Вт, 21.08.2018, 15:24
Приветствую Вас Гость | RSS

  • такие разные лица (57)
    [Планета людей]
  • Средняя Азия, Ближний Восток в древности (37)
    [Истоки]
  • С Днем рождения, Лучия (10)
    [С улыбкой]
  • психология собственника (0)
    [Яблочко от яблоньки]
  • Не бойтесь Бога (49)
    [Идея]
  • [ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
    • Страница 1 из 1
    • 1
    Ракурсы » Вселенная » Следы звезд » Эволюция галактик
    Эволюция галактик
    lu-chiaДата: Пн, 09.07.2018, 06:43 | Сообщение # 1
    Группа: wing
    Сообщений: 26340
    Статус: Offline
    https://aboutspacejornal.net/2018....свет-на

    Используя спектроскопию интегрального поля и современные инструменты компьютерного моделирования, исследователи смогли продвинуться в решении давней проблемы в экстрагалактической астрономии – проблемы природы и формирования центрального сферического компонента в спиральных галактиках, подобных нашей галактике Млечный путь.
    Предполагается, что центральный сферический компонент галактики, или балдж, может формироваться двумя различными способами. “Классические” балджи состоят из древних звезд, возраст которых превышает возраст диска, поскольку “сборка” такого балджа состоялась более 10 миллиардов лет назад, прежде, чем началась активная фаза формирования диска. Псевдобалджи содержат звезды примерно того же возраста, что и диск, поскольку их сборка происходила постепенно, в результате комбинации динамических процессов – при непрерывном формировании звезд, обусловленном входящим потоком газа со стороны диска.
    Эти два сценария предполагают, что “классические” балджи и псевдобалджи имеют существенно различные свойства, однако в действительности многолетние наблюдения демонстрируют, скорее, непрерывное изменение свойств при переходе от одного балджа к другому. Для решения этой проблемы в новой работе команда под руководством Айрис Бреды (Iris Breda) из Университета Порту, Португалия, провела беспрецедентный спектральный анализ и моделирование для более чем 500000 индивидуальных спектров, чтобы выяснить особенности формирования звезд балджа и диска для 135 галактик обзора неба CALIFA IFS survey.
    В ходе проведенного анализа исследователи выяснили, что продолжительность формирования балджей обратно пропорциональна общей массе галактики: формирование балджа в массивных галактиках полностью завершается в течение первых 4 миллиардов лет космической эволюции, в то время как в менее массивных галактиках формирование балджа продолжается до сих пор. Как указывают исследователи, их работа содержит результаты, которые идут вразрез с концепцией, предполагающей наличие двух различных сценариев формирования балджа, и в то же время показывает, что рост балджа происходит в результате совместного действия быстрых (ранних) и медленных процессов, величина вклада каждого из которых определяется массой и плотностью вещества галактики.
    Составлено по материалам, предоставленным Университетом Порту.

     
    lu-chiaДата: Пн, 09.07.2018, 10:24 | Сообщение # 2
    Группа: wing
    Сообщений: 26340
    Статус: Offline
    Формирование галактик

    Текущий научный консенсус заключается в том, что вся материя во Вселенной была создана примерно 13,8 миллиарда лет назад во время события, известного как Большой Взрыв. Изначально вся материя была сжата в очень маленький шарик с бесконечной плотностью и огромной температурой, называемый сингулярностью. Вдруг сингулярность начала расширяться. Так началась Вселенная.
    После быстрого расширения и охлаждения все вещество было почти однородно распределено. В течение нескольких миллиардов лет более плотные участки Вселенной стали гравитационно притягиваться друг к другу. Поэтому они стали плотнее, образовав газовые облака и большие сгустки материи.



    Спиральная галактика Messier 74, расположенная в 32 миллионах световых лет от нас, содержит около 100 миллиардов звезд. Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration
    Облака газообразного водорода внутри протогалактик претерпели гравитационный коллапс, чтобы стать первыми звездами. Некоторые из этих ранних объектов были крошечными карликовыми галактиками, в то время как другие приняли привычную спиральную форму, как и наш Млечный Путь.

    Галактические слияния

    Однажды сформировавшись, эти галактики развивались в более крупные галактические структуры, называемые группами, скоплениями и сверхскоплениями. С течением времени, галактики притягивались друг к другу силой тяжести и объединялись. Результат этих слияний зависел от массы столкнувшихся галактик.
    Малые галактики поглощаются крупными соседями, увеличивая их массу. Так Млечный Путь недавно слопал несколько карликовых галактик, превратив их в потоки звезд, которые вращаются вокруг галактического ядра. Но галактики сходного размера объединяются и становятся гигантскими эллиптическими галактиками.
    Когда это происходит, тонкие спиральные структуры исчезают. Эллиптические галактики являются одними из крупнейших звездных объединений. Еще одним последствием этих слияний является то, что сверхмассивные черные дыры в их центрах становятся еще больше.

