Состав и строение галактик

[licantrop]

У меня несколько вопросов п поводу строения галактик:

1. В чем фундаментальное отличие шаровых скоплений от спиральных галактик?
2. Почему вторые закручиваются, а первые - нет?
3. Чем определяется направление закрутки?
4. Как распределены по массам звезды в одной, отдельно взятой, галактике?
5. Как распределены расстояния между соседними звездами? (или правильнее оговорить о плотности звездного вещества?)
6. Влияют ли магнитные поля на движение звезды внутри галактики?

Заранее большое всем спасибо как за ответы по существу, так и за полезные ссылки

[bob]

У меня несколько вопросов п поводу строения галактик:

1. В чем фундаментальное отличие шаровых скоплений от спиральных галактик?
2. Почему вторые закручиваются, а первые - нет?
3. Чем определяется направление закрутки?
4. Как распределены по массам звезды в одной, отдельно взятой, галактике?
5. Как распределены расстояния между соседними звездами? (или правильнее оговорить о плотности звездного вещества?)
6. Влияют ли магнитные поля на движение звезды внутри галактики?

Заранее большое всем спасибо как за ответы по существу, так и за полезные ссылки

1. Нет дисковой компоненты. И размеры.
2. Никто не знает.
3. Многие хотели бы знать.
4. В гало шаровых скоплений звёзды, в среднем, маломассивные, но их много.
5. Считается, что падает к краю галактики. Хотя распределение тёмной материи и из чего она состоит неизвестно.
6. Есть предположения, касающиеся того, что это и может быть связано с "закруткой" спиральных рукавов. Но как - вопрос.

[bob]

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,8283.0.html
Посмотрите. Там многое о том, что Вас интересует. Разом не пересказать.

[Дмитрий Вибе]

licantrop, у Вас вопросы очень фундаментальные, может, поясните, какая степень детализации Вас интересует?

Уточню два ответа Боба

4. Как распределены по массам звезды в одной, отдельно взятой, галактике?
6. Влияют ли магнитные поля на движение звезды внутри галактики?

4. dN/dM=M^-2.35  -- закон на все времена. Не выполняется для звезд малых, промежуточных и больших масс, но как первое приближение вполне хорош.

6. Точнее, наверное, будет сказать так. На движение звезды магнитное поле непосредственного влияния не оказывает, но магнитное поле влияет на газ, из которого образуются звезды (неустойчивость Паркера как механизм образования ГМО). Поэтому нынешнее движение звезды может отражать влияние магнитного поля на газ, из которого звезда образовалась.

По поводу 1) -- Вы не путаете, Вас действительно интересуют шаровые скопления или все-таки эллиптические галактики?

[bob]

6. Точнее, наверное, будет сказать так. На движение звезды магнитное поле непосредственного влияния не оказывает, но магнитное поле влияет на газ, из которого образуются звезды (неустойчивость Паркера как механизм образования ГМО). Поэтому нынешнее движение звезды может отражать влияние магнитного поля на газ, из которого звезда образовалась.

Да. Именно это я и имел в виду.

[bob]

4. dN/dM=M^-2.35  -- закон на все времена. Не выполняется для звезд малых, промежуточных и больших масс, но как первое приближение вполне хорош.

Вы знаете, что я любитель именно малых масс. Поэтому и выразился обтекаемо. Приближение приближением...

[bob]

По поводу 1) -- Вы не путаете, Вас действительно интересуют шаровые скопления или все-таки эллиптические галактики?

Я дал ссылку на нашу общую тему про распределение шаровиков и галактик-дварфов.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,8283.0.html
Если её не посмотреть, можно и впрямь запутаться.

[licantrop]

Спасибо за оперативность Сейчас посмотрю рекоменодованную ветка форума, а потом уточню вопросы. Когда формулировал вопрос - упустил из внимания такой объект как эллиптические галактики, но они тоже мне интересны. Я просто пытаюсь представить себе организацию материи во Вселенной в наиболее крупных масштабах. А для этого надо как-то классифицировать "единицы" строения. Пока получилось три:
1. Спиральные галактики
2. Эллиптические галактики
3. Шаровые скопления (если они не являются структурными подразделениями галактик)

Вдогонку еще несколько вопросов:
....
7. Правильно ли, что основная масса вещества Вселенной сосредоточена в этих типах скоплений?
8. Чем отличаются звезды, входящие в 1, 2 и 3 ?
9. Чем отличаются и что из себя представляют ядра скоплений 1, 2 и 3 ?

[bob]

7. Правильно ли, что основная масса вещества Вселенной сосредоточена в этих типах скоплений?
8. Чем отличаются звезды, входящие в 1, 2 и 3 ?
9. Чем отличаются и что из себя представляют ядра скоплений 1, 2 и 3 ?

