Галактики и Вселенная, 11 класс: примеры с решением

Что такое галактика и Вселенная, чем они отличаются и как устроена Вселенная. Ниже разбор задания с диаграммой «абсолютная величина — радиус» и решённые задания учеников.

6 заданий11 класс
Астрономия11 класс5 заданийТипы объектов на диаграмме

На рисунке показана диаграмма параметров некоторых астрономических объектов (Limberg et al., 2026). По оси абсцисс отложена абсолютная звёздная величина в…

Астрономия11 классТипы объектов на диаграмме «абсолютная величина — радиус полусвета»

На рисунке показана диаграмма параметров некоторых астрономических объектов (Limberg et al., 2026). По оси абсцисс отложена абсолютная звёздная величина в…

Астрономия11 классДиаграмма «абсолютная звёздная величина — радиус половинной светимости»

На рисунке показана диаграмма параметров некоторых астрономических объектов (Limberg et al., 2026). По оси абсцисс отложена абсолютная звёздная величина в…

Астрономия11 классОбнаружение галактик в астрономических обзорах

Какой из объектов — WLM или Boötes 3 — легче обнаруживается на небе при проведении астрономических обзоров? Варианты ответа: WLM; Boötes 3; Зависит от условий…

Астрономия11 классДиаграмма «абсолютная величина — радиус» для галактик и скоплений

На рисунке показана диаграмма параметров некоторых астрономических объектов (Limberg et al., 2026). По оси абсцисс отложена абсолютная звёздная величина в…

Астрономия11 классКарликовые галактики, видимость Tucana 2 из Подмосковья

На рисунке показана диаграмма параметров некоторых астрономических объектов (Limberg et al., 2026). По оси абсцисс отложена абсолютная звёздная величина в…

Галактика и Вселенная: в чём разница

Галактика — огромная система из звёзд, газа, пыли и тёмной материи, которую держит вместе собственная гравитация. Вселенная — всё, что существует: все галактики, пространство между ними, излучение и само время. Поэтому на вопрос «что больше» ответ один: Вселенная, а галактики входят в неё как части.

Мы живём в галактике Млечный Путь. В ней сотни миллиардов звёзд, а Солнечная система расположена ближе к окраине, примерно в 26 тысячах световых лет от центра. Планеты, звёзды и экзопланеты находятся внутри галактики, а не рядом с ней.

Поперечник Млечного Пути около 100 тысяч световых лет. Ближайшая к нам большая галактика, Андромеда, находится примерно в 2,5 миллиона световых лет. Разница между вселенной и галактикой в масштабе огромная: во Вселенной галактик очень много.

Как устроена Вселенная: от галактик до нитей

Галактики бывают разных типов:

  • спиральные: Млечный Путь, Андромеда;
  • эллиптические: гладкие, без рукавов, со старыми звёздами;
  • неправильные: например, Большое Магелланово Облако;
  • карликовые: маленькие и тусклые, их больше всего. К ним относится WLM.

Галактики собираются в группы. Наша Местная группа включает Млечный Путь, Андромеду, галактику Треугольника и десятки карликовых галактик. Большие группы называют скоплениями, они содержат от сотен до тысяч галактик. Скопления объединяются в сверхскопления.

На самых больших масштабах структура Вселенной похожа на паутину: галактики вытягиваются в нити и стены, а между ними лежат почти пустые области, войды.

На вопрос, сколько вселенных и галактик, наука отвечает так. Вселенная, которую мы изучаем, одна. Галактик в её наблюдаемой части сотни миллиардов и, скорее всего, больше: оценки зависят от того, как учитывать самые слабые карликовые. Гипотезы о других вселенных существуют, но наблюдениями они не подтверждены.

Как читать диаграмму «абсолютная величина — радиус половинной светимости»

Такую диаграмму часто дают в заданиях. Каждый объект на ней — точка. По одной оси отложена абсолютная звёздная величина M_V: чем она меньше (чем отрицательнее), тем объект ярче. По другой оси отложен радиус R_h в парсеках. Это радиус эллипса, внутри которого излучается половина всего света объекта.

