Андрієвський С.М. Климишин І.А. Курс загальної астрономії. Навчальний посібник

Подождите немного. Документ загружается.

401

ºòüñÿ â³ä öåíòðà äî ïåðèôåð³¿. Í³ÿêî¿ âíóòð³øíüî¿ ñòðóêòóðè â íèõ íå âèä-

íî. Öÿ ãðóïà ä³ëèòüñÿ íà 8 ï³äòèï³â Ån â³ä Å0 äî Å7 çàëåæíî â³ä âèäèìîãî

ñòèñêó ãàëàêòèêè:

10 ,

−

(20.1)

äå à ³ b —âåëèêà ³ ìàëà ï³âîñ³ ¿¿ âèäèìîãî åë³ïñó.

Ñåðåä åë³ïòè÷íèõ ãàëàêòèê º âåëåòåíñüê³ çîðÿí³ ñèñòåìè ³ º ÷èìàëî òàê

çâàíèõ êàðëèêîâèõ åë³ïòè÷íèõ ãàëàêòèê, ÿê³ çíà÷íî ïîñòóïàþòüñÿ ïåðøèì

çà ðîçì³ðàìè ³ ìàñàìè.

Ð è ñ. 20.1. Êëàñèô³êàö³ÿ ãàëàêòèê — «êàìåðòîííà» ä³àãðàìà Õàááëà

Ð è ñ. 20.2. Åë³ïòè÷í³ ãàëàêòèêè: NGC 3379 — òèï E0 (çë³âà), NGC 3377 —

òèï E6 (ñïðàâà)

Розділ20.Поза:алатичнаастрономія

402

Ñï³ðàëüí³ ãàëàêòèêè ñêëàäàþòüñÿ ç öåíòðàëüíîãî áàëäæà ³ ÿäðà, ãàëî, äèñ-

êà ³ äåê³ëüêîõ ñï³ðàëüíèõ ðóêàâ³â àáî â³òîê. Ó çâè÷àéíèõ ñï³ðàëüíèõ ãàëàê-

òèê S ö³ â³òêè âèõîäÿòü áåçïîñåðåäíüî ç ÿäðà. Ó äåÿêèõ ñï³ðàëüíèõ ãàëàêòèê

(òèï SB) áàëäæ ïåðåòèíàºòüñÿ ïî ä³àìåòðó ïîïåðå÷íîþ ñìóãîþ — áàðîì (ïå-

ðåìè÷êîþ). Â³ä ê³íö³â ïåðåìè÷êè ³ ïî÷èíàþòüñÿ ñï³ðàëüí³ â³òêè. Çàëåæíî â³ä

ñòóïåíÿ ðîçâèòêó ðóêàâ³â ñï³ðàëüí³ ãàëàêòèêè ÿê S, òàê ³ SB ä³ëÿòüñÿ íà ï³ä-

êëàñè Sa, Sb, Sc, Sd ³ â³äïîâ³äíî SBa, SBb, SBc ³ SBd. Ó ãàëàêòèê òèïó Sa ³

SBa îñíîâíîþ ñêëàäîâîþ ÷àñòèíîþ º öåíòðàëüíèé áàëäæ, à ñï³ðàë³ âèãëÿ-

äàþòü ò³ñíî çàêðó÷åíèìè. Ó ãàëàêòèê òèïó Sb ³ SBb öåíòðàëüíà ÷àñòèíà íå

òàêà ÿñêðàâà, à ñï³ðàë³ ðîçâèíóò³ á³ëüøå. Â òèï³â Sc ³ SBc òà Sd ³ SBd ìàéæå

âñÿ ðå÷îâèíà ñêóï÷åíà â ñï³ðàëüíèõ ðóêàâàõ, òîä³ ÿê ÿäåðíà ä³ëÿíêà ìàº ìà-

ëåíüê³ ðîçì³ðè. Ç ìåòîþ òî÷í³øî¿ êëàñèô³êàö³¿ âèêîðèñòîâóþòü òàêîæ êîì-

á³íàö³¿: Sab, Sbc, òà ³í. Ïðèêëàäè òîãî, ÿê âèãëÿäàþòü ñï³ðàëüí³ ãàëàêòèêè

ð³çíèõ òèï³â, ïîäàíî íà ðèñ. 20.3 ³ ðèñ. 20.4.

Ð è ñ. 20.3. Íîðìàëüí³ ñï³ðàëüí³ ãàëàêòèêè: NGC 2811 — òèï Sa, NGC 2841 —

òèï Sb (âåðõí³é ðÿä, çë³âà íàïðàâî), NGC 628 — òèï Sc, NGC 7793 — òèï Sd

(íèæí³é ðÿä)

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії

403

ª ï³äñòàâè ñòâåðäæóâàòè, ùî çà ñâî¿ì çîâí³øí³ì âèãëÿäîì ³ îñíîâíè-

ìè õàðàêòåðèñòèêàìè íàøà Ãàëàêòèêà íàëåæèòü äî ïðîì³æíîãî òèïó Sbc

— SBbc.

