обширная звёздная система, к которой принадлежит Солнце, а следовательно, и вся наша планетная система вместе с Землёй. Г. состоит из множества звёзд различных типов, а также звёздных скоплений и ассоциаций, газовых и пылевых туманностей и отдельных атомов и частиц, рассеянных в межзвёздном пространстве. Большая часть их занимает объём линзообразной формы поперечником около 30 и толщиной около 4 килоПарсек (соответственно около 100 тыс. и 12 тыс. световых лет). Меньшая часть заполняет почти сферический объём с радиусом около 15 килоПарсек (около 50 тыс. световых лет). Все компоненты Г. связаны в единую динамическую систему, вращающуюся вокруг малой оси симметрии. Земному наблюдателю, находящемуся внутри Г., она представляется в виде Млечного Пути (отсюда и её название - "Г.") и всего множества отдельных звёзд, видимых на небе. В связи с этим Г. называется также системой Млечного Пути. В отличие от всех др. галактик (См. Галактики), ту, к которой принадлежит Солнце, иногда называют "нашей Галактикой" (термин пишут всегда с прописной буквы).

Звёзды и межзвёздная газопылевая материя заполняют объём Г. неравномерно: наиболее сосредоточены они около плоскости, перпендикулярной оси вращения Г. и являющейся плоскостью её симметрии (т. н. галактической плоскостью). Вблизи линии пересечения этой плоскости с небесной сферой (галактического экватора (См. Галактический экватор)) и виден Млечный Путь, средняя линия которого представляет собой почти большой круг, т. к. Солнечная система находится недалеко от этой плоскости. Млечный Путь представляет собой скопление огромного количества звёзд, сливающихся в широкую белёсую полосу; однако звёзды, проектирующиеся на небе рядом, удалены друг от друга в пространстве на огромные расстояния, исключающие их столкновения, несмотря на то, что они движутся с большими скоростями (десятки и сотни км/сек) в разных направлениях. Наименьшая плотность распределения звёзд в пространстве (пространственная плотность) наблюдается в направлении полюсов Г. (её северный полюс находится в созвездии Волос Вероники). Общее количество звёзд в Г. оценивается в 100 млрд.

Межзвёздное вещество рассеяно в пространстве также неравномерно, концентрируясь преимущественно вблизи галактической плоскости в виде глобул (См. Глобулы), отдельных облаков и туманностей (от 5 до 20-30 Парсек в поперечнике), их комплексов или аморфных диффузных образований. Особенно мощные, относительно близкие к нам тёмные туманности представляются невооруженному глазу в виде тёмных прогалин неправильных форм на фоне полосы Млечного Пути; дефицит звёзд в них является результатом поглощения света этими несветящимися пылевыми облаками. Многие межзвёздные облака освещены близкими к ним звёздами большой светимости и представляются в виде светлых туманностей, т. к. светятся либо отражённым светом (если состоят из космических пылинок), либо в результате возбуждения атомов и последующего испускания ими энергии (если туманности газовые).

Полная масса Г., включая все звёзды и межзвёздное вещество, оценивается в 10¹¹ масс Солнца, т. е. около 10⁴⁴ г. Как показывают результаты детальных исследований, строение Г. схоже со строением большой галактики в созвездии Андромеды, галактики в созвездии Волос Вероники и др. Однако, находясь внутри Г., мы не можем видеть всю её структуру в целом, что затрудняет её изучение.

Впервые звёздную природу Млечного Пути обнаружил Г. Галилей в 1610, но последовательное изучение строения Г. началось лишь в конце 18 в., когда В. Гершель, применив свой "метод черпков", подсчитал числа звёзд, видимых в его телескоп в различных направлениях. На основании результатов этих наблюдений он высказал предположение, что наблюдаемые звёзды образуют гигантскую систему сплюснутой формы. В. Я. Струве обнаружил (1847), что число звёзд в единице объёма увеличивается с приближением к галактической плоскости, что межзвёздное пространство не идеально прозрачно, а Солнце не расположено в центре Г. В 1859 М. А. Ковальский указал на вероятное осевое вращение всей системы Г. Первые более или менее обоснованные оценки размеров Г. выполнили немецким астроном X. Зелигер и голландским астроном Я. Каптейн в 1-й четверти 20 в. Зелигер, допуская неравномерное распределение звёзд в пространстве и различную их светимость, заключил, что поверхности одинаковой звёздной плотности являются эллипсоидами вращения со сжатием 1:5. Однако из-за неучёта искажающего влияния межзвёздного поглощения света звёзд многие из первых выводов были ошибочными; в частности, оказались преувеличенными размеры Г. При определениях положения Солнца (Земли) в Г. большинство исследователей относило его к центру Г., главной причиной чего было также игнорирование влияния поглощения света. Такой взгляд поддерживался также и живучестью геоцентрического и антропоцентрического миропредставления. В 20-х гг. 20 в. американский астроном Х. Шепли окончательно доказал нецентральное положение Солнца в Г., определив при этом направление на центр Г. (в созвездии Стрельца).

