Структура Вселенной

Для Вселенной на самых разных уровнях, от микрочастиц и до гигантских сверхскоплений галактик, присуща структурность. Современная структура Вселенной является результатом космической эволюции, в ходе которой из протогалактик образовались галактики, из протозвезд — звезды, из протопланетного облака — планеты.

Метагалактика представляет собой совокупность звездных систем — галактик, а ее структура определяется их распределением в пространстве, заполненном чрезвычайно разреженным межгалактическим газом и пронизываемом межгалактическими лучами.

Согласно современным представлениям, для Метагалактики характерна ячеистая (сетчатая, пористая) структура. Эти представления основываются на данных астрономических наблюдений, показавших, что галактики сосредоточены вблизи границ ячеек, внутри которых галактик почти нет. Найдены огромные объемы пространства (порядка миллиона кубических мегапарсек), в которых галактик пока не обнаружено. Пространственной моделью такой структуры может служить кусок пемзы, которая неоднородна в небольших выделенных объемах, но однородна в больших объемах.Если брать крупномасштабную структуру Галактики в целом, то в ней вещество также распределено сравнительно равномерно.

Возраст Метагалактики близок к возрасту Вселенной, поскольку образование ее структуры приходится на период, следующий за разъединением вещества и излучения, и оценивается в 15 млрд. лет.

Галактика — гигантская система, состоящая из скоплений звезд и туманностей, образующих в пространстве достаточно сложную конфигурацию. По форме галактики условно разделяются на три типа: эллиптические, спиральные и неправильные.

Эллиптические галактикиобладают пространственной формой эллипсоида с разной степенью сжатия. Они являются наиболее простыми по структуре: распределение звезд равномерно убывает от центра. Спиральные галактикипредставлены в форме спирали, включая спиральные ветви. Это самый многочисленный вид галактик, к которому относится и наша Галактика — Млечный путь. Неправильные галактикине обладают выраженной формой. В них отсутствует центральное ядро. Некоторые галактики характеризуются исключительно мощным радиоизлучением, превосходящим видимое излучение. Это радиогалактики.

В строении «правильных» галактик выделяют центральное ядро и сферическую периферию, представленную либо в форме огромных спиральных ветвей, либо в форме эллиптического диска, включающих наиболее горячие и яркие звезды и массивные газовые облака.

Ядра галактик проявляют свою активность в разных формах: в непрерывном истечении потоков вещества; в выбросах сгустков газа и облаков газа с массой в миллионы солнечных масс; в нетепловом радиоизлучении из околоядерной области. В ядре галактики сосредоточены самые старые звезды, возраст которых приближается к возрасту галактики. Звезды среднего и молодого возраста расположены в диске галактики.

Звезды. 97% вещества в нашей Галактике сосредоточено в звездах, представляющих собой гигантские плазменные образования. У многих других галактик, если не у большинства, «звездная субстанция» составляет более чем 99,9% их массы.

В достаточно большом диапазоне значений меняется возраст звезд: от 15 млрд. лет, соответствующих возрасту Вселенной, до сотен тысяч – самых молодых. Наблюдаются также космические тела в протозвездной стадии, т.е. они еще не стали настоящими звездами.

Радиусы звезд меняются в очень широких пределах: есть звезды, по своим размерам не превышающие Землю («белые карлики»); нейтронные звезды имеют радиусы в несколько десятков километров. Существуют огромные «пузыри» — сверхгиганты, внутри которых может поместиться орбита Марса (тысячи радиусов Солнца).

Массы звезд изменяются в сравнительно узких пределах. Типичные значения масс звезд лежат в диапазоне 0,03 - 60 масс Солнца. Плотность Солнца 1,4 г/см³, плотность «пузырей» — в миллионы раз меньше. Плотность «белых карликов» и нейтронных звезд — до 10¹² г/см³.

Возможна классификация звезд по особенностям их спектров излучения. Спектральная классификация содержит семь классов, обозначаемых буквами О, В, A, F, G, К, М — от самых горячих звезд к самым холодным. (Мнемонические правила: Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь; О, Be A Fine Girl, Kiss Me.)Каждый класс разбивается на 10 подклассов — ВО, В1, В2 ... В9. Солнце — звезда класса G2 (см. табл.).

Таблица 3