В конце XVIII века французский астроном Шарль Мессье составил первый каталог этих туманностей, дабы не путать их с кометами, поисками которых он занимался. Как мы знаем сегодня, в его каталог вошли существенно разные по природе объекты, в том числе и несколько галактик.
Шло время, астрономы открывали на небе все новые галактики, но эти объекты по-прежнему считались обычными туманностями. Настоящее понимание их природы стало проясняться лишь после того, как в начале нашего века шведский Астроном Кнут Лундмарк доказал, что туманность в созвездии Треугольника — это огромная звездная система. А когда астрономы научились надежно определять расстояния до далеких небесных объектов, выяснилось, что галактик во Вселенной существует огромное множество.
Что же такое галактика? Прежде всего — это большая система, в которой звезды связаны друг с другом силами гравитации. Помимо звезд галактики включают в себя межзвездный газ и пыль, а также различные экзотические объекты: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. Газ в галактиках не только рассеян между звездами, но и образует большие облака и газопылевые туманности.
Мы тоже живем в Галактике, название которой пишем с большой буквы, потому что она — наша, а Млечный Путь представляет собой множество слабых звезд, расположенных в ее плоскости.
Галактики бывают самые разнообразные. Встречаются огромные системы, насчитывающие триллионы солнц. С другой стороны, есть карликовые галактики, которые больше напоминают шаровые скопления, и число звезд в них не превышает нескольких сотен тысяч. Наша Галактика достаточно велика — в ней около 200 миллиардов звезд.
Массы галактик также лежат в широких пределах. Нормальные галактики в миллиард-триллион раз тяжелее Солнца. Карликовые галактики менее массивны — наименьшие из наблюдаемых лишь в 100 тысяч раз тяжелее Солнца. И тут мы имеем солидный вес — масса нашей Галактики оценивается в несколько сотен миллиардов масс Солнца.
В 1925 году американский астроном Эдвин Хаббл предложил классификацию галактик по их формам, внешнему виду. Более поздние классификации галактик придерживаются схемы, предложенной Хабблом.
Эллиптические галактики. Они составляют четвертую часть от общего числа галактик и обозначаются буквой Е. На фотографиях они похожи на шар или эллипс. В зависимости от вытянутости эллипса галактике присваивается класс от 0 до 7. Галактики класса Е0 выглядят шарообразными, а галактики Е7 — как сильно вытянутый эллипс. Цвет у эллиптических галактик имеет красноватый оттенок, так как состоят они преимущественно из старых звезд. Межзвездного газа в таких системах почти нет. По общему виду эллиптические галактики похожи на шаровые звездные скопления, но только очень большие.
Спиральные галактики. К этому классу относится половина всех галактик. По внешнему виду они напоминают чечевицу или двояковыпуклую линзу. При этом толщина спиральной галактики в десятки раз меньше ее диаметра. На их фотографиях виден спиральный узор в виде двух или более (до десятка) закрученных в одну сторону спиральных ветвей или рукавов, выходящих из центра галактики.
На фоне диска галактик рукава выделяются по яркости, так как в них находится много массивных и ярких звезд, а также ярких газовых туманностей. Большинство звезд концентрируется к плоскости симметрии, называемой плоскостью галактики, образуя диск. Чем моложе звезды, тем сильнее они концентрируются к галактической плоскости. В центральной части диска находится утолщение — балдж, переходящий на больших расстояниях в гало галактики. Гало состоит из старых звезд и шаровых скоплений, которые образуют сферическую систему и не тяготеют к плоскости галактики. Самые внешние области галактик часто называют коронами.
В спиральных галактиках много межзвездного газа — до 15% от их общей массы. Много в них и молодых звезд, образовавшихся совсем недавно по сравнению с возрастом самих галактик. Примерно у половины спиральных галактик в центральной части на фотографиях видна почти прямая перемычка, называемая баром.
Обозначают спиральные галактики буквой S. Галактики с яркой, протяженной центральной частью и слабо развитыми спиралями относят к классу Sa. Если же спирали более мощные и четкие, а центр менее выделяется, то галактике присваивают индекс Sc. Промежуточный класс обозначают Sb. Если у галактики имеется центральная перемычка-бар, то к обозначению добавляется буква В, например, SBb.
Наша Галактика тоже относится к классу спиральных, возможно с баром, и Солнце располагается почти точно в ее галактической плоскости. Поэтому большинство звезд нашей системы мы видим в пределах полосы на небе в виде Млечного Пути.
Линзовидные галактики. Это промежуточный тип между спиральными и эллиптическими галактиками. У них есть балдж, гало и диск (линза), но нет спиральных рукавов. Такие галактики обозначаются S0. Среди всех галактик их примерно 20%.
Неправильные галактики. К этому классу относят остальные 5% галактик, не попавших в предыдущие. Для них характерна неправильная, клочковатая форма, возможны зачатки спиральных ветвей. Газа в таких объектах очень много — до половины от общей массы. Неправильные галактики имеют обозначение Ir.
Э. Хаббл расположил типы галактик в порядке увеличения процентного содержания газа и уменьшения вклада сферической составляющей:
Типы галактик
В полученном так называемом "камертоне" Хаббл видел некую эволюционную последовательность форм.
Позже выяснилось, что не все галактики вмещаются в простую классификацию Хаббла. Наряду с нормальными галактиками существуют и карликовые. У них своя классификация, однако и в ней можно выделить карликовые эллиптические, дисковые и неправильные галактики, хотя спиральной структуры при этом в карликовых галактиках почти никогда не наблюдается.
Существует также класс больших галактик, яркость у которых намного меньше, чем у обычных. Ненормальным в них является отсутствие ярких звезд, которые по загадочным причинам не образуются в этих галактиках. Такие галактики называют анемичными (то есть "хилыми").
В то же время встречаются галактики, в которых происходят бурные внутренние процессы, связанные с интенсивным образованием звезд. Примером может служить объект М82 из созвездия Большой Медведицы — неправильная галактика, вещество которой в центральных областях движется с большими скоростями, "кипит". Выделяют также класс галактик с высоким содержанием молодых звезд и большой концентрацией вещества, называя их по внешнему виду голубыми компактными галактиками.
Галактики, об активности которых свидетельствует повышенное радиоизлучение, цвет, нетипичные для большинства спектральные линии, также выделяют в отдельные группы.
Галактики склонны образовывать группы и скопления. Так, наша Галактика входит в так называемую Местную группу галактик, в которой около тридцати разнообразных звездных систем, включая Туманность Треугольника и Туманность Андромеды.
А что будет, если две галактики окажутся очень близко друг к другу? Их свойства и внешний вид изменятся. На фотографиях таких пар или тесных групп галактик можно заметить хвосты и перемычки из газа и звезд, галактики часто окружены общей газовой оболочкой, их форма сильно искажена вследствие взаимного притяжения. Подобные галактики астрономы называют взаимодействующими.
Существуют также галактики-каннибалы, пожирающие своих меньших соседей, затягивая их своим гравитационным полем. В центрах многих больших скоплений галактик располагаются настоящие резиденции "королей каннибалов" — гигантских эллиптических галактик. Они "заглатывают" окружающий газ и медленно падающие на них мелкие галактики скопления.
Галактики объединяются в группы из десятков галактик и в скопления из сотен и даже тысяч галактик. Сами скопления образуют систему сверхскоплений, которые строят крупномасштабную структуру Вселенной.
Галактики являются сложными самоорганизующимися объектами, сравнимыми по уровню сложности с клеткой — основой всего живого. Изучение их в настоящее время активно продолжается, и все новые и новые загадки ждут своего часа.