    Хотя не все слияния приводят к эллиптическим структурам, все они значительно изменяют строение объединенной галактики.
    Во время слияний реальные столкновения звездных систем маловероятны, учитывая огромные расстояния между светилами. Однако, слияние может привести к гравитационным ударным волнам, которые способны спровоцировать образование новых звезд. Это то, что по прогнозам произойдет, когда Млечный Путь сольется с галактикой Андромеды через 4 миллиарда лет.

    Смерть галактик

    В конечном счете в галактиках перестают формироваться звезды, когда истощается запас холодного газа и пыли. Звездообразование замедляется в течение миллиардов лет, пока полностью не прекратится. Однако, продолжающиеся слияния гарантируют, что все новые и новые звезды, газ и пыль оседают в старых галактиках, тем самым продлевая их жизнь.
    В настоящее время считается, что наша Галактика имеет почти полный запас водорода, и формирование звезд продолжится, пока он истощается. Звезды, подобные Солнцу, могут просуществовать около 10 миллиардов лет, но самые маленькие красные карлики смогут жить несколько триллионов лет. Благодаря наличию карликовых галактик и предстоящему слиянию с Андромедой Млечный Путь сможет существовать еще дольше.
    В итоге все галактики во Вселенной со временем становятся гравитационно связанными друг с другом и объединяются в гигантские эллиптические галактики. Астрономы встречали подобные «ископаемые», хорошим примером которых является Messier 49, сверхмассивная эллиптическая галактика.
    Эти галактики уже использовали все свои запасы газа для звездообразования, и все, что у них осталось, это небольшие долгоживущие звезды. В конце концов, звезды потухнут одна за другой.
    После того, как наша Галактика сольется с Андромедой, она продолжит свой путь, чтобы слиться со всеми другими близлежащими галактиками в Местной группе. Мы можем ожидать, что эту сверхгалактику постигнет та же участь. Так, эволюция галактик происходит на протяжении миллиардов лет и продолжится в обозримом будущем.

    https://in-space.ru/rozhdenie-i-evolyutsiya-galaktik/
     
    lu-chiaДата: Пн, 09.07.2018, 10:27 | Сообщение # 3
    Группа: wing
    Сообщений: 26340
    Статус: Offline
    Галактики — крупные конгломераты звезд, содержащие также некоторое — весьма разное — количество газа и пыли.

    Галактики — основной видимый структурный элемент Вселенной. Если вы разглядываете Вселенную, то видите в ней именно галактики.
    Теоретики расскажут вам, что на самом деле Вселенная состоит из темной материии управляется темной энергией. Но в наблюдениях мы видим и прослеживаем структуры во Вселенной именно через исследование галактик.

    Поэтому наблюдательное исследование эволюции Вселенной — это исследование эволюции галактик. Такой «экстремистский» тезис я буду доказывать, обосновывать, иллюстрировать на протяжении всей этой книги.
    Исследование эволюции галактик сейчас переживает бурное развитие в связи с развитием техники астрономических наблюдений. Теория пока не поспевает за наблюдательными открытиями, поэтому ключевые концепции приходится пересматривать достаточно часто.
    Я расскажу о текущем состоянии дел и немного о перспективных — весьма вероятных будущих изменениях в общепринятых взглядах на эволюцию галактик и, соответственно, на эволюцию всей Вселенной.