7. Кажется, да. Хотя весов, чтобы их взвесить, у нас нет.
8. Звёзды, входяшие в шаровики, в основной массе, "субкарлики" - небольшие оранжевые и красные звёзды с крайне низким содержанием металлов в атмосферах. В спиралях присутствует, помимо шаровиков, дисковая компонента, богатая голубыми, белыми и жёлтыми гигантами с большой концентрацией паров металлов во внешних слоях. Наше солнце - среднестатистическая жёлтая звезда среднего диапазона масс с высоким содержанием металлов - тоже типичный объект для спиральных рукавов.
В эллиптических галактиках дисковая компонента либо отсутствует, либо слабо выражена. Поэтому, они представляют собою как бы свехскопления шаровых скоплений. Есть ещё неправильные галактики довольно хаотического состава.
9. По поводу ядер есть много гипотез. Наиболее распространено предположение о наличии в центрах галактик и кернах шаровиков массивных чёрных дыр. Противники концепции коллапса ( см. ак. Логунова, например) "помещают" туда вместо чёрных дыр сверхмассивные квантовые звёзды, наподобие нейтронных, только с массой, превышающей предел стандартной модели. Кроме того, может оказаться, что там и вовсе ничего нет. Но маловероятно, что это так. Впрочем, до восьмидесятых годов прошлого века считалось, что в кернах шаровиков ничего, кроме обычных звёзд, нет.

[licantrop]

Мдя.... Дело ясное, что дело темное
Продолжаем разговор....
Наблюдаются ли объекты, которые не входят в состав шаровиков, эллиптических и спиральных галатктик? Из ответов я понял, что почти нет, но вот это "почти" смущает: что же все-таки болтается в голом пространстве?

Потом, с содержанием металлов: зведы из шаровых скоплений содержат мало металлов - значит ли это, что они состоят из первозданного водорода? Или там только металлы отсутствуют, а, например, углерод и азот есть, как продукт теромядерного синтеза?

Дальше, в шаровых скоплениях звезд много, но они мелкие, а в дисках звезды крупные и горячие. Почему так получается? Звезды рождаются и умирают внутри галактик/скоплений, или наоборот, ядро галактики притягивает к себе готовые звезды со всей округи?

Нашел несколько книжек по астрофизике. Кто знает, скажите пожалуйста, насколько они устарели?

1. Гуревич, Чернин
   Введение в космогонию. Происхождение крупномасштабной структуры Вселенной
   1978 г.
2. Хойл
   Галактики, ядра и квазары
   1968 г.
3. Туллио Редже
   Этюды о Вселенной
   1999 г.

Может, сообщество еще что-нибудь интересное порекомендует?

[Дмитрий Вибе]

Наблюдаются ли объекты, которые не входят в состав шаровиков, эллиптических и спиральных галатктик? Из ответов я понял, что почти нет, но вот это "почти" смущает: что же все-таки болтается в голом пространстве?

Шаровое скопление согласно изначальному определению является структурным элементом галактики. Последующее обнаружение объектов, очень похожих на шаровые скопления, но "болтающихся в голом пространстве", заставило задуматься о том, что шаровое скопление и карликовая эллиптическая галактика могут будть родственными объектами. Но все-таки -- подчеркну -- прототипическое шаровое скопление входит в состав галактики, а не является самостоятельным объектом.

В голом пространстве есть, само собой, газ, наблюдаются также отдельные звезды и планетарные туманности. Вероятно, выброшены из галактик.

Потом, с содержанием металлов: зведы из шаровых скоплений содержат мало металлов - значит ли это, что они состоят из первозданного водорода? Или там только металлы отсутствуют, а, например, углерод и азот есть, как продукт теромядерного синтеза?

Весь водород в звездах шаровых скоплений и во всех остальных звездах -- первозданный! В звездах шаровых скоплений в частности и в звездах гало вообще мало всего -- и металлов, и просто тяжелых элементов. Другое дело, что там наблюдается, например, относительный избыток альфа-элементов. Скажем, железа в 100 раз меньше, чем на Солнце, а кислорода -- всего в 30 раз.

Дальше, в шаровых скоплениях звезд много, но они мелкие, а в дисках звезды крупные и горячие. Почему так получается? Звезды рождаются и умирают внутри галактик/скоплений, или наоборот, ядро галактики притягивает к себе готовые звезды со всей округи?

Вопрос непонятен. Много -- это сколько? В типичном ШЗС несколько сотен тысяч звезд. Это много? Полная масса ШЗС составляет проценты от массы гало. Масса гало составляет проценты от массы диска (я говорю только о светящейся материи).

Может, сообщество еще что-нибудь интересное порекомендует?

Сейчас много есть книг новых по астрономии. Взять хоть "Общий курс астрономии" Кононовича и Мороза.

[licantrop]

Дальше, в шаровых скоплениях звезд много, но они мелкие, а в дисках звезды крупные и горячие. Почему так получается? Звезды рождаются и умирают внутри галактик/скоплений, или наоборот, ядро галактики притягивает к себе готовые звезды со всей округи?

Вопрос непонятен. Много -- это сколько? В типичном ШЗС несколько сотен тысяч звезд. Это много? Полная масса ШЗС составляет проценты от массы гало. Масса гало составляет проценты от массы диска (я говорю только о светящейся материи).