Ðîçïîä³ë íàõèëó ïëîùèí ñï³ðàëüíèõ ãàëàêòèê ó ïðîñòîð³ â³äíîñíî ïðî-

ìåíÿ çîðó çåìíîãî ñïîñòåð³ãà÷à º äîâ³ëüíèé, òîìó ÷àñòèíó ãàëàêòèê öüîãî

òèïó ìîæíà áà÷èòè ò³ëüêè ç «ðåáðà» (äèâ. ðèñ. 20.5). Ó òàêîìó âèïàäêó ñï³-

ðàëüíèõ ðóêàâ³â íå âèäíî, à îòæå çðîáèòè âèñíîâîê ïðî òå, äî ÿêîãî òèïó

â³äíîñèòüñÿ ãàëàêòèêà, âàæêî. Ç ìåòîþ êëàñèô³êàö³¿ òóò âèêîðèñòîâóþòü

çîâí³øí³é âèãëÿä áàëäæà, â³äíîñí³ ðîçì³ðè ÿêîãî çðîñòàþòü â³ä òèïó Sc äî

Sa. Íàïðèêëàä, äëÿ ãàëàêòèêè NGC 4594 (ðèñ. 19.17 ³ ðèñ. 20.5), áàëäæ ÿêî¿

ìàº âåëèê³ â³äíîñí³ ðîçì³ðè, òèïîâà êëàñèô³êàö³ÿ áóäå Sa, à îò äëÿ NGC 891,

NGC 4192 ³ NGC 4631 — â³äïîâ³äíî Sb, Sb ³ Sñ (äèâ. ðèñ. 20.5).

Ç’ÿñîâàíî, ùî ñï³ðàëüí³ ðóêàâè â³ä³ãðàþòü âàæëèâó ðîëü ó çîðåóòâîðåí-

í³ â ãàëàêòèêàõ. Ê³ëüê³ñòü ðóêàâ³â ³ ¿õ ðîçâèíóò³ñòü õàðàêòåðèçóþòü òåìï

ñïîæèâàííÿ ãàçó ì³æçîðÿíîãî ñåðåäîâèùà ó öüîìó ïðîöåñ³. Çà îö³íêàìè,

òèïîâà ÷àñòêà ãàçîïèëîâî¿ ìàòåð³¿ ó ñêëàä³ Sa ãàëàêòèê ñòàíîâèòü 4%, ó ãà-

ëàêòèê òèïó Sb — 8%, à äëÿ ãàëàêòèê òèïó Sñ âîíà ñÿãàº 25%.

Ïðîì³æíèìè ì³æ åë³ïòè÷íèìè ³ ñï³ðàëüíèìè ãàëàêòèêàìè º òèï ë³íçî-

ïîä³áíèõ ãàëàêòèê S0, àáî SB0. ßê ³ ãàëàêòèêè òèïó Å, âîíè íå ìàþòü ïåâ-

íî¿ ñòðóêòóðè, îäíàê ÿñêðàâ³ñòü áëèæ÷å äî êðàþ â íèõ çì³íþºòüñÿ íå ïëàâ-

íî, à ñòðèáêàìè («ñõîäèíêàìè»). Òóò âèä³ëÿþòü ÿäðî, äóæå ñïëþñíóòå çãó-

ùåííÿ — ë³íçó ³ ñëàáêèé, ³íîä³ ê³ëüöåïîä³áíèé îðåîë (ðèñ. 20.6). Ãàëàêòèêè

öüîãî òèïó ïîä³ëÿþòüñÿ íà ï³äòèïè S0

, S0

, àáî S0

— â çàëåæíîñò³ â³ä òîãî,

íàñê³ëüêè º âèðàæåíîþ ñìóãà ïîãëèíàííÿ ïèëó (äëÿ òèïó S0

òàêà ñìóãà º

äîáðå ïîì³òíîþ), ³ íà ï³äòèïè SB0

, SB0

— â çàëåæíîñò³ â³ä ðîçâèíó-

òîñò³ ïåðåìè÷êè.

Äî íåïðàâèëüíèõ ãàëàêòèê ï³äòèïó ²r ² íàëåæàòü ò³, â ÿêèõ â³äñóòíº ÷³ò-

êî âèðàæåíå ÿäðî ³ ñï³ðàëüíà ñòðóêòóðà, à òàêîæ íå ïðîÿâëÿºòüñÿ îáåðòà-

ëüíà ñèìåòð³ÿ. Â ãàëàêòèêàõ, ùî íàëåæàòü äî öüîãî ï³äòèïó, âèä³ëÿþòüñÿ ÿñ-

Ð è ñ. 20.4. Ñï³ðàëüí³ ãàëàêòèêè ç ïåðåìè÷êîþ (çë³âà íàïðàâî): NGC 1291

— òèï SBa, NGC 1300 — òèï SBb, NGC 7741 — òèï SBc

Розділ20.Поза:алатичнаастрономія

404

êðàâ³ ãðóïè ç³ð ñïåêòðàëüíèõ êëàñ³â O ³ B. Ï³äòèï ²r ²² íå ïîêàçóº ñèìåòð³¿

ó ôîðì³, ðîçïîä³ë ÿñêðàâîñò³ äîñèòü ð³âíîì³ðíèé, ³íêîëè íàÿâí³ ñìóãè ïî-

ãëèíàííÿ ïèëó. Ïðèêëàäàìè íåïðàâèëüíèõ ãàëàêòèê º Âåëèêà Ìàãåëëàíî-

Ð è ñ. 20.5. Ïðèêëàäè ñï³ðàëüíèõ ãàëàêòèê, âèäíèõ ³ç «ðåáðà» (çë³âà

íàïðàâî): NGC 4594, NGC 891, NGC 4192 ³ NGC 4631

Ð è ñ. 20.6. Ë³íçîïîä³áí³ ãàëàêòèêè: NGC 4371 — ë³íçîïîä³áíà ãàëàêòèêà ç

öåíòðàëüíîþ ïåðåìè÷êîþ (òèï SB0)

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії

405

âà Õìàðà (ÂÌÕ) ³ Ìàëà Ìàãåëëàíîâà Õìàðà (ÌÌÕ) — íàéáëèæ÷³ äî íàñ

ãàëàêòèêè, ÿê³ âèäíî íåîçáðîºíèì îêîì ó ï³âäåíí³é ï³âêóë³ íåáà (ðèñ. 20.7).

