Галактики и темная материя Лекция 3, Сергей Постников

Что такое звездный кластер(скопление) и галактика? Звезды гравитируют к друг другу и если их много образуют связанные динамические структуры: от относительно малых звездных кластеров (10 5 звезд) до больших галактик (10 11 звезд). Также газ, пыль, черные дыры и темные (невидимые ) компоненты. Газ Пыль

Глобулярный кластер M 80 (звездное скопление) Найти (Ctrl+Enter) и рассмотреть в программе Celestia. Где по отношению к нашей галактике он находиться?

Млечный Путь, диск нашей галактики так виден изнутри. Мы видим диск сбоку который состоит из множества звезд. Поэтому мы видим его как светлую полосу «молока разлитого» на все небо. Газ и пыль посреди диска блокируют свет и поэтому видны как области затемнения. Поэтому в древности это назвали Темным Разломом.

Наша галактика Млечный Путь На виде сверху видны спиральные рукава в диске нашей галактики. На виде сбоку виден диск и бар ядра (центральное утолщение). Также вокруг диска присутствует газ, звездные кластеры и т.п. Это так называемое ГАЛО. Положение Солнца отмечено красной точкой. Также выяснили что в центре диска нашей галактики находится сверхмассивная черная дыра.

Млечный путь в разном диапазоне света

Типы галактик «вилка Хаббла» По своему виду и структуре галактики классифицируются на четыре основные группы. Рассмотреть Млечный Путь, Магелановы Облака, Андромеду (M 31), IC 342, M 49.

Кроме звезд в эллиптических галактиках можно увидеть межзвездный газ который испускает рентгеновские лучи (X-Rays). X-Rays Звезды газ Рентгеновские телескопы находятся на спутниках в космосе и вращаются вокруг Земли.

Темная Материя и движение звезд в спиральной галактике Посчитаем массу всех видимых звезд, газа и пыли и применим закон тяготения Ньютона (орбиты Кеплера). Их не хватает чтобы удерживать быстрые звезды на удаленных от центра орбитах в диске галактики. Значит есть еще что то (темная материя) что мы не видим (или же закон тяготения в таких условиях изменяется).

Центробежная сила Всеобщее притяжение видимой части Орбитальная скорость Звездная «карусель» Если вы катались на карусели то знаете что чем дальше от центра вы находитесь и чем быстрее она вращается тем сильнее нужно держаться руками. Так и звезду нужно «удерживать» дополнительной гравитацией чтобы она не слетела с орбиты, так как наблюдаемая скорость высока! Притяжение невидимой части Темная Материя

Заключение Мы узнали что такое галактики и их типы Также откуда появилась идея о Темной Материи Задания на семинар –Вспомнить про угловой размер и выяснить что такое парсек и какое расстояние (в метрах) он составляет. Также для килопарсека и мегапарсека. За какое время (в годах) свет преодолевает эти расстояния? –За какое время звезда с массой Солнца и скоростью 220 км/сек на орбите с радиусом 20 килопарсек совершает полный оборот вокруг центра спиральной галактики? –Посчитать центробежную силу для этой звезды. –Сравнить с силой притяжения Н (посчитанной из видимых в галактике звезд, газа, пыли и центральной черной дыры). Во сколько раз они отличаются? Сколько нужно добавить силы для компенсации центробежной?

Гравитационное линзирование Свет от далеких галактик проходя через гравитационное поле скопления галактик отклоняется от прямого пути. Он «чувствует» искривление пространства гравитацией. Из за этого изображения галактик лицензируются, искривляются и удваиваются. Посчитанная масса более того что видно, еще одно свидетельство присутствия Темной Материи.

Увеличение масштаба Если уменьшать размеры и охватывать больше пространства.

Огромный кубический вырез вселенной. Скопления галактик, кластеров и супер-кластеров выглядят как космическая «паутина» или «пена». пустоты филаменты стенки между пустотами узлы