В середине 20-х гг. 20 в. Г. Стрёмберг (США), изучая закономерности движения Солнца относительно различных групп звёзд, обнаружил т. н. асимметрию звёздных движений, которая дала фактический материал для обоснования многих выводов о сложности строения Г. Швед. астроном Б. Линдблад (20-е гг. 20 в.), изучая динамику и строение Г. на основе анализа скоростей звёзд, обнаружил сложность строения Г. и принципиальное различие пространственных скоростей звёзд, населяющих разные части Г., хотя все они и связаны в единую систему, симметричную относительно галактической плоскости. Голландским астроном Я. Оорт в 1927 на основе статистического изучения лучевых скоростей и собственных движений звёзд доказал существование вращения Г. вокруг собственной малой оси. При этом оказалось, что внутренние, более близкие к центру, части Г. вращаются быстрее, чем внешние. На расстоянии Солнца от центра Г. (10 килопарсек) эта скорость около 250 км/сек; период полного оборота - около 180 млн. лет.

Доказательство межзвёздного поглощения света звёзд (1930, сов. астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов, американский астроном Р. Трамплер), его количественные оценки и учёт позволили уточнить расстояния до отдельных галактических объектов и размеры Г., положили начало выявлению деталей её структуры. Многочисленные исследования пространственного распределения звёзд различных типов (советский астроном П. П. Паренаго и др.), собственных движений звёзд (ранние работы С. К. Костинского на Пулковской обсерватории, американского астронома В. Боса и др.), движения Солнца в пространстве, а также и движений звёздных потоков (советским астроном В. Г. Фесенков, голландским астроном А. Блау и др.), изучение галактического гравитационного поля и др. позволили открыть, с одной стороны, много общих закономерностей, а с другой - большое разнообразие в кинематических, физических и структурных характеристиках отдельных составляющих Г.

В 30-е и последующие годы 20 в. значительных успехов в области исследований Г. достигли советские астрономические обсерватории, Важные результаты получены: в области динамики звёздных систем; в наблюдениях и составлении многочисленных каталогов параметров звёзд и др. галактических объектов; в развитии новых взглядов на природу межзвёздной среды; в разработке новых теорий и методов, позволивших выполнить количественные оценки параметров, характеризующих поглощение в галактическом пространстве; в выяснении связей между звёздами и межзвёздным веществом. В избранных областях Млечного Пути проведены по плану Г. А. Шайна (СССР) и по комплексному плану П. П. Паренаго фотометрия и спектральная классификация десятков тысяч звёзд. Огромное значение для понимания процессов развития Г. имело открытие звёздных ассоциаций (См. Звёздные ассоциации). Большую роль в изучении Г. сыграли успехи советской науки о переменных звёздах. Сопоставление их физических особенностей и морфологических характеристик с возрастными и пространственными параметрами позволило решить ряд задач структуры и природы Г. Исследования советских и американских астрономов сделали очевидным сложное строение Г. Оказалось, что различным частям Г. соответствуют различные, вполне определенные элементы их состава. В 1948 советские исследователи в результате наблюдений в инфракрасных лучах впервые получили изображение ядра Г. Наблюдения 50-х гг. 20 в. показали наличие у нашей Г. спиральных рукавов. Изучение Г., её строения и развития - предмет, в первую очередь, трёх разделов астрономии: звёздной астрономии, астрометрии и астрофизики. Все эти разделы сыграли большую роль в уточнении и детализации наших представлений о Г. Большое значение для исследования Г. имело развитие радиоастрономии, получившей много новых сведений о Г. Радиоастрономические наблюдения позволили обнаружить большое количество источников излучения в радиодиапазоне в межзвёздных пространствах Г., массы нейтрального водорода, изучить их движения, выяснить общие черты внутреннего строения Г.