Äîðå÷íî çàóâàæèòè, ùî â ñòðóêòóð³ ÂÌÕ ìîæíà âèä³ëèòè óòâîðåííÿ, ÿêå

çà âèãëÿäîì íàãàäóº ïåðåìè÷êó ó SB ãàëàêòèê.

Äî íåïðàâèëüíèõ íàëåæàòü ³ ïåêóëÿðí³ ãàëàêòèêè, êîæíà ç ÿêèõ ìàº óí³-

êàëüíó ôîðìó. Ñåðåä íèõ º äèñêîïîä³áí³, ê³ëüöåâ³, àñèìåòðè÷í³ ãàëàêòèêè.

Îêðåìèì êëàñîì º âçàºìîä³þ÷³ ãàëàêòèêè. Çâè÷àéíî öå ïîäâ³éí³ ãàëàêòè-

êè, ì³æ ÿêèìè ñïîñòåð³ãàþòüñÿ ñâ³òë³ ïåðåìè÷êè, «õâîñòè» òîùî (ðèñ.20.8).

Â³äîì³ òàêîæ êîìïàêòí³ ãàëàêòèêè ç ðîçì³ðàìè ÿäåð ñï³ðàëüíèõ ãàëàê-

òèê, à òàêîæ îá’ºêòè, ÿê³ çà ñâî¿ì çîâí³øí³ì âèãëÿäîì ïðàêòè÷íî íå â³äð³-

çíÿþòüñÿ â³ä çâè÷àéíèõ ç³ð. Ïðèáëèçíî 25% âèâ÷åíèõ ãàëàêòèê º åë³ïòè÷-

íèìè, 50% — ñï³ðàëüíèìè (ç íèõ ïîëîâèíà òèïó SB), 20% — ãàëàêòèêè ïðî-

ì³æíîãî òèïó S0, à ãàëàêòèê òèïó ²r óñüîãî 5%.

Ð è ñ. 20.7. Íåïðàâèëüí³ ãàëàêòèêè: Âåëèêà (çë³âà) ³ Ìàëà (ñïðàâà) Ìàãåë-

ëàíîâ³ Õìàðè

Ð è ñ. 20.8. Âçàºìîä³þ÷³ ãàëàêòèêè NGC 5194 (ñïðàâà) ³ NGC 5195 (çë³âà)

Розділ20.Поза:алатичнаастрономія

406

Ó çâ’ÿçêó ç «ïðîáëåìîþ òåìíî¿ ìàòåð³¿» âåëèêèé ³íòåðåñ ó ôàõ³âö³â ñüî-

ãîäí³ âèêëèêàþòü êàðëèêîâ³ ñôåðî¿äàëüí³ ãàëàêòèêè, áëàêèòí³ êîìïàêòí³

êàðëèêîâ³ ãàëàêòèêè ³ ãàëàêòèêè íèçüêî¿ ïîâåðõíåâî¿ ÿñêðàâîñò³, ÿê³, íà-

ïåâíî, äîì³íóþòü çà ê³ëüê³ñòþ ó Âñåñâ³ò³.

20.2. Â³äñòàí³ äî ãàëàêòèê

Ïèòàííÿ ïðî â³äñòàí³ äî ãàëàêòèê — îäíå ç íàéâàæëèâ³øèõ â àñòðîíî-

ì³¿. Íåòî÷í³ñòü ó ¿õ âèçíà÷åíí³ ïðèçâîäèòü äî ³ñòîòíèõ ïîìèëîê â îö³íö³

ìàñ ³ ñâ³òíîñòåé òà ³íøèõ õàðàêòåðèñòèê öèõ îá’ºêò³â. Ìåòîäè âñòàíîâëåí-

íÿ â³äñòàíåé äî ãàëàêòèê ïîä³ëÿþòü íà àáñîëþòí³ ³ â³äíîñí³. Ñåðåä àáñîëþò-

íèõ íàéâàæëèâ³øèìè º òàê³.

Ìåòîä Áààäå — Âåññåë³íêà. ßê â³äîìî, ñâ³òí³ñòü çîð³ ìîæíà îá÷èñëèòè

çà ôîðìóëîþ:

еф

4.LRT=π σ

(20.2)

Îñê³ëüêè æ ñâ³òí³ñòü îäíîçíà÷íî âèçíà÷àº áîëîìåòðè÷íó àáñîëþòíó çî-

ðÿíó âåëè÷èíó, òî ç (20.2) çíàõîäèìî:

bol еф

10lg( ) 5lg( ) .M T R const=− − +

(20.3)

Çíàþ÷è ç³ ñïîñòåðåæåíü âèäèìó âåëè÷èíó çîð³, ìîæíà çà ¿¿ àáñîëþòíîþ çî-

ðÿíîþ âåëè÷èíîþ çã³äíî ç (18.2), âèçíà÷èòè â³äñòàíü äî íå¿, à, îòæå, ³ äî

çîðÿíî¿ ñèñòåìè (ãàëàêòèêè, íàïðèêëàä), â ÿê³é öÿ çîðÿ ïåðåáóâàº.

