые туманности, как и в нашей Галактике.
Вследствие того что галактику в созвездии Андромеды мы видим под
некоторым углом к ее оси, она имеет продолговатую форму. Галак-
тика в созвездии Треугольника тоже спиральная, менее
наклонена к лучу зрения и имеет поэтому иной вид (рис. 101).

Астрономы нашли великое множество гигантских звездных систем
за пределами нашей Галактики, им дали нарицательное название
галактик в отличие от нашей Галактики.

Хаббл выяснил, что в спектрах галактик, расстояния до ко-
торых были оценены по видимой яркости их ярчайших звезд, линии
смещены к красному концу спектра. Это красное смещение возрас-
тает пропорционально расстоянию до галактики (рис. 102). В соот-
ветствии с эффектом Доплера — Физо (см. § 13), красное смещение
означает удаление источника от наблюдателя. Скорость удаления
пропорциональна величине смещения, поэтому красное смещение

119

можно выразить в единицах скорости (км/с). Наблюдаемая пропор-
циональность между расстоянием D до галактик и скоростью v
носит название закона Хаббла:

v = HD.

Коэффициент пропорциональности Н называют постоянной
Хаббла. Установлено, что величина постоянной Хаббла1 Н со-
ставляет примерно 100——— , т. е. на каждый миллион парсеков

с • Мпк

скорость удаления возрастает на 100 км/с. Поэтому расстояние
до далекой галактики можно определить по величине красного
смещения линий в ее спектре:

где v — скорость, определенная по красному смещению. Если,
например, сдвиг линии спектра соответствует 10 000 км/с, то до
галактики 100 Мпк, т. е. 100 млн. пк. Этот способ используется
в тех случаях, когда в далеких галактиках цефеиды или даже яр-
чайшие сверхгиганты не видны.

По своему внешнему виду галактики делятся на спираль-
ные, неправильные и эллиптические Большинство
наблюдаемых галактик — спиральные. Наша Галактика и галактика
в созвездии Андромеды относятся к числу спиральных галактик
очень большого размера. Все спиральные галактики вращаются с
периодами в несколько сот миллионов лет. Массы их составляют
10 — 10й масс Солнца.

Ветви спиральных галактик, как и у нашей Галактики, состоят
из горячих звезд, цефеид, сверхгигантов, рассеянных звездных скоп-
лений и газовых туманностей. Радиотелескопы обнаруживают в спи-
ральных галактиках нейтральный водород в количестве до 10% от
массы галактики. Есть в галактиках и пыль. Ее присутствие осо-
бенно хорошо заметно в тех из них, которые повернуты к нам
ребром, поэтому похожи на веретено или чечевицу (рис. 103).
Вдоль них проходит темная полоса — скопление пылевых туманнос-
тей — в экваториальной плоскости.

Во время экспедиции Магеллана в XVI в. наблюдаемые в
южном полушарии неба два больших звездных облака назвали Боль-
шим и Малым Магеллановыми Облаками (рис. 104). Эти галактики
по их бесформенному виду относят к типу неправильных. Они
являются спутниками нашей Галактики. Расстояние до них около
150 000 световых лет. Их звездный состав такой же, как и у
ветвей спиральных галактик, а ядра нет. Неправильные галактики
(рис. 105, а) значительно меньше спиральных и встречаются
редко.

Эллиптические галактики наблюдаются часто. По виду они
похожи на шаровые звездные скопления (рис. 105, б), но гораздо