К началу 70-х гг. 20 в. в результате исследований, выполненных в СССР и за рубежом, сложилось следующее представление о Г. Степень общей сплюснутости Г., т. е. отношение толщины Г. к её экваториальному диаметру, составляет примерно 1:10, хотя резко очерченных границ Г. не имеет, Толщина расположенного вдоль плоскости галактического экватора слоя, внутри которого находится большинство звёзд и основной массы межзвёздного вещества, равна 400-500 парсек. Пространственная плотность звёзд в нём такова, что одна звезда приходится на объём, равный кубу с ребром в 2 парсека. В окрестностях Солнца плотность несколько меньше. Она значительно возрастает по мере приближения к центру Г., который при наблюдении с Земли виден в созвездии Стрельца. Следовательно, распределение звёзд характеризуется концентрацией как к плоскости Г., так и к её центру. Общая масса межзвёздного газа в Г. составляет около 0,05 массы всех звёзд, и его средня плотность близ плоскости экватора не превосходит 10^-25 или 10^-24 г/см³. Межзвёздная пыль, состоящая из твёрдых частичек, радиусы которых порядка 10^-4-10^-5 см, в своей массе примерно в 100 раз меньше массы газа. Не влияя из-за ничтожной массы на динамику Г., пыль тем не менее заметно влияет на видимую структуру Г., рассеивая свет звёзд, проходящий через её среду. Ядро Г., будучи погружено в относительно плотные массы межзвёздного вещества, мало доступно оптическим наблюдениям, но радиоастрономические наблюдения указывают на активность ядра, присутствие в нём больших масс вещества и источников энергии.

Г. имеет резко выраженное подсистемное строение; различают три подсистемы: плоскую, промежуточную и сферическую. Плоская подсистема характеризуется наличием молодых горячих звёзд, переменных звёзд типа долгопериодических цефеид, звёздных ассоциаций, рассеянных звёздных скоплений и газо-пылевого вещества. Все они сосредоточены у галактической плоскости в форме экваториального диска (толщиной ¹/₂₀ поперечника Г.). Средний возраст звёздного населения диска около 3 млрд. лет. Слабее концентрируются к плоскости Г. жёлтые и красные звёзды-карлики и звёзды-гиганты, занимающие объём в виде сильно сплюснутого эллипсоида. Все субкарлики, жёлтые и красные гиганты, переменные звёзды типа короткопериодических цефеид и шаровые звёздные скопления образуют сферическую составляющую (иногда называется гало), заполняя сферический объём (со средним диаметром, превышающим 30 тыс. парсек, т. е. 100 тыс. световых лет) с резким падением плотности в направлении от центральных областей к периферии. Её возраст более 5 млрд. лет. Объекты различных составляющих отличаются друг от друга также и скоростями движения, и химическим составом. Звёзды плоской составляющей имеют большие скорости движения относительно центра Г. и они богаче металлами. Это указывает на то, что звёзды разных типов, относящиеся к разным подсистемам, формировались при различных начальных условиях и в различных областях пространства, занимаемого галактическим веществом. Вся галактическая система погружена в обширную газовую массу, которую иногда называют галактической короной (См. Галактическая корона). Из центральной области Г. распространяются вдоль галактической плоскости спиральные ветви, которые, огибая ядро и разветвляясь, постепенно расширяются, теряя яркость. Спиральной структурой, оказавшейся весьма характерным свойством галактик на некотором этапе их эволюции, Г. сходна с множеством др. звёздных систем того же типа, что и она, имеющих такой же звёздный состав. В развитии спиральной структуры, по-видимому, играют роль гравитационные силы и магнитогидродинамические явления, при этом на неё влияют и особенности вращения Г. Вдоль спиральных ветвей происходит звездообразование и они населены наиболее молодыми галактическими объектами.

Вопросы эволюции Г. в целом или отдельных её составных элементов имеют большое мировоззренческое значение. В течение долгого времени господствовал взгляд об одновременном образовании всех звёзд и др. объектов Г. Такой взгляд связывался с признанием единовременного происхождения всех галактик в одной точке Вселенной и их последующего "разбегания" в разные стороны от неё. Однако детальные исследования, основанные на многочисленных наблюдениях, привели к заключению (советским астроном В. А. Амбарцумян), что процесс звёздообразования продолжается и в настоящую эпоху.

Проблема происхождения и развития звёзд в Г. является фундаментальной проблемой. Существуют две главные, но противоположные точки зрения на формирование звёзд. Согласно первой из них, звёзды образуются из газовой материи, в значительном количестве рассеянной в Г. и наблюдаемой оптическими и радиоастрономическими методами. Газовое вещество там, где его масса и плотность достигают достаточно большой величины, сжимается и уплотняется под действием собственного притяжения, образуя холодный шар. В процессе дальнейшего сжатия температура внутри него, однако, повышается до нескольких млн. градусов; этого достаточно для возникновения термоядерных реакций, которые вместе с процессами излучения и обусловливают дальнейшую эволюцию этого шара -звезды. Согласно второй точке зрения, звёзды образуются из некоторого сверхплотного вещества. Сверхплотное вещество такого рода ещё не обнаружено и его свойства неизвестны, но то обстоятельство, что в наблюдаемой Вселенной процессы истечения масс из звёзд, деления и распада систем наблюдаются во многих случаях, процессы же образования звёзд из межзвёздного вещества не наблюдаются, говорит в пользу второй точки зрения.