Îòæå, äëÿ çíàõîäæåííÿ M

bol

ïîòð³áíî çíàòè åôåêòèâíó òåìïåðàòóðó çîð³

òà ¿¿ ðàä³óñ. Îäíàê, ÿêùî çíà÷åííÿ T

åô

äîñèòü íàä³éíî âñòàíîâëþþòü íà ï³ä-

ñòàâ³ ôîòîìåòðè÷íèõ ³ ñïåêòðàëüíèõ õàðàêòåðèñòèê, òî áåçïîñåðåäíüî îö³-

íèòè ðàä³óñ äàëåêî¿ çîð³ äóæå âàæêî. Ó ïåðø³é ïîëîâèí³ ÕÕ ñòîë³òòÿ Â. Áà-

àäå ³ À. Âåññåë³íê äëÿ ïîäîëàííÿ ö³º¿ ïðîáëåìè çàïðîïîíóâàëè ìåòîä, ùî

áàçóºòüñÿ íà ñïîñòåðåæåíí³ ðàä³àëüíî ïóëüñóþ÷èõ ç³ð. Ñóòü ìåòîäó ïîëÿ-

ãàº ó âèçíà÷åíí³ âåëè÷èíè çì³íè ðàä³óñà ïóëüñóþ÷î¿ çîð³ øëÿõîì ÷èñåëü-

íîãî ³íòåãðóâàííÿ êðèâî¿ ¿¿ ïðîìåíåâî¿ øâèäêîñò³ íà ³íòåðâàë³ ÷àñó â³ä ìî-

ìåíòó t

äî t

1,2 r

() .

rpVtdt∆=−

∫

(20.4)

Ìíîæíèê p âèíèêàº âíàñë³äîê òîãî, ùî âèì³ðþâàíà ñïîñòåð³ãà÷åì ïðî-

ìåíåâà øâèäê³ñòü ïóëüñóþ÷î¿ çîð³ V

çàâæäè º íåäîîö³íåíîþ. Ä³éñíî, V

âè-

çíà÷àºòüñÿ çà åôåêòîì Äîïëåðà çà çì³ùåííÿì ñïåêòðàëüíèõ ë³í³é â³äíîñíî

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії

407

ñèñòåìè ëàáîðàòîðíèõ äîâæèí õâèëü. Òèì ÷àñîì ó ôîðìóâàíí³ êîæíî¿

ñïåêòðàëüíî¿ ë³í³¿ áåðå ó÷àñòü óñÿ ïîâåðõíÿ çîð³, ÿêà çâåðíåíà äî ñïîñòåð³-

ãà÷à, òîìó ñâ³é âíåñîê ó ðîçïîä³ë ïîòîêó â ìåæàõ ïåâíî¿ ë³í³¿ (òîáòî, ó ïðî-

ô³ëü ë³í³¿) äàþòü ä³ëÿíêè ïîâåðõí³, äëÿ ÿêèõ ïðîåêö³ÿ ðåàëüíî¿ øâèäêîñò³

ðîçøèðåííÿ àáî ñòèñêóâàííÿ çîðÿíî¿ àòìîñôåðè íà ïðîì³íü çîðó º ð³çíîþ.

Ïðèðîäíî, ùî äëÿ ñïîñòåð³ãà÷à êóò ì³æ âåêòîðîì øâèäêîñò³ ïóëüñóþ÷î¿ àò-

ìîñôåðè ³ ïðîìåíåì çîðó º á³ëüøèì äëÿ òèõ ä³ëÿíîê ïîâåðõí³, ÿê³ çíàõî-

äÿòüñÿ äàë³ â³ä öåíòðà äèñêà çîð³. Òàêèì ÷èíîì, ò³ äåòàë³ ïðîô³ëþ ñïåêòðà-

ëüíî¿ ë³í³¿, ùî òóò óòâîðþþòüñÿ áóäóòü ìàòè çíà÷íî ìåíø³ çì³ùåííÿ â³ä-

íîñíî ëàáîðàòîðíî¿ ñèñòåìè. Äëÿ êîðåãóâàííÿ öüîãî åôåêòó ³ ââîäÿòü ó

ð³âíÿííÿ (20.4) âèùåçãàäàííèé ìíîæíèê, äëÿ ÿêîãî òåîðåòè÷íèé àíàë³ç äàº

çíà÷åííÿ p = 24/17.

ßêùî â ìîìåíò t

çîðÿ ìàëà ðàä³óñ r

, òî â ìîìåíò t

¿¿ ðàä³óñ áóäå ñòàíîâèòè

+ ∆r

. Â³äïîâ³äíî çì³íà àáñîëþòíî¿ çîðÿíî¿ âåëè÷èíè çà öåé ÷àñ ñòàíîâèòü:

еф,2

112

bol,2 bol,1

еф,1 1

10lg 5lg .



+∆

−=− −





(20.5)

Ç ³íøîãî áîêó, M

bol,2

– M

bol,1

äîð³âíþº ð³çíèö³ äâîõ çíà÷åíü âèäèìî¿ çî-

ðÿíî¿ âåëè÷èíè ó ìîìåíòè ÷àñó t

³ t

: m

bol,2

– m

bol,1

ÿêó âèçíà÷àþòü ç³ ñïî-

ñòåðåæåíü. Â³äíîøåííÿ

еф,2

еф,1

ìîæíà çíàéòè çà ïîêàçíèêàìè êîëüîðó. Äëÿ

öüîãî âèêîðèñòîâóþòü êðèâó çì³íè êîëüîðó çîð³, íàïðèêëàä, â UBV ñèñòå-

ì³ Äæîíñîíà. Òîä³

еф,2

еф,1 1

()

TBV

−

³ ç (20.5) ìîæíà çíàéòè ºäèíó íåâ³äîìó

âåëè÷èíó — ðàä³óñ çîð³ â ìîìåíò t

Â îêðåìîìó âèïàäêó, êîëè â ìîìåíòè t

³ t

çíà÷åííÿ ïîêàçíèêà êîëüîðó

ñï³âïàäàþòü, ìàºìî:

bol,1

bol,2

bol,1

bol,2

()/5

112

()/5

110

−

=∆

−

(20.6)

Âèçíà÷åí³ îïèñàíèì ìåòîäîì ðàä³óñè, à çâ³äñè — ñâ³òíîñò³ ïóëüñóþ÷èõ

ç³ð òèïó δ Öåôåÿ ³ RR Ë³ðè ç ñóñ³äí³õ ãàëàêòèê äîçâîëÿþòü îòðèìàòè îö³í-

êó â³äñòàí³ äî íèõ. Îñê³ëüêè àáñîëþòí³ çîðÿí³ âåëè÷èíè öåôå¿ä ñÿãàþòü

–6

, òî ¿õ âäàºòüñÿ âèÿâèòè â äîñèòü â³ääàëåíèõ â³ä íàñ ãàëàêòèêàõ.