Я имел в виду причины качественного отличия звезд в ШЗС от звезд в диске галактики. А вопрос возник в связи с различиями в химимческом составе этих звезд. Под первозданным веществом я имел в виду то, которое еще ни разу не входило в состав звезд, а звезды с высоким содержанием металла, похоже состоят из космического "вторсырья", т.е. из остатков погасших или взорвавшихся звезд

[Дмитрий Вибе]

Я имел в виду причины качественного отличия звезд в ШЗС от звезд в диске галактики. А вопрос возник в связи с различиями в химимческом составе этих звезд. Под первозданным веществом я имел в виду то, которое еще ни разу не входило в состав звезд, а звезды с высоким содержанием металла, похоже состоят из космического "вторсырья", т.е. из остатков погасших или взорвавшихся звезд

В ШЗС звездообразование уже давно закончилось, поэтому там сейчас остались только старые звезды. В диске звездообразование еще продолжается, поэтому помимо старых в диске есть и молодые звезды. Насчет вторсырья все правильно.

[licantrop]

Понял, спасибо. А все-таки, по поводу спиральных рукавов, есть какието предположения о причинах закрутки? Наверное этот закручивающий фактор действует только на большие объекты - спиральные галактики, или их зародыши,  а на маленькие ШЗС - не действует. А могут звезды в спиральных рукавах галактик образовываться из выбросов газа из ядра? Похоже получается - из вращающегося ядра вылетают струи газа (почему-то расположенные в одной плоскости), из них образуются рукава, а в рукавах газовые облака конденсируются в звезды.

[Дмитрий Вибе]

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,10605.0.html

[licantrop]

Ув. Che, у дисковой компоненты не обнаружено радиального движения. В любой модели, которая предусматривает образование галактики из свехплотного тела, оно должно быть.

Вы меня убедили. Но на карту звездных скоростей в галактике все равно посмотреть хотелось бы. А позволяют ли современные инструменты наблюдать отдельные звезды в соседних галактиках, узнавать их скорость, массу, состав и.т.д? Или все предположения о звездах в других спиральных галактиках строятся на основе наблюдений за нашей галактикой?

[dims]

Я в старой книжке читал, что класс галактики определяется изначальным количеством вращения (момента импульса), содержавшемся в материале, из которого галактика образовалась. Момент импульса сохраняется, поэтому сколько его было вначале, столько и будет на протяжении всей эволюции. Поэтому галактики разных типов не превращаются друг в друга. Больше всего вращения в спиральных галактиках, меньше всего - в эллиптических. Спиральные рукава - это волны, которые движутся по окружности, аксиальные волны, хотя и похожи они на выбросы.

Как сейчас считается, думаю, меня поправят.

[Дмитрий Вибе]

А позволяют ли современные инструменты наблюдать отдельные звезды в соседних галактиках, узнавать их скорость, массу, состав и.т.д?

Легко.

Или все предположения о звездах в других спиральных галактиках строятся на основе наблюдений за нашей галактикой?

Нет. Другие спиральные галактики во многих отношениях наблюдать проще, чем нашу. Лицом к лицу лица не разглядеть.

[licantrop]

Я в старой книжке читал, что класс галактики определяется изначальным количеством вращения (момента импульса), содержавшемся в материале, из которого галактика образовалась. Момент импульса сохраняется, поэтому сколько его было вначале, столько и будет на протяжении всей эволюции. Поэтому галактики разных типов не превращаются друг в друга. Больше всего вращения в спиральных галактиках, меньше всего - в эллиптических. Спиральные рукава - это волны, которые движутся по окружности, аксиальные волны, хотя и похожи они на выбросы.

Как сейчас считается, думаю, меня поправят.

Так ведь момент импульса не только должен быть в достаточном количестве, но и его ориентация должна быть единообразной. А такое проще всего представить, если предположить, что изначально весь момент импульса содержался в едином теле, а потом, после распада этого тела, перешел в составные части скопления. По поводу волн: могу себе представить рвспространение волн в упругой среде. А какой упругостью обладает диск галактики? Мне кажется, что никакой.

[bob]

Я в старой книжке читал, что класс галактики определяется изначальным количеством вращения (момента импульса), содержавшемся в материале, из которого галактика образовалась. Момент импульса сохраняется, поэтому сколько его было вначале, столько и будет на протяжении всей эволюции. Поэтому галактики разных типов не превращаются друг в друга. Больше всего вращения в спиральных галактиках, меньше всего - в эллиптических. Спиральные рукава - это волны, которые движутся по окружности, аксиальные волны, хотя и похожи они на выбросы.

Как сейчас считается, думаю, меня поправят.

Я полагаю, что Вы правы в том, что классификация галактик имеет мало общего с этапами их эволюции. Даже гипотеза об образовании центральных гигантских эллиптических галактик в скоплениях путём поглощения мелких тоже не подкреплена доказательной базой. Мы видим эти скопления в том числе и в далёком прошлом, и заметных тенденций к такому взаимодействию нигде не видно. Насчёт вращательного момента - дело тёмное.