Предполагается, что Г. в целом развилась в процессе конденсации первичного газового облака, богатого водородом; образовавшиеся при этом звёзды в нашу эпоху наблюдаются как звёзды сферической составляющей, бедные металлами и имеющие наибольший возраст. Первичное газовое облако, продолжая сжиматься под действием гравитационных сил, обогащалось металлами за счёт выбрасывания вещества из недр ранее образовавшихся звёзд, в которых уже в течение многих сотен млн. лет шли внутриядерные реакции и водород превращался в более тяжёлые элементы. Поэтому более позднее "поколение" звёзд, образовавшее диск Г., оказалось более богатым металлами. Эта концепция объясняет наблюдаемое распределение скоростей звёзд и расслоение последних по подсистемам. Тем не менее в изложенной картине остаётся немало противоречий. Развиваемое рядом советских астрономов представление о роли в эволюции галактик мощных взрывных отталкивательных сил, таящихся в недрах галактик, может пролить новый свет на проблему развития Г.

См. илл.

Лит.: Паренаго П. П., Курс звёздной астрономии, 3 изд., М., 1954; Бок Б. Дж. и Бок П. Ф., Млечный путь, пер. с англ., М., 1959; Курс астрофизики и звездной астрономии, т. 2, М., 1962; Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И., Курс общей астрономии, М., 1966.

Е. К. Харадзе.

Галактика в созвездии Волос Вероники.

Галактика в созвездии Андромеды.

Часть Млечного Пути в созвездиях Орла и Лебедя. Видны тёмные и светлые участки ("туманности" и "облака").

гигантская звездная система.

гигантские звёздные системы, подобные нашей звёздной системе - Галактике (См. Галактика), в состав которой входит Солнечная система. (Термин "галактики", в отличие от термина "Галактика", пишут со строчной буквы.) Устаревшие название Г. "внегалактические туманности" и "анагалактические туманности" отражают тот факт, что они видны на небе как светлые туманные пятна вне полосы Млечного Пути (Галактики), которая является, т. о., для них "зоной избегания". В этой зоне Г. не видны из-за концентрации тёмной, поглощающей свет пылевой материи вблизи экваториальной плоскости нашей Галактики. Природа Г. стала известна после того, как американский астроном Э. Хаббл в 20-х гг. 20 в. обнаружил, что ближайшие Г. состоят из множества очень слабых звёзд, которые при наблюдении в небольшие телескопы сливаются в сплошное светлое пятно - туманность. Среди отдельных наиболее ярких звёзд ему удалось обнаружить переменные звёзды типа цефеид (См. Цефеиды), измерение видимого блеска которых позволяет установить расстояние до систем, в которые они входят. Таким путём было окончательно установлено, что Г. находятся далеко за пределами нашей Галактики и имеют размеры, сравнимые с ней. Ближайшими к ним г. оказались похожие на обрывки Млечного Пути Магеллановы Облака, расстояние до которых составляет 46 килопарсек (около 150 тыс. световых лет). В поперечнике они в несколько раз меньше нашей Галактики и, по-видимому, являются её спутниками. Расстояния до далёких Г. оценивают по красному смещению (См. Красное смещение) - смещению линий в спектре Г., обусловленному Доплера эффектом. Это смещение статистически возрастает с увеличением расстояния до Г. Расстояние до наиболее далёких Г., различимых на фотографиях, полученных с помощью самых крупных телескопов, составляет более 1 млрд. парсек (более 3 млрд. световых лет). В 20-30-х гг. 20 в. Хаббл разработал основы структурной классификации Г., согласно которой различают 3 класса Г.: 1) спиральные Г., характерные 2 сравнительно яркими ветвями, расположенными вокруг ядра по спирали. Ветви выходят либо из яркого ядра (такие Г. обозначаются S), либо из концов светлой перемычки, пересекающей ядро (обозначаются SB). 2) Эллиптические Г. (Е), имеющие форму эллипсоидов. 3) Иррегулярные (неправильные) Г. (I), обладающие неправильными формами. По степени клочковатости ветвей спиральные Г. разделяются на подтипы: а, b и с. У первых из таких Г. ветви аморфны, у вторых - несколько клочковаты, у третьих - очень клочковаты, а ядро всегда неярко и мало. Во 2-й половине 40-х гг. 20 в. У. Бааде (США) установил, что клочковатость спиральных ветвей и их голубизна растут с повышением содержания в них горячих голубых звёзд, их скоплений и диффузных туманностей. Центральные части спиральных Г. желтее, чем ветви, и содержат старые звёзды (население 2-го типа, по Бааде, или население сферической составляющей), тогда как плоские спиральные ветви состоят из молодых звёзд (население 1-го типа, или население плоской составляющей). Плотность распределения звёзд в пространстве растет с приближением к экваториальной плоскости спиральных Г. Эта плоскость является плоскостью симметрии системы, и большинство звёзд при своём обращении вокруг центра Г. остаётся вблизи неё; периоды обращения составляют 10⁷-10⁹ лет. При этом внутренние части вращаются как твёрдое тело, а на периферии угловая и линейная скорости обращения убывают с удалением от центра. Однако в некоторых случаях находящееся внутри ядра ещё меньшее ядрышко ("керн") вращается быстрее всего. Аналогично вращаются и неправильные Г., являющиеся также плоскими звёздными системами. Эллиптические Г. состоят из звёзд 2-го типа населения. Вращение обнаружено лишь у наиболее сжатых из них. Космической пыли в них, как правило, нет, чем они отличаются от неправильных и особенно спиральных Г., в которых поглощающее свет пылевое вещество имеется в большом количестве. В спиральных Г. оно составляет от несколько тысячных до сотой доли полной их массы. Вследствие концентрации пылевого вещества к экваториальной плоскости, оно образует темную полосу у Г., повёрнутых к нам ребром и имеющих вид веретена. Радиоастрономические наблюдения позволили обнаружить в Г. скопления нейтрального водорода, Масса его относительно мала в спиральных Г. Sa, достигает нескольких процентов в Sb и доходит до 10\% от массы звёзд в галактиках Sc, а также в неправильных Г. В основном нейтральный водород - главная часть газовой составляющей Г. - расположен в узком экваториальном слое, но отдельные облака наблюдаются и далеко от него, где нет весьма горячих звёзд, способных ионизовать его и привести в состояние свечения.