Åôåêò Ñþíÿºâà — Çåëüäîâè÷à. Ùå îäèí ïîòóæíèé àáñîëþòíèé ìåòîä

âèçíà÷åííÿ â³äñòàíåé äî â³ääàëåíèõ çîðÿíèõ ñèñòåì áàçóºòüñÿ íà ÿâèù³,

îáãðóíòîâàíîìó Ð. Ñþíÿºâèì ³ ß. Çåëüäîâè÷åì ó 1969 ð. Â³äîìî, ùî ì³ê-

ðîõâèëüîâå ôîíîâå âèïðîì³íþâàííÿ ìàº ³çîòðîïíèé ðîçïîä³ë ³ º äóæå îä-

íîð³äíèì (äèâ. ðîçä³ë 22). Öå ñâ³ä÷èòü ïðî òå, ùî, ïî÷èíàþ÷è ç ïåâíîãî

Розділ20.Поза:алатичнаастрономія

408

ìîìåíòó åâîëþö³¿ Âñåñâ³òó êâàíòè öüîãî âèïðîì³íþâàííÿ ìàéæå íå âçàº-

ìîä³ÿëè ç³ çâè÷àéíîþ ðå÷îâèíîþ. Îäíàê, ìàëà ÷àñòèíà êâàíò³â âñå æ òàêè

ìîãëà âçàºìîä³ÿòè ç åëåêòðîíàìè â ãàðÿ÷îìó ãàç³, ÿêèé çàïîâíþº ì³æãà-

ëàêòè÷íèé ïðîñò³ð ó ñêóï÷åííÿõ ãàëàêòèê. Öå ìîãëî â³äáóòèñÿ â ðàííþ

åïîõó åâîëþö³¿ Âñåñâ³òó, ³ íàñë³äêîì òàêî¿ âçàºìîä³¿ ïîâèííî áóòè çðîñ-

òàííÿ åíåðã³¿ êâàíò³â ì³êðîõâèëüîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ ïðè ¿õ êîìïòîí³â-

ñüêîìó ðîçñ³ÿíí³ íà åíåðã³éíèõ åëåêòðîíàõ. Ðåçóëüòàòîì áóäå âèêðèâëå-

íà ôîðìà ñïîñòåðåæóâàíîãî ñïåêòðàëüíîãî ðîçïîä³ëó êâàíò³â ì³êðîõâè-

ëüîâîãî âèïðîì³íþâàííÿ — ïîÿâà íàäëèøêó êâàíò³â á³ëüøèõ ÷àñòîò ³

â³äïîâ³äíèé äåô³öèò êâàíò³â ìåíøèõ åíåðã³é. Òàêà ñïåöèô³÷íà ôîðìà ðîç-

ïîä³ëó ñïðàâä³ ðåºñòðóºòüñÿ ó íàïðÿì³ áàãàòèõ ñêóï÷åíü ãàëàêòèê ³ íîñèòü

íàçâó åôåêòó Ñþíÿºâà — Çåëüäîâè÷à. Âåëè÷èíà âèêðèâëåííÿ ôîðìè ðîç-

ïîä³ëó çàëåæèòü â³ä êîíöåíòðàö³¿ åëåêòðîí³â, íà ÿêèõ â³äáóâàºòüñÿ ðîçñ³-

þâàííÿ, ³ öå äàº ìîæëèâ³ñòü çà ôîðìîþ ñïåêòðàëüíîãî ðîçïîä³ëó ôîíî-

âîãî âèïðîì³íþâàííÿ îö³íèòè åëåêòðîííó êîíöåíòðàö³þ ó ì³æãàëàêòè÷-

íîìó ïðîñòîð³ ó ñêóï÷åííÿõ.

Ç ³íøîãî áîêó, ì³æãàëàêòè÷íà ïëàçìà º äæåðåëîì ãàëüì³âíîãî âèïðîì³-

íþâàííÿ â³ëüíèìè åëåêòðîíàìè ðåíòãåí³âñüêèõ êâàíò³â ïðè ¿õ âçàºìîä³¿ ç

ïðîòîíàìè ïëàçìè. Äëÿ çåìíîãî ñïîñòåð³ãà÷à ðåºñòðîâàíèé ïðèëàäàìè ïî-

ò³ê ðåíòãåí³âñüêèõ êâàíò³â â³ä ñêóï÷åííÿ ãàëàêòèê çàëåæèòü â³ä åëåêòðîííî¿

êîíöåíòðàö³¿ ³ òåìïåðàòóðè ïëàçìè, à òàêîæ â³ä â³äñòàí³ äî ñêóï÷åííÿ. Òåì-

ïåðàòóðó åëåêòðîííîãî ãàçó ìîæíà çíàéòè çà õàðàêòåðèñòèêàìè ðîçïîä³ëó

ðåíòãåí³âñüêîãî âèïðîì³íþâàííÿ, ÿêå íèì ãåíåðóºòüñÿ, à åëåêòðîííà êîí-

öåíòðàö³ÿ âèçíà÷àºòüñÿ çà åôåêòîì Ñþíÿºâà — Çåëüäîâè÷à. Òàêèì ÷èíîì,

çàëèøàºòüñÿ ºäèíà íåâ³äîìà âåëè÷èíà — â³äñòàíü äî äîñë³äæóâàíîãî ñêóï-

÷åííÿ ãàëàêòèê, ³ âîíà ÿêðàç ³ ìîæå áóòè íàä³éíî âñòàíîâëåíà çà äîïîìî-

ãîþ öüîãî ìåòîäó.