    Три кита, на которых стоит теория эволюции галактик

    Все исследования формирования и эволюции галактик опираются прежде всего на физическую модель. Хотя в перспективе это должна быть единая, самосогласованная модель, но исторически сложилось так, что до сих пор практически независимо рассматривается три класса физических механизмов, формирующих и изменяющих структуру и наблюдаемые характеристики галактик — их размер, блеск, цвет, внутренние движения. Эти три класса механизмов — три кита, на которых покоятся (или, напротив, быстро изменяются) наши представления об эволюции галактик, — следующие:
    -динамическая эволюция,
    -спектрофотометрическая эволюция,
    -химическая эволюция галактик.
    В классическом варианте теории динамическая эволюция понималась прежде всего как ранняя стадия эволюции, относящаяся собственно к формированию галактики. Эта традиция объяснялась тем, что большинство галактик вокруг нас выглядят как динамически устойчивые, прорелаксировавшие системы; судя по всему, в них выполняется теорема вириала, 2T + U = const, где T — кинетическая энергия системы, а U — ее потенциальная энергия. Поэтому сначала предполагалось, что бурные динамические процессы, оформившие в основном структуру галактик, относились к первому миллиарду лет их жизни, к эпохе коллапса протогалактического газового облака и основного звездообразования в нем.
    А позже динамические эффекты лишь слегка изменяли структурные характеристики: например, из-за увеличения хаотических скоростей старых звезд («динамический нагрев») могли утолщаться диски галактик.
    В последние десятилетия общее мнение о важности динамических процессов в структурной эволюции современных галактик стало радикально меняться. Прежде всего, зрелищный феномен взаимодействия галактик, хотя и достаточно редкий в нашу эпоху, все же навел астрономов на мысль, что галактики могут сливаться, а в давние времена, когда плотность вещества в расширяющейся Вселенной была выше, чем сейчас, и частота слияний тоже могла быть выше. Эту идею сейчас подхватили и успешно эксплуатируют космологи; согласно их сценариям, вся эволюция галактик — это череда последовательных слияний. Между тем, конечно, слияния («мержинг», как говорят западные коллеги) — это динамические катастрофы, которые полностью перестраивают галактику и дают начало ее новой жизни.
    Кроме катастроф, могут существовать и плавные, монотонные, но тем не менее существенные изменения в структуре галактик под действием разного рода динамических неустойчивостей; такие изменения называют «вековой эволюцией».
    В последнее время все более популярной становится идея о том, что даже такие глобальные структуры в галактиках, как бары (центральные перемычки), которые дали Хабблу основание выделить особую ветвь морфологической классификации галактик, SB-ветвь, на самом деле не являются пожизненным атрибутом галактики: в ходе вековой эволюции они могут возникать, потом рассасываться, потом возникать снова. Также вековая эволюция может изменять соотношение размеров балджа и диска в галактике и даже менять ее морфологический тип.
    Спектрофотометрическая эволюция галактик — т. е. эволюция их светимости, цвета и спектра — определяется суммарным эффектом эволюции составляющих ее звезд. При наблюдениях мы можем разрешить на отдельные звезды только самые близкие к нам галактики; для подавляющего же большинства галактик доступны измерениям только интегральные потоки — сумма излучений всех звезд, составляющих данную галактику или данную область галактики.
    Простейшим аналогом галактик как звездных систем являются звездные скопления, которые состоят из звезд одного возраста и одного химического состава, но разной массы. Галактика же в общем случае состоит из многих поколений звезд, т. е. как бы представляет собой сумму гиперскоплений разных возрастов; в самосогласованной (идеальной) модели и металличность поколений должна быть разной в соответствии с ходом химической эволюции в галактике.
    На деле же пока более успешными, в плане сравнения с наблюдениями, являются модели звездных населений галактик с единым химическим составом для всех звезд — химическим составом, вероятно, соответствующим среднему, взвешенному по светимости звезд, обилию элементов в звездах галактики.
    Спектрофотометрические модели галактик строятся численным интегрированием (сложением) спектров звезд, которые, в свою очередь, берутся из хорошо разработанной теории эволюции звезд. Определяющими параметрами эволюционных треков звезд на диаграмме Герцшпрунга — Рассела служат масса и металличность звезды, поэтому интегрирование проводится по массам и возрастам звезд, а металличность фиксируется как параметр модели галактики.
    При этом, конечно, надо знать или задавать из априорных предположений распределения звезд в галактике по массам и возрастам. В самом простом случае предполагается, что в определенный момент времени образовался некий конгломерат звезд разных масс, но одинаковой металличности, и дальше он спокойно эволюционировал без добавления туда новых звезд.
    Такой частный вариант модели еще называют «пассивной эволюцией» и довольно успешно применяют его для описания эволюции эллиптических галактик. Расчеты показывают, что пассивно эволюционирующая система звезд с возрастом тускнеет и краснеет, поскольку наиболее массивные, яркие голубые звезды заканчивают свой жизненный путь раньше, чем менее массивные. К возрасту около 10 млрд лет такая звездная система уже состоит только из звезд, менее массивных, чем Солнце, и ее спектрофотометрическая эволюция сильно замедляется.