Последующие наблюдения показали, что описанная классификация недостаточна, чтобы систематизировать всё многообразие форм и свойств Г. Так, были обнаружены Г., занимающие в некотором смысле промежуточное положение между спиральными и эллиптическими Г. (обозначаются S0). Эти Г. имеют огромное центральное сгущение и окружающий его плоский диск, но спиральные ветви отсутствуют, В 60-х гг. 20 в. были открыты многочисленные кольцеобразные и дисковидные Г. со всеми градациями обилия горячих звёзд и пыли. Ещё в 30-х гг. 20 в. были открыты эллиптические карликовые Г. в созвездиях Печи и Скульптора с крайне низкой поверхностной яркостью, настолько малой, что эти, одни из ближайших к нам, Г. даже в центральной своей части с трудом видны на фоне неба. С др. стороны, в начале 60-х гг. 20 в. было открыто множество далёких компактных Г., из которых наиболее далёкие по своему виду неотличимы от звёзд даже в сильнейшие телескопы. От звёзд они отличаются спектром, в котором видны яркие линии излучения с огромными красными смещениями, соответствующими таким большим расстояниям, на которых даже самые яркие одиночные звёзды не могут быть видны. В отличие от обычных далёких Г., которые из-за сочетания истинного распределения энергии в их спектре и красного смещения выглядят красноватыми, наиболее компактные Г. (называемые также квазизвёздными Г.) имеют голубоватый цвет. Как правило, эти объекты в сотни раз ярче обычных сверхгигантских Г., но есть и более слабые. У многих Г. обнаружено радиоизлучение нетепловой природы, возникающее, согласно теории сов. астронома И. С. Шкловского, при торможении в магнитном поле электронов и более тяжелых заряженных частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света (т. н. синхротронное излучение). Такие скорости частицы получают в результате грандиозных взрывов внутри Г.