Ìåòîä íàéÿñêðàâ³øèõ çîí H ²². Ñïîñòåðåæåííÿ áëèçüêèõ ãàëàêòèê ïî-

êàçàëè, ùî íàéÿñêðàâ³ø³ çîíè H ²² â íèõ ìàþòü ïðèáëèçíî îäíàêîâ³ ë³-

í³éí³ ðîçì³ðè — áëèçüêî 200 ïê. Òîìó âèì³ðþâàííÿ êóòîâèõ ä³àìåòð³â

íàéÿñêðàâ³øèõ çîí H ²² ó äàëåêèõ ãàëàêòèêàõ äàº çìîãó âèçíà÷èòè â³ä-

ñòàí³ äî íèõ.

²íø³ àáñîëþòí³ ìåòîäè. Â îñòàíí³ ðîêè àêòèâíî ðîçâèâàþòü ìåòîäè âè-

çíà÷åííÿ â³äñòàíåé äî äàëåêèõ îá’ºêò³â ñïîñòåðåæóâàíî¿ ÷àñòèíè Âñåñâ³-

òó, ÿê³ ãðóíòóþòüñÿ íà âèì³ðþâàíí³ âåëè÷èíè çàòðèìêè ïðèõîäó ñèãíà-

ëó â³ä ïðîòÿæíèõ äæåðåë, ùî äîçâîëÿº îö³íèòè ¿õ ë³í³éíèé ðîçì³ð, à ïðè

íàÿâíîñò³ ¿õ êóòîâèõ ðîçì³ð³â — ³ â³äñòàí³ äî íèõ. Òàê, çîêðåìà, áóëî îö³-

íåíî â³äñòàíü äî Íàäíîâî¿ 1987À ç Âåëèêî¿ Ìàãåëëàíîâî¿ Õìàðè. Öÿ

Íàäíîâà çîðÿ çàðàç îòî÷åíà ê³ëüöåì ñèëüíî ³îí³çîâàíîãî ãàçó, ÿêå ðîç-

øèðþºòüñÿ ³ º íàõèëåíèì ï³ä äåÿêèì êóòîì äî ïðîìåíÿ çîðó. Ðàä³óñ ê³-

ëüöÿ áóâ ëåãêî âèçíà÷åíèé çà âåëè÷èíîþ çàòðèìêè ó ðåºñòðàö³¿ ìîìåí-

ò³â ïîÿâè â ñïåêòð³ ñàìîãî ê³ëüöÿ åì³ñ³éíèõ ë³í³é, ùî óòâîðþþòüñÿ â³ä-

ïîâ³äíî íà éîãî áëèçüêîìó ³ â³ääàëåíîìó â³ä ñïîñòåð³ãà÷à áîö³. Ðåçóëüòàò

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії

409

áóâ òàêèé: R = 0,42 ïê ± 0,03 ïê. Îñê³ëüêè êóòîâ³ ðîçì³ðè ê³ëüöÿ

θ = 1,66"±0,33", òî öå äàº â³äñòàíü äî íàäíîâî¿ 52 êïê ± 3 êïê.

Â³äñòàí³ äî äàëåêèõ êâàçàð³â (äèâ. ï³äðîçä³ë 20.6) ìîæíà îòðèìàòè, ÿêùî

îö³íèòè ³íòåðâàë ÷àñó ì³æ ðåºñòðàö³ÿìè ïîÿâè çîáðàæåíü äîñë³äæóâàíîãî

êâàçàðà, çì³ùåíèõ îäíå â³ä îäíîãî íà ïåâíó êóòîâó â³äñòàíü çà ðàõóíîê

åôåêòó ãðàâ³òàö³éíî¿ ë³íçè (âèêðèâëåííÿ øëÿõó ñâ³òëà â³ä êâàçàðà, îáóìî-

âëåíå íàÿâí³ñòþ çíà÷íî¿ ìàñè, íàïðèêëàä ãàëàêòèêè, íà ïðîìåí³ çîðó, ÿêèé

ïîºäíóº ñïîñòåð³ãà÷à ³ êâàçàð).

Â³äíîñí³ ìåòîäè âèçíà÷åííÿ â³äñòàíåé ïîòðåáóþòü ïîïåðåäíüîãî êàë³-

áðóâàííÿ ³ äåÿêèõ ïðèïóùåíü. Ñåðåä öèõ ìåòîä³â âèä³ëÿþòüñÿ íàñòóïí³.

Ìåòîä ñòàíäàðòíèõ «ñâ³÷îê». Ð³÷ ÿñíà, äëÿ îö³íêè â³äñòàíåé ìîæíà çà-

ñòîñîâóâàòè áóäü-ÿê³ îá’ºêòè îêðåìîãî òèïó, çà âèêîíàííÿì äâîõ óìîâ:

