Звёздные скопления и туманности

Реферат на тему:

Введение.

  Для людей далекого прошлого
Вселенная была, если и не всегда безопасным, но и все же устойчивым миром,
созданным, казалось бы, единственно для удобства рода человеческого. Едва ли человек
тогда сомневался, что его обитель - Земля - занимает главенствующее,
центральное положение, тогда как Солнце оправдывает свое существование, снабжая
человечество светом и теплом. Сверкающие звезды, прикрепленные к вращающейся
небесной сфере, рассматривались как элементы космической мозаики,
предназначенной для украшения ночи.

  Вполне естественно было также, что
детали небесного пейзажа стали отождествляться с героями мифологии; это
отождествление сохранилось до нашего времени в виде названий групп звезд или
созвездий. С течением времени легенды, отражающие самые первые попытки
установить свое место в окружающем мире, сменились объективными исследованиями
неба.

Астроном-исследователь обнаружил, что
Вселенная - это сокровищница, полная открытий.  В ходе истории были открыты
объекты всевозможных видов - не только одиночные звезды, но также скопления 
звезд и облака из газа и диффузного вещества. Эти облака, видимые невооруженным
или вооруженным глазом через мощный телескоп, представляют собой туманности.
Также в виде туманностей нам представляются далекие галактики.

Звездные скопления.

Звезды – громадные сферические
сгущения плотного и горячего ионизированного газа (плазмы), способные к
самопроизвольному свечению за счет энергии, берущейся от протекающих в недрах
этих объектов термоядерных реакций.

Звезды распределены в пространстве
неравномерно. Иногда они образуют группы, которые в зависимости от размеров и
степени концентрации звезд к центру делятся на скопления и ассоциации.

Звездные скопления – это группы звезд,
связанных между собой силами притяжения и общностью происхождения. Они
насчитывают от нескольких десятков до сотен тысяч звезд.

Все скопления разделяют на рассеянные
и шаровые. Различие между ними в основном определяется массой и возрастом этих
образований.

Рассеянные скопления.

Рассеянные звездные скопления
объединяют десятки и сотни, редко тысячи звезд. Размеры их обычно составляют
несколько парсек. Концентрируются к экваториальной плоскости Галактики.
Скорости их относительно Солнца не велики, порядка 10 – 12 км/с, потому что
вместе с ними они принимают участие во вращении Галактики. Звезды рассеянных
звездных скоплений сходны по химическому составу с Солнцем и другими звездами
галактического диска. Примеры

(Пример
шарового скопления)

рассеянных
звездных скоплений – Плеяды и Гиады в созвездии Тельца. В нашей Галактике
известно более 1000 звездных скоплений. Однако, согласно совершенным
исследованиям их, вероятно, должно быть раз в 20 больше: далеко от Солнца мы
можем обнаружить только самые яркие скопления; к тому же в галактической
плоскости концентрируется и пыль, поглощающая свет и мешающая наблюдать далекие
звезды.  

Шаровые скопления.

Шаровые звездные скопления насчитывают
сотни тысяч звезд, имеют четкую сферическую или эллипсоидальную форму с сильной
концентрацией звезд к центру. Размер их вместе с коронами (то есть внешними (Пример
шарового скопления)

областями)
доходят до 100 – 200 парсек. Они принадлежат к сферической подсистеме. Скорости
их относительно Солнца около 100км/с. По химическому составу они отличаются от
звезд рассеянных скоплений меньшим содержанием всех элементов тяжелее гелия.
Все шаровые звездные скопления расположены далеко от Солнца, и даже ближайшие
из них видны лишь в бинокль. В Галактике известно сейчас 130 шаровых звездных
скоплений, а всего их около 500.

Еще
о звездных скоплениях.

Важнейшими характеристиками рассеянных
и шаровых скоплений являются построенные для составляющих их звезд диаграммы
«спектр – светимость», которые в случае скоплений обычно строят в координатах
«цвет – звездная величина». На диаграмме рассеянных звездных скоплений могут
присутствовать все звезды главной последовательности, включая и самые яркие. У
шаровых скоплений верхняя часть главной последовательности отсутствует.

Наблюдаются звезды, лишь начиная 
спектрального класса G. Более яркие звезды расположены
вправо и вверх от главной последовательности, образуя ветви гигантов и
субгигантов.

