Номер 4, страница 153 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

4. Каковы состав и строение Галактики?

Галактика Млечный Путь, к которой принадлежит наша Солнечная система, имеет сложный состав и структуру.

Состав Галактики

Основными компонентами, формирующими Галактику, являются:

- Звёзды: Это основная видимая составляющая. По современным оценкам, в Млечном Пути насчитывается от $100$ до $400$ миллиардов звёзд. Они различаются по возрасту и химическому составу, формируя два основных типа звёздного населения. Население I — это молодые звёзды, богатые тяжёлыми элементами (металлами), которые расположены в галактическом диске. Население II — это старые звёзды с низким содержанием металлов, находящиеся в центральном балдже и гало.

- Межзвёздная среда: Пространство между звёздами заполнено разрежённым газом и пылью. Эта среда составляет около $10-15\%$ от массы всего видимого вещества в диске. Газ на $~70\%$ состоит из водорода и на $~28\%$ из гелия, остальное — примеси более тяжёлых элементов. Мельчайшие твёрдые частицы пыли (силикаты, графит, лёд) поглощают и рассеивают свет, а из облаков газа и пыли формируются новые звёзды и планетные системы.

- Тёмная материя: Это загадочная субстанция, которая не испускает и не отражает электромагнитное излучение, но её гравитационное влияние обнаруживается по особенностям движения звёзд и газа в Галактике. Считается, что тёмная материя составляет около $85\%$ всей массы Галактики и формирует огромное гало, в которое погружена видимая часть.

- Сверхмассивная чёрная дыра: В самом центре Млечного Пути находится объект Стрелец А* (Sagittarius A*), который является сверхмассивной чёрной дырой с массой примерно в $4,3$ миллиона раз больше массы Солнца ($4.3 \times 10^6 M_☉$).

Строение Галактики

Млечный Путь — это спиральная галактика с перемычкой (баром), которая по классификации Хаббла относится к типу SBbc. Её структура включает следующие основные части:

- Центр (балдж и бар): В центре Галактики расположено яркое сфероидальное уплотнение — балдж, состоящий преимущественно из старых звёзд (Население II). Через балдж проходит вытянутая структура из звёзд, называемая баром. В самом ядре балджа находится сверхмассивная чёрная дыра.

- Диск: Это плоский, вращающийся компонент, где сосредоточена большая часть звёзд, газа и пыли. Диаметр диска составляет примерно $100 000$ световых лет, а его толщина в районе Солнца — около $1000$ световых лет. В диске находятся молодые звёзды, рассеянные скопления и области активного звездообразования. Наша Солнечная система расположена в диске на расстоянии около $27 000$ световых лет от центра.

- Спиральные рукава: Диск имеет выраженную спиральную структуру. Рукава представляют собой волны плотности, в которых происходит сжатие межзвёздного газа, что приводит к активному формированию молодых и ярких голубых звёзд. Это делает рукава хорошо видимыми на фоне остального диска. Солнце находится в небольшом рукаве Ориона, между крупными рукавами Персея и Стрельца.

- Гало: Это обширная, очень разрежённая, сферическая подсистема, окружающая всю видимую часть Галактики. Гало простирается на сотни тысяч световых лет и состоит из старых звёзд, шаровых звёздных скоплений и, что самое главное, огромного количества тёмной материи, масса которой во много раз превышает массу всех звёзд и газа вместе взятых.

Ответ: Галактика Млечный Путь состоит из звёзд (от $100