1) ÿêùî âñ³ âîíè ìàþòü áëèçüê³ çíà÷åííÿ ñâ³òíîñò³ (àáñîëþòíî¿ âåëè÷èíè),

2) ÿêùî òèïîâà äëÿ öèõ îá’ºêò³â ñâ³òí³ñòü º äîñòàòíüî âåëèêîþ. ßêðàç öÿ

äðóãà óìîâà ãàðàíòóº âèì³ðþâàííÿ â³äñòàíåé ó ïîçàãàëàêòè÷íèõ ìàñøòàáàõ,

òîä³ ÿê ïåðøà — íàä³éí³ñòü îòðèìàíèõ ðåçóëüòàò³â. Òàê³ îá’ºêòè ïðèéíÿòî

íàçèâàòè ñòàíäàðòíèìè «ñâ³÷êàìè». Ñïðàâä³, ÿêùî äëÿ ïåâíîãî òèïó îá’-

ºêò³â ñåðåäíº çíà÷åííÿ àáñîëþòíî¿ áîëîìåòðè÷íî¿ çîðÿíî¿ âåëè÷èíè

bol

º äîñèòü áëèçüêèì äî ³íäèâ³äóàëüíèõ çíà÷åíü M

bol

, òî ìîæíà ñïîä³âàòèñÿ,

ùî íåâèçíà÷åí³ñòü ó â³äñòàí³, ÿêó ìîæíà îö³íèòè çà ôîðìóëîþ (18.2), äå

çàì³ñòü ³íäèâ³äóàëüíîãî çíà÷åííÿ àáñîëþòíî¿ çîðÿíî¿ âåëè÷èíè ñïîñòåðå-

æóâàíîãî îá’ºêòó ïðèéíÿòî ¿¿ ñåðåäíº çíà÷åííÿ äëÿ îá’ºêò³â öüîãî òèïó,

áóäå íåâåëèêîþ. Òàêà ñòàíäàðòèçàö³ÿ º äîïóñòèìîþ, íàïðèêëàä, äëÿ ç³ð òèïó

RR Ë³ðè, îñê³ëüêè óñ³ çîð³ öüîãî òèïó ìàþòü ïðàêòè÷íî îäíàêîâ³ çíà÷åííÿ

áîëîìåòðè÷íî¿ àáñîëþòíî¿ çîðÿíî¿ âåëè÷èíè

bol

0,5

M ≈+

. Âîíî â³äïîâ³äàº

íå äóæå âåëèê³é ñâ³òíîñò³, òîìó çà äîïîìîãîþ ñïîñòåðåæåíü ç³ð öüîãî òèïó

îòðèìóþòü â³äñòàí³ ëèøå äî íàéáëèæ÷èõ çîðÿíèõ ñèñòåì.

ßê ³ çîð³ òèïó RR Ë³ðè, êóëÿñò³ ñêóï÷åííÿ òåæ ÿâëÿþòü ñîáîþ äîñèòü

îäíîð³äíó ãðóïó. Á³ëüø³ñòü ³ç íèõ ìàþòü àáñîëþòí³ çîðÿí³ âåëè÷èíè áëèçü-

ê³ äî –7,4

. ²ñíóº ëèøå îäíà ïðîáëåìà: êóëÿñò³ ñêóï÷åííÿ âàæêî âèÿâèòè

â äàëåêèõ ñï³ðàëüíèõ ãàëàêòèêàõ, ïîâåðõíåâà ÿñêðàâ³ñòü ÿêèõ ìàº äóæå

íåð³âíîì³ðíèé ðîçïîä³ë âíàñë³äîê ³ñíóâàííÿ â ¿õí³õ äèñêàõ çíà÷íî¿ ê³ëü-

êîñò³ ñâ³òëèõ òóìàííîñòåé ³ òåìíèõ ãàçîïèëîâèõ õìàð. Àëå êóëÿñò³ ñêóï-

÷åííÿ äîáðå âèäíî íàâ³òü ó äàëåêèõ åë³ïòè÷íèõ ãàëàêòèêàõ.

Ñòàíäàðòíèìè «ñâ³÷êàìè» ââàæàþòü òàêîæ ìîëîä³ ïëàíåòàðí³ òóìàííî-

ñò³. Âîíè çóñòð³÷àþòüñÿ â ãàëàêòèêàõ ð³çíèõ òèï³â ³ ìàþòü òèïîâó àáñîëþò-

íó çîðÿíó âåëè÷èíó –4,6

Ïðîòÿãîì ðîêó â êîæí³é ç íàéáëèæ÷èõ ãàëàêòèê ìîæíà çàðåºñòðóâàòè

äåê³ëüêà äåñÿòê³â ñïàëàõ³â Íîâèõ ç³ð. Äîñë³äæåííÿ äàëî çìîãó çðîáèòè âè-

ñíîâîê, ùî àáñîëþòí³ âåëè÷èíè öèõ ç³ð º â ìåæàõ â³ä –4,8

äî –8,9

, à ¿õíÿ

ñâ³òí³ñòü ó ìàêñèìóì³ áëèñêó òèì á³ëüøà, ÷èì øâèäøå ñïàäàº áëèñê ï³ñëÿ

ìàêñèìóìó. ßêùî t

— ÷àñ ó äîáàõ, çà ÿêèé áëèñê Íîâî¿ çîð³ ï³ñëÿ äîñÿã-

íåííÿ ìàêñèìóìó áëèñêó çìåíøóºòüñÿ íà 2

, òî çíà÷åííÿ àáñîëþòíî¿ çî-

ðÿíî¿ âåëè÷èíè ó ìàêñèìóì³ áëèñêó:

Розділ20.Поза:алатичнаастрономія

410

(max) = –10,7 + 2,3lg(t

) (20.7)

Çíàþ÷è âèäèìó çîðÿíó âåëè÷èíó Íîâî¿ çîð³ m

max

ó ìàêñèìóì³ áëèñêó ³

÷àñ t

, íåâàæêî îá÷èñëèòè ìîäóëü â³äñòàí³ m

max

– M

max

³, îòæå, â³äñòàíü äî

ãàëàêòèêè. Ïîìèëêè öüîãî ìåòîäó, ïåðåäóñ³ì, çóìîâëåí³ òðóäíîùàìè ó âè-

çíà÷åíí³ ìîìåíòó, êîëè Íîâà äîñÿãëà íàéá³ëüøîãî áëèñêó.