Компактные далёкие Г., обладающие мощным нетепловым радиоизлучением, называются N-галактиками. Звездообразные источники с таким радиоизлучением называются квазарами (См. Квазары) (квазизвёздными радиоисточниками), а Г., обладающие мощным радиоизлучением и имеющие заметные угловые размеры, - радиогалактиками. Все эти объекты чрезвычайно далеки от нас, что затрудняет их изучение. Радиогалактики, имеющие особенно мощное нетепловое радиоизлучение, обладают преимущественно эллиптической формой, встречаются и спиральные. Большой интерес представляют т. н. галактики Сейферта. В спектрах их небольших ядер имеется много очень широких ярких полос, свидетельствующих о мощных выбросах газа из их центра со скоростями, достигающими несколько тысяч км/сек. У некоторых галактик Сейферта обнаружено очень слабое нетепловое радиоизлучение. Не исключено, что и оптическое излучение таких ядер, как и в квазарах, обусловлено не звёздами, а также имеет нетепловую природу. Возможно, что мощное нетепловое радиоизлучение - временный этап в развитии квазизвёздных Г. Близкие к нам радиогалактики изучены полнее, в частности методами оптической астрономии. В некоторых из них обнаружены пока ещё не объяснённые до конца особенности. Так, в гигантской эллиптической галактике Центавр А обнаружена необычайно мощная тёмная полоса вдоль её диаметра. Ещё одна радиогалактика состоит из двух эллиптических Г., близких друг к другу и соединённых перемычкой, состоящей из звёзд. При изучении неправильной галактики М82 в созвездии Большой Медведицы американские астрономы А. Сандидж и Ц. Линде в 1963 пришли к заключению, что в её центре около 1,5 миллионов лет тому назад произошёл грандиозный взрыв, в результате которого во все стороны со скоростью около 1000 км/сек были выброшены струи горячего водорода. Сопротивление межзвёздной среды помешало распространению струй газа в экваториальной плоскости, и они потекли преимущественно в двух противоположных направлениях вдоль оси вращения Г. Этот взрыв, по-видимому, породил и множество электронов со скоростями, близкими к скорости света, которые явились причиной нетеплового радиоизлучения.

Задолго до обнаружения взрыва в М82 для объяснения многочисленных других фактов советский астроном В. А. Амбарцумян выдвинул гипотезу о возможности взрывов в ядрах Г. По его мнению, такое вещество и сейчас находится в центре некоторых Г. и оно может делиться на части при взрывах, которые сопровождаются сильным радиоизлучением. Т. о., радиогалактики - это Г., у которых ядра находятся в процессе распада. Выброшенные плотные части, продолжая дробиться, возможно, образуют новые Г. - сестры, или спутники Г. меньшей массы. При этом скорости разлёта осколков могут достигать огромных значений. Исследования показали, что многие группы и даже скопления Г. распадаются: их члены неограниченно удаляются друг от друга, как если бы они все были порождены взрывом.

Не объяснены ещё также причины образования т. н. взаимодействующих Г., обнаруженных в 1957-58 советским астрономом Б. А. Воронцовым-Вельяминовым. Это пары или тесные группы Г., в которых один или несколько членов имеют явные искажения формы, придатки; иногда они погружены в общий светящийся туман. Наблюдаются также тонкие перемычки, соединяющие пару Г., и "хвосты", направленные прочь от соседней Г., как бы отталкиваемые ею. Перемычки иногда бывают двойными, что свидетельствует о том, что искажения форм взаимодействующих Г. не могут быть объяснены приливными явлениями. Часто большая Г. одной из своих ветвей, иногда деформированной, соединяется со спутником. Все эти детали, подобно самим Г., состоят из звёзд и иногда диффузной материи.

Часто Г. встречаются в пространстве парами и более крупными группами, иногда в виде скоплений, содержащих сотни Г. Наша Галактика с Магеллановыми Облаками и с др. ближайшими Г. составляет, вероятно, также отдельное местное скопление Г. Магеллановы Облака и наша Галактика, по-видимому, погружены в общее для них водородное облако. Группы и скопления разнообразны по типам входящих в них Г. Иногда в них входят только спиральные и неправильные, иногда только эллиптические Г., иногда же - и те, и другие. Ближайшими к нам являются разреженное облако галактик в Большой Медведице и неправильное скопление в созвездии Девы. Оба содержат Г. всех типов. Очень богатое и компактное скопление галактик Е и S0, находящееся в созвездии Волос Вероники, насчитывает тысячи членов. Светимости и размеры Г. весьма разнообразны. Г.-сверхгиганты имеют светимости, в 10¹¹ раз превышающие светимость Солнца, квазары в среднем ещё в 100 раз ярче; слабейшие же из известных Г.-карликов сравнимы с обычными шаровыми звёздными скоплениями в нашей Галактике. Их светимость составляет около 10⁵ светимости Солнца. Размеры Г. весьма разнообразны и колеблются от десятков парсек до десятков тысяч парсек.

Пространство между Г., особенно внутри скоплений Г., по-видимому, содержит иногда космическую пыль. Радиотелескопы не обнаруживают в них ощутимого количества нейтрального водорода, но космические лучи пронизывают его насквозь, так же, как и электромагнитное излучение.

Известно около 1,5 тыс. ярких Г. (до 13-й звёздной величины). В "Морфологическом каталоге галактик" (4 тома), составленном в СССР (публикация закончена в 1968), содержатся сведения о 30 тыс. Г. ярче 15-й звёздной величины. Он охватывает ³/₄ всего неба. 5-метровому телескопу доступно несколько миллиардов Г. до 21-й звёздной величины. Такие Г. отличаются от слабейших звёзд лишь лёгкой размытостью изображения.