Характерной особенностью шаровых
скоплений является также наличие горизонтальной ветви.

Шаровые скопления, по – видимому,
образовались из огромных газовых облаков на ранней стадии формирования
Галактики, сохранив их вытянутые орбиты.

Образование рассеянных скоплений
началось позднее из газа, «осевшего» к плоскости Галактики и уже обогатившегося
тяжелыми элементами, которые попали в межзвездную среду из недр быстро
эволюционирующих массивных звезд предыдущего поколения при их вспышках. В
наиболее плотных облаках газа образование рассеянных скоплений продолжается и
сейчас. Поэтому возраст рассеянных звездных скоплений не одинаков, тогда как
возраст больших шаровых скоплений примерно одинаков и близок к возрасту
Галактики (10 – 15 млрд. лет).

Туманности.

Туманности - это небесные объекты, которые в отличие от звезд
выглядят как пятна. Наиболее яркие из них видны невооруженным глазом
(туманность Андромеда и туманность Ориона). Далекие туманные объекты -
туманности были замечены астрономами еще в XVII веке. О знаменитой туманности
Андромеды впервые упомянул современник Галилея С.Мариус в 1612 году. Французский
астроном Ш.Мессье, известный своими открытиями комет, чтобы наблюдатели не
путали кометы с туманностями (схожесть можно было наблюдать 20-26 марта 1996
года на примере кометы ХИЯКУТАКЕ), составил первый список туманностей,
содержавший около 100 объектов, но лишь в 20-x годах нашего века удалось
установить, что некоторые туманности - это гигантские звездные системы,

находящиеся далеко за пределами нашей
Галактики - Млечного Пути. В каталоге были собраны все виды и классы
туманностей, но классифицированы они не были. Ниже будет приведен вариант
современной классификации туманностей.

Все туманности делятся на
галактические и внегалактические. Детальная классификация внегалактических
туманностей (галактик) была предложена Б. А. Воронцовым-Вильяминовым.
Галактиками называются
гигантские звездные системы,

расположенные
вне пределов нашей Галактики (системы Млечного Пути). Они состоят из звезд,
количество которых может достигать десяти триллионов штук; облаков газа и пыли,
пронизанных магнитными и гравитационными полями, электромагнитным излучением,
потоками заряженных частиц.

С
помощью крупнейших в мире телескопов зарегистрированы многие и многие миллиарды
галактик. Около 90% от общего числа галактик объединены в скопления. Формы и
размеры галактик очень разнообразны, однако можно выделить несколько основных
их морфологических типов: эллиптические, спиральные, линзообразные,
неправильные и карликовые.

Галактики, ставшие впоследствии
спиральными, образовались из газовых облаков, обладавших заметными моментами
количества движения - запасами вращения - и центральными сгущениями.

Не вращающиеся облака газа породили
эллиптические галактики. Неправильные галактики также образовались из облаков
газа, обладавших запасом вращения, но не имевших сгущений в центре.

В центрах нескольких десятков галактик
обнаружены сверхмассивные черные дыры. Их массы превышают миллион масс Солнца.

Далее
будут классифицированы галактические туманности.

Галактические туманности
представляют собой облака межзвездной пыли и газов, освещенные яркими соседними
звездами. Все эти туманности находятся в нашей Галактике.

Галактические
туманности делятся на газовые и пылевые. Газовые туманности - это облака
межзвездного газа, светящегося отраженным светом или в результате возбуждения
горячими звездами.

Пылевые (темные) туманности - это
облака межзвездной пыли, или выглядящие темными пятнами на фоне более удаленных
светлых туманностей, или закрывающие свет далеких звезд. Пример,
соответствующий первому случаю - туманность Конская Голова, в созвездии Ориона.
Пример. соответствующий второму случаю - туманность Угольный Мешок, скрывающая
центр нашей Галактики.

Из
класса пылевых туманностей выделяются глобулы - очень компактные и очень
плотные пылевые туманности, из которых формируются звезды.