Íàéïîòóæí³øèìè ñòàíäàðòíèìè «ñâ³÷êàìè», ÿê³ ìîæíà ñïîñòåð³ãàòè íà

â³äñòàíÿõ ó ì³ëüÿðäè ïê, º Íàäíîâ³ ²à òèïó. Ôåíîìåí Íàäíîâî¿ öüîãî òèïó

º íàñë³äêîì òåðìîÿäåðíîãî âèáóõó âèðîäæåíîãî âóãëåöåâî-êèñíåâîãî ÿäðà

ó ç³ð ïîì³ðíî¿ ìàñè íà çàâåðøàëüíîìó åòàï³ ¿õ åâîëþö³¿, ³ òîìó Íàäíîâ³ ²à

òèïó ìàþòü ïðàêòè÷íî îäíàêîâ³ ïàðàìåòðè. ¯õ ñòàíäàðòèçîâàíà àáñîëþòíà

çîðÿíà âåëè÷èíà ó ìàêñèìóì³ áëèñêó M

= –19,52

± 0,07

. Äîñòàòíüî ìàëà

íåâèçíà÷åí³ñòü ö³º¿ õàðàêòåðèñòèêè ñâ³ä÷èòü ïðî òå, ùî â³äñòàí³, îö³íåí³ çà

äîïîìîãîþ Íàäíîâèõ ² òèïó, äîñèòü íàä³éí³.

Â³äñòàí³ äî äàëåêèõ ãàëàêòèê îá÷èñëþþòü òàêîæ çà ¿õí³ì âèãëÿäîì ³ ¿õ êóòî-

âèìè ðîçì³ðàìè. Íåâ³äîìîþ âåëè÷èíîþ òóò º ë³í³éíèé ðîçì³ð çîðÿíî¿ ñèñòåìè.

Îäíàê ó öüîìó âèïàäêó ââàæàþòü, ùî äàëåêà ãàëàêòèêà êîíêðåòíîãî òèïó, â³ä-

ñòàíü äî ÿêî¿ òðåáà çíàéòè, ìàº òàê³ æ ë³í³éí³ ðîçì³ðè, ÿê ³ áëèçüêà ãàëàêòèêà

òîãî æ ñàìîãî òèïó, â³äñòàíü äî ÿêî¿ çíàéäåíà îïèñàíèìè âèùå ìåòîäàìè.

Äëÿ ñï³ðàëüíèõ ãàëàêòèê áóëî âñòàíîâëåíî, ùî ê³íåìàòè÷í³

õàðàêòåðèñòèêè äèñêà êîðåëþþòü ç ïîâíîþ ñâ³òí³ñòþ ñèñòåìè. Òàê íàïðè-

êëàä, ó 1970 ðîö³ áóëà â³äêðèòà çàëåæí³ñòü ì³æ âåëè÷èíîþ øâèäêîñò³ îáåð-

òàííÿ ðå÷îâèíè äèñêà ñï³ðàëüíî¿ ãàëàêòèêè ³ ¿¿ àáñîëþòíîþ çîðÿíîþ âå-

ëè÷èíîþ (çàëåæí³ñòü Òóëë³ — Ô³øåðà). Âèÿâèëîñü, ùî â ãàëàêòèê á³ëü-

øî¿ ñâ³òíîñò³ øâèäê³ñòü îáåðòàííÿ òåæ á³ëüøà. Òàêèì ÷èíîì, çàëåæí³ñòü

Òóëë³ — Ô³øåðà äàº ìîæëèâ³ñòü îö³íèòè â³äñòàíü äî äàëåêî¿ ãàëàêòèêè

øëÿõîì âèçíà÷åííÿ øâèäêîñò³ îáåðòàííÿ ãàçó â ïëîùèí³ ¿¿ äèñêà, ÿêó, â

ñâîþ ÷åðãó, ìîæíà çíàéòè çà äîïëåð³âñüêèì ðîçøèðåííÿì ³ çì³ùåííÿì

åì³ñ³éíî¿ ðàä³îë³í³¿ íåéòðàëüíîãî âîäíþ íà äîâæèí³ õâèë³ 21 ñì. Äëÿ îö³í-

êè â³äñòàí³ äî åë³ïòè÷íèõ ãàëàêòèê âèêîðèñòîâóþòü çàëåæí³ñòü Ôàáåðà-

Äæåêñîíà: â ÿêîñò³ ïàðàìåòðà ïðèéìàþòü äèñïåðñ³þ øâèäêîñò³ â öåíòðà-

ëüí³é ÷àñòèí³ ãàëàêòèêè.

20.3. ×åðâîíå çì³ùåííÿ â ñïåêòðàõ ãàëàêòèê

Ñïîñòåðåæåííÿ ïîêàçóþòü, ùî ë³í³¿ ó ñïåêòðàõ óñ³õ â³äîìèõ ãàëàêòèê (çà

âèíÿòêîì äåê³ëüêîõ, íàéáëèæ÷èõ äî íàñ) çì³ùåí³ â ÷åðâîíèé á³ê. Öå ÿâè-

ùå íàçèâàºòüñÿ ÷åðâîíèì çì³ùåííÿì. Ëîã³÷íî ïðèïóñòèòè, ùî öåé åôåêò çó-

ìîâëåíèé ðóõîì ãàëàêòèê ç³ øâèäê³ñòþ V

ó íàïðÿì³ â³ä ñïîñòåð³ãà÷à. Çíà-

÷åííÿ øâèäêîñò³ ãàëàêòèêè çà âèì³ðÿíèì çì³ùåííÿì ë³í³é ìîæíà îá÷èñ-

ëèòè çà ôîðìóëîþ Äîïëåðà:

ЧастинаVII.Основи:алатичноїіпоза:алатичноїастрономії