См. также Внегалактическая астрономия.

См. илл.

Лит.: Эйгенсон М. С., Внегалактическая астрономия, М., 1960; Строение звёздных систем, пер. с англ, под ред П. Н. Холопова, М., 1962; Агекян Т. А., Звёзды, галактики, метагалактика, М., 1966: Бааде В., Эволюция звёзд и галактик, пер. с англ., М., 1966; Струве О. Л., Зебергс В., Астрономия 20 века, пер. с англ.. М., 1968.

Б. А. Воронцов-Вельяминов.

Красное смещение в спектрах галактик.

Далёкие скопления галактик в созвездии Северной Короны.

Спектры сейфертовских галактик, открытых на Бюраканской обсерватории: Маркарян 9 (слева) и Маркарян 10 (справа). Широкие диффузные полосы Hβ, Hγ, Hδ, принадлежащие водороду, свидетельствуют об истечении газа из ядер галактик с большими скоростями.

Галактика NGC4303. В центре хорошо видно почти звездообразное ядро.

Галактика М 82 (фотография в голубых лучах). Тёмные пятна, полосы и прожилки вызваны поглощающей пылевой материей. Ядро галактики не выделяется.

Галактика в созвездии Волос Вероники.

Галактика в созвездии Андромеды.

Часть Млечного Пути в созвездиях Орла и Лебедя. Видны тёмные и светлые участки ("туманности" и "облака").

Пара взаимодействующих галактик с перемычкой.

Спиральная галактика в созвездии Треугольника.

Спиральная галактика в созвездии Гончих Псов, соединённая со своим спутником.

Неправильная галактика типа Магеллановых Облаков NGC 4449.

компактные массивные сгущения вещества в центральных частях многих галактик. Оптическая светимость Я. г. колеблется в широких пределах и, как правило, ядра ярче у галактик, имеющих большую светимость. Обычно светимость Я. г. составляет несколько процентов от светимости галактики, в отдельных случаях сравнима с её полным излучением, а у большинства галактик ядро в оптическом диапазоне вообще не наблюдается. Известны галактики, лишённые ядер, например Большое и Малое Магеллановы Облака - спутники нашей звёздной системы (Галактики), карликовые галактики типа Скульптора и Печи.

В центральных областях ряда достаточно ярких (абсолютная Звёздная величина меньше -15) и массивных галактик наблюдаются крупные эллипсоидальной формы сгущения, получившие название "балдж" (от англ. bulge - выпуклость). Я. г. располагается внутри балджа и на его фоне выделяется как более яркое образование. В балджах и Я. г. обнаружены звёзды, газ и пыль. Внутри собственно ядер иногда видны звездообразные ядрышки - керны (некоторые астрономы именно их называют Я. г.). Керны обнаружены пока лишь в 4 ближайших галактиках: Туманности Андромеды, в двух её спутниках и в спиральной галактике МЗЗ. Размеры кернов составляют несколько nc, массы - 10⁷-10⁸ M_⊙ (масс Солнца), их абсолютные звёздные величины заключены в пределах от -9 до -12. Керны вращаются гораздо быстрее центральных областей галактик и имеют сплюснутую форму (рис. 1).

До середины 20 в. изучению Я. г. уделяли сравнительно мало внимания. В 1958 В. А. Амбарцумян подчеркнул наличие у Я. г. особых свойств и указал на важную роль ядер в эволюции галактик. Интерес к Я. г. возрос в связи с открытием активности ядер, проявляющейся: в мощном нетепловом излучении, охватывающем практически все диапазоны (рис. 2) от метровых радиоволн до жесткого рентгеновского излучения (оно связано с наличием частиц очень высоких энергий); в переменности потока излучения; в бурных движениях газа; в извержении струй и сгустков (конденсаций) вещества. Данные о мощности излучения Я. г. в некоторых диапазонах длин волн приведены в следующей таблице.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| | Мощность излучения, эрг/сек |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| | λ=22 мкм, | λ=2-5А, рентгеновский | Сантиметровый |

| Тип объекта | инфракрасный | диапазон | диапазон радиоволн |

| | диапазон | | |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Квазар 3С 273 | 5,1·10⁴⁵ | 10⁴⁶ | 4,5·10⁴¹ |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Радиогалактика NGC | | | |

| 1275. | 3,8·10⁴⁴ | 3·10⁴⁴ | 5,6·10⁴⁰ |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Эллиптическая | | | |

| галактика M87 | 1,4·10⁴³ | 3,3·10⁴² | Ядра галактик10³⁹ |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Сейфертовская | | | |

