Спирали с перемычками

Спирали с перемычками имеют заметно вытянутое ядро, образующее перемычку. Вблизи концов перемычки начинаются спиральные ветви.

Спирали S и SB разделяют на подклассы а, Ь, с, в зависимости от относительных размеров ядра и за-крученности ветвей. От подкласса а к с ядро (балдж) становится меньше, а спиральные ветви менее туго закрученными.

Спектральный анализ звездного состава спиральных галактик показал, что при переходе от Sа к Sс возрастает доля молодых горячих звезд классов А, В, О. Галактики Sс выглядят более голубыми, чем Sа-галактики. Интересно, что степень закрученности спиралей у галактик разных типов, но с одинаковой светимостью LB одинакова. При одинаковых LB у Sa-систем массы больше, чем у Sс-систем. Поэтому степень закрученности спиралей Sа такая же, как и у менее массивных Sс-галактик. Скорость вращения спиральных галактик растет с уменьшением степени закрученности спиральных ветвей.

Галактики Sа более массивны, компактны и быстрее вращаются, чем Sс-галактики: скорости вращения у Sа порядка 300 км/с, у SЬ 220 км/с, у Sс 175 км/с. Все эти особенности связаны с динамической эволюцией галактик и с деталями звездообразования. Американские астрономы Р.Б.Тулли и Дж.Фишер обнаружили, что чем ярче спиральная галактика, тем больше ее скорость вращения u, причем LB ~ u3.

Диски спиральных галактик состоят из звезд и их скоплений, облаков пыли и газа. Доля массы газа составляет около 10%. Распределение массы и движение вещества в S-галактиках неоднородно, и его изучают прежде всего по кривым вращения. Большую программу определения кривых вращения по оптическим спектрам выполнила, начиная с конца 70-х годов американский астроном В. Рубин с сотрудниками на обсерваториях Китт Пик и Серро То-лоло. Для получения кривых вращения теперь используют оптические спектры излучения звезд и ионизованного газа, спектры поглощения межзвездной среды, линию водорода 21 см. Главным результатом исследований стало обнаружение плоских "хвостов" кривых вращения: скорость вращения не убывает с расстоянием, а остается постоянной вплоть до пределов обнаружения, газа.

Наблюдаемое движение газа на больших расстояниях от звездного диска галактики можно объяснить если предположить, что он движется в гравитационном поле не только видимого диска, но и массивного темного гало, окружающего диск. Масса гало, как показывает анализ кривых вращения, примерно в десять раз больше массы звездных дисков.

Предсказание существования галактических гало было сделано еще до работ Рубин. В 1973 г. Дж. Острайкер и П. Пиблс (США) при численном моделировании динамики системы гравитирующих частиц обнаружили, что самогравитирующий вращающийся диск неустойчив. Он быстро деформируется, и упорядоченное движение частиц по круговым орбитам в плоскости диска переходит в хаотическое движение в различных плоскостях. Диск превращается в эллипсоид. Острайкер и Пиблс обнаружили, что диск будет устойчив, если большая часть всей массы системы находится в невращающейся сферической подсистеме. Такой подсистемой и может быть гало.

Прямой регистрации гало галактик пока нет. Возможно, они образованы уже угасшими звездами или маломассивными звездами низкой светимости, не способными создать достаточно высокую поверхностную яркость, которую можно было бы заметить. Подобный состав имеет, по-видимому, внутреннее гало, радиусом около 1,5 кпк. Внешнее гало, размером в десятки кпк, скорее всего состоит из долгоживущих массивных элементарных частиц. Эти частицы - ак-сионы, фотино, гравитино и другие космино, взаимодействуют между собой и с видимым веществом практически лишь гравитационно и потому их трудно зарегистрировать.