По положению точки можно понять тип объекта:

  • шаровые скопления компактные, их R_h порядка нескольких парсеков;
  • карликовые галактики заметно крупнее, их R_h десятки и сотни парсеков;
  • очень слабые и при этом протяжённые объекты — ультраслабые карлики.

Направление осей проверяй на своём рисунке: величины иногда откладывают так, что яркие объекты оказываются слева.

От положения на диаграмме зависит и то, насколько легко объект найти. Слабый и протяжённый объект имеет низкую поверхностную яркость: его свет «размазан» по большой площади и теряется на фоне неба. Яркий и компактный легче заметить в астрономических обзорах. Поэтому при выборе из двух объектов смотри на светимость и на размер вместе, а не на что-то одно.

Разбор: как найти массу объекта по абсолютной величине

Типичное задание: самый яркий объект на диаграмме имеет M_V = −10. Считая, что вся светящаяся масса заключена в звёздах солнечного типа, найди его массу в массах Солнца. Абсолютная величина Солнца в полосе V примерно 4,8.

Шаг 1. Найди разность величин: 4,8 − (−10) = 14,8.

Шаг 2. Переведи её в отношение светимостей по формуле L / L☉ = 10^(0,4 × Δm). Получается 10^(0,4 × 14,8) = 10^5,92 ≈ 8,3 × 10^5.

Шаг 3. Если все звёзды как Солнце, масса пропорциональна светимости. Значит, объект содержит около 8,3 × 10^5 масс Солнца.

Ответ: мантисса 8,3, показатель степени 5.

В задании про «наиболее тяжёлый» объект сначала найди на диаграмме самую яркую точку, то есть с наименьшей M_V. Остальные вычисления такие же.

Где ошибаются чаще всего

  • Путают знак шкалы величин. Чем меньше число M_V, тем ярче объект. Объект с M_V = −14 ярче объекта с M_V = −6, а не слабее.
  • Считают R_h радиусом всего объекта. Это радиус, внутри которого излучается половина света. Весь объект больше.
  • Берут 2,5 вместо 0,4 в показателе. Для светимостей L₁ / L₂ = 10^(0,4 × (m₂ − m₁)). Множитель 2,5 стоит в обратной формуле, где величина выражается через логарифм светимостей.
  • Называют Млечный Путь Вселенной. Млечный Путь — одна галактика, а Вселенная содержит их огромное число.

Задания по теме на этой странице

Ученики чаще всего присылают задания по одному рисунку: диаграмма параметров галактик и скоплений. По ней определяют типы объектов, сравнивают WLM и Boötes 3 по заметности в обзорах, считают массу самого тяжёлого объекта и поверхностную яркость WLM. Есть и задание про видимость карликовой галактики Tucana 2 из Подмосковья.

Найди в списке выше задание, похожее на твоё, и посмотри ход решения. Если подходящего нет, сфотографируй своё условие и получи решение по шагам. Другие темы курса собраны на странице всех тем астрономии.

Частые вопросы

Что больше: галактика или Вселенная?

Вселенная больше. Галактика — одна звёздная система, а Вселенная включает все галактики и всё пространство между ними.

В какой галактике находится Солнечная система?

В галактике Млечный Путь, в одном из её спиральных рукавов, примерно в 26 тысячах световых лет от центра.

Сколько галактик во Вселенной?

Точного числа нет. В наблюдаемой части Вселенной их сотни миллиардов и, вероятно, больше, потому что слабые карликовые галактики трудно сосчитать.

Чем отличается галактика от скопления галактик?

Галактика состоит из звёзд, газа и пыли. Скопление — это группа галактик, связанных гравитацией, от десятков до тысяч штук.

Галактики и Вселенная, 11 класс: примеры с решением | ДЗмэн