| галактика NGC 4151 | 1,36·10⁴³ | 1,7·10⁴² | Ядра галактик10³⁸ |

|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Ядро нашей | | | |

| Галактики | 5·10³⁹ | 1,4·10³⁷ | Ядра галактик10³⁴ |

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Среди спиральных галактик наибольшая активность ядер наблюдается у так называемых сейфертовских галактик, среди эллиптических галактик - у N-галактик и радиогалактик (См. Радиогалактики). Особенно высока активность квазаров (См. Квазары), которые по современным представлениям являются ядрами далёких гигантских галактик. Источники энергии, ответственные за активность Я. г., как и процессы, приводящие к ускорению в Я. г. заряженных частиц до релятивистских скоростей, пока окончательно не установлены. Т. о., Я. г. - не просто массивные гравитационно связанные компактные комплексы, состоящие из звёзд, межзвёздного газа и пыли, а образования, обладающие рядом специфических свойств. Существует несколько гипотез о природе активности Я. г. и квазаров.

1) Я. г. - компактное (Ядра галактик 1 nc) массивное (Ядра галактик10⁷) звёздное скопление, в котором поддерживается звездообразование за счёт попадания в ядерную область газа или за счёт слияния мелких звёзд в более крупные при частых столкновениях в условиях большой плотности звёзд в ядрах (Ядра галактик10 nc³). Массивные звёзды быстро эволюционируют, вспыхивают как сверхновые и превращаются в Нейтронные звёзды или "чёрные дыры". При этом выделяется гравитационная энергия, обусловливающая активность Я. г. Нейтронные звёзды, проявляющие себя как Пульсары, могут порождать потоки релятивистских частиц, необходимые для достижения наблюдаемой мощности излучения. За активность Я. г. могут быть ответственны также "вспышки" звездообразования - рождение большого числа (десятки звёзд в год) молодых горячих звёзд, которые своим мощным ультрафиолетовым и корпускулярным излучением имитируют активность ядер.

2) Я. г. - компактное массивное быстровращающееся тело (так называемый ротатор или спинор), обладающее сильным магнитным (квазидипольным) полем. Это поле, подобно полю пульсаров, ускоряет частицы до релятивистских скоростей и обусловливает их мощное нетепловое излучение. Энергия в этом случае черпается из запасов энергии вращения спинора.

3) Я. г. - "чёрная дыра" с массой М > 10³ , на которую происходит падение (аккреция) окружающего газа и звёзд. В принципе механизм аккреции может обусловить выделение гравитационной энергии в количестве 10²⁶ (М/) эрг, достаточном для объяснения активности Я. г.

4) По гипотезе В. А. Амбарцумяна, активность Я. г. обусловлена распадом находящегося в них гипотетического "дозвёздного вещества". Распад происходит взрывообразно и сопровождается выделением значительной энергии. По Амбарцумяну, активность Я. г. играет определяющую роль в эволюции галактик.

Различия в активности Я. г. указывают, по-видимому, что у галактик разных типов она может достигать разных степеней и что в процессе эволюции галактик стадия активности их ядер может повторяться.

Центральную область нашей Галактики исследуют методами радио-, инфракрасной и рентгеновской астрономии, т. к. из-за сильного поглощения света межзвёздной пылью оптические исследования галактического центра невозможны. Ядро Галактики совпадает с западным компонентом радиоисточника Стрелец А. В центральной области ядра и вблизи неё обнаружены компактные источники нетеплового радиоизлучения (Ядра галактик 0,01 nc в поперечнике). По радиоизлучению ионизованного водорода установлено, что в центре Галактики есть область расширяющегося газа поперечником Ядра галактик 300 nc и более протяжённая (Ядра галактик 600 nc) область инфракрасного излучения (облака пыли). В центральной области есть также звёздное скопление эллипсоидальной формы с размерами полуосей 800 х 300 nc, масса которого Ядра галактик10⁹.

Ядро Галактики окружено вращающимся газовым диском (диаметром 1600 nc и средней толщиной около 400 nc). По своим свойствам ядро Галактики относится к активным, что резко отличает её от ближайшей спиральной галактики Туманность Андромеды, у которой признаков активности в ядре не обнаружено.

Лит.: Происхождение и эволюция галактик и звезд. Сб. ст., под ред. С. Б. Пикельнера, М., 1976.

Ю. Н. Дрожжин-Лабинский, Б. В. Комберг.

Рис. 1. Скорость вращения V (км/сек) вещества Туманности Андромеды в зависимости от расстояния до её центра (расстояние r дано в угловых сек и мин, а также в пс и кпс): а - кривая вращения для всей Галактики, б - для центральной области.

Рис. 2. Зависимость логарифма спектральной плотности потока F_ν от логарифма частоты ν для радиогалактики Центавр А (подобный спектр характерен для всех активных ядер галактик).