    Поэтому эллиптические галактики на красных смещениях z = 0 и z = 0,5 выглядят совершенно одинаковыми, хотя более далекие из них — на z = 0,5 — в среднем на 3–5 млрд лет моложе. А вот если в галактике в середине или на любом другом промежуточном этапе ее жизненного пути образовывались новые молодые звезды, то она в этот момент «омолаживалась», т. е. ярчала и голубела, и дальше эволюция должна была пойти уже немного по-другому, в частности — в более резвом темпе.
    Если коротко охарактеризовать самые общие впечатления от современных цветов и светимостей близких галактик, то они хорошо описываются моделями, в которых практически все галактики — старые, т. е. первая вспышка звездообразования состоялась более 10 млрд лет назад, а дальше — чем более ранний морфологический тип у галактики, тем меньше было характерное время затухания ее глобального звездообразования. В эллиптических галактиках все должно было закончиться менее, чем за 1 млрд лет, а в Sc-галактиках звездообразование тлеет примерно на постоянном уровне все время ее жизни. В неправильных и карликовых галактиках вообще предполагается «вспышечный», т. е. сильно неравномерный ход глобального звездообразования.
    Химическая эволюция галактик — это история происхождения химических элементов. Согласно современным представлениям, только самые легкие элементы — водород и его изотопы, гелий и литий — образовались в Большом взрыве, в первые несколько минут жизни Вселенной.
    Все остальные элементы образуются в звездах в процессе их эволюции, в ходе термоядерных реакций.
    Различают несколько классов ядерных реакций, характерных для звезд различных масс в разные периоды их жизни:
    протон-протонную цепочку, CNO-цикл, горение гелия, горение углерода, s-процессы, г-процессы и т. д.
    Мнения теоретиков о вкладе тех или иных реакций в производство каждого конкретного химического элемента еще окончательно не устоялись. Однако те, кто моделирует химическую эволюцию галактик, смело берут «state-of-art», т. е. самые свежие расчеты звездного нуклеосинтеза, а далее интегрируют производство химических элементов по времени и по массам звезд точно так же, как при спектрофотометрическом моделировании интегрировали светимости звезд.
    Параметры модели, соответственно, те же самые — начальное распределение звезд по массам и история звездообразования в галактике, плюс теория звездного нуклеосинтеза, которая на данный момент считается заданной.
    В астрономии все элементы тяжелее гелия традиционно называют «металлами», в этом мы терминологически расходимся с химиками. Поскольку металлы в звездах синтезируются, но практически не разрушаются, металличность галактики со временем всегда возрастает, но с какой скоростью и по какому закону — это уже зависит от деталей модели.
    В области химической эволюции галактик у исследователей есть мощный эталон, которого нет в области спектрофотометрической эволюции, — это наша собственная Галактика. Посмотреть на нее со стороны и измерить светимость мы не можем, а вот измерить химический состав отдельных звезд — можем.
    Химический состав звезд Галактики уже давно исследуется в массовом порядке, есть хорошая статистика, но нельзя сказать, что она сильно проясняет ситуацию. Вроде бы самые первые звезды должны образовываться из первичного газа, не прошедшего еще через цепь термоядерных реакций в недрах звезд, а потому имеющего нулевую металличность. Однако в нашей Галактике пока не найдено ни одной звезды с нулевой металличностью.
    Куда же делись маломассивные долгоживущие первичные звезды с нулевой металличностью? Или откуда взялся ненулевой уровень начальной металличности в нашей Галактике? Вроде бы металличность газа и соответственно звезд, из него образующихся, должна монотонно возрастать со временем, но в диске Галактики до сих пор не найдено убедительной антикорреляции металличности звезд с их возрастом. Возраст Солнца — не менее 4,5 млрд лет, но современная металличность межзвездной среды очень близка к солнечной. Чем объяснить практически нулевой темп обогащения металлами межзвездной среды галактического диска?
    А наблюдательная техника продолжает развиваться. Сейчас уже в звездах измеряют детальный химический состав — не общую металличность, а содержание отдельно железа, кислорода, магния, кальция и т. д. Соответственно, и от современной теории химической эволюции галактик теперь уже требуются сценарии, объясняющие не только общую металличность, но и соотношение содержаний отдельных химических элементов на каждом этапе эволюции и в разных типах галактик. Нельзя сказать, что задачи теории химической эволюции упрощаются со временем — а мы и прежние еще не решили…
    Два способа изучать эволюцию, или Что мы знаем про далекие галактики
    Чтобы наполнить картину эволюции галактик конкретным содержанием и выстроить последовательность и значимость различных возможных эволюционных этапов и механизмов, необходимы наблюдательные данные. Их можно получать двумя принципиально разными способами.
    Во-первых, можно подробно изучать строение и характеристики близких галактик и строить физические модели эволюции, которые на финальной стадии, к моменту нулевого красного смещения, дают именно такие объекты, какие мы видим рядом с собой, полностью похожие по динамике, структуре и характеристикам звездного населения.
    А во-вторых, учитывая колоссальную проницающую силу современных больших телескопов, можно заглядывать напрямую на большие красные смещения — там мы видим галактики, какими они были несколько миллиардов лет назад. Ведь скорость света конечна, и с очень далеких расстояний свет может идти от галактики до нас миллиарды лет.
    https://aboutspacejornal.net/2017....алактик
     
    Ракурсы » Вселенная » Следы звезд » Эволюция галактик
    • Страница 1 из 1
    • 1
    Поиск:


    Copyright MyCorp © 2018
    Бесплатный хостинг uCoz


    Для добавления необходима авторизация