Газовые
туманности, как и звёзды, в основном состоят из водорода. Кроме того, в них
есть другие химические элементы - гелий, азот, кислород и более тяжелые.
Размеры туманностей огромны: от одного края до другого свет идет несколько лет,
а общая масса туманности обычно составляет десятки, сотни, а иногда и тысячи
масс

 (Туманность
Конская Голова)

Солнц.
Газовые туманности делятся на:
диффузные, планетарные, водородные и газопылевые.

Диффузные
туманности - это
облака разреженного газа очень большого размера, в которые погружены освещающие
их звезды, возможно общего с ними происхождения. Эти туманности получили свое
название из-за сходства со светящимися пятнами, растекающимися
(диффундирующими) по окружающему черному фону. Классический пример диффузной
туманности - туманность Ориона.

            Планетарные
туманности возникают в результате взрыва Сверхновой  взрывающаяся  (в конце своего
жизненного пути звезда) и представляют собой сброшенную взрывом оболочку
звезды. Эта оболочка светится под воздействием излучения слабой, но очень
горячей центральной звезды. Выглядят эти туманности подобно планетным дискам

видным в телескоп, отчего и получили
свое название. Планетарные туманности состоят из газа, но они не являются ни
планетами, ни настоящими туманностями, так что вряд ли

можно
было бы придумать для них менее

(Кольцевая
туманность в созвездии Лиры)

 удачное
название, чем это общепринятое. Наиболее известна Кольцевая туманность в
созвездии Лиры, открытая в 1779 году. Она состоит из центральной звезды,
окруженной газовой оболочкой. Все планетарные туманности расширяются. Но
некоторые планетарные туманности имеют неправильную форму. Например -
Крабовидная туманность, образовавшаяся в результате взрыва Сверхновой 1054
года, занесенная, кстати, в каталог Мессе под номером 1.

Водородные туманности состоят из чистого водорода. Водород
излучает невидимые лучи, и поэтому, не/смотря на огромные размеры, эти
туманности были открыты только в 1945 Г. А. Шайном.

Газопылевые туманности сходны с водородными, но включают в
свой состав пыль, и тоже были открыты Г. А. Шайном.

Еще немного о туманностях.

Существуют еще несколько видов
туманностей.

Отражательные туманности.

Отражательные туманности были открыты
Слайфером, который в 1913 году наблюдал спектр туманностей в Плеядах. В этих
туманностях свет звезды отражается мелкими пылевыми частицами. Большая часть
таких туманностей освещается горячими голубыми звездами высокой светимости.
Туманности также являются голубыми; по-видимому, они даже голубее, чем
освещающие их звезды, т.к. свет звезды, проходя через облака из очень маленьких
пылевых частиц, краснеет; следовательно, рассеянный отражающими туманностями
свет

(Отражательная
туманность 

в
скоплении Плеяд)

 кажется голубее.

  Существуют, наконец, туманности,
представляющие собой конечный продукт звездной эволюции. Среди них наиболее
известна Крабовидная туманность. Почти все прочие объекты такого типа имеют
значительно больший возраст, и поэтому их особенности не так отчетливо
выражены. В любом случае Крабовидная туманность - с необычайным пульсаром в
центре - представляется исключительным объектом.

Заключение.

Звездные скопления и туманности
представляют нам удивительную картину неба.

Ученые предполагают, что Вселенная
сильно запылена. К сожалению, обнаружить облака диффузного вещества можно только
в том случае, когда они освещаются лучами звезд (газовые туманности) или когда
закрывают от глаз астрономов известные звездные объекты. На сегодняшний день
описано не более 0.05% всех газовых и пылевых облаков, существование которых
вполне возможно, если исходить из современных представлений о распределении
вещества во Вселенной. Понятно, что поиск туманностей ведется исключительно в
пределах нашей Галактики. В других звездных системах непременно существуют
туманности из диффузного вещества, но обнаружить их при нынешнем уровне техники
невозможно.

Список
литературы:

1.   Бердышев С.Н. «Астрономия». Изд.:
«ТЕРРА – Книжный клуб», 2001г.

2.   Ерпылев И.П. Энциклопедический словарь
юного астронома – 2 изд., переработ. и доп. Изд.: «Педагогика»,1986г.

3.   Лев Мухин. «Мир астрономии». Изд.:
«Молодая Гвардия», 1987г.

4.   А.Аллер. «Атомы, звезды и туманности».
Изд.: «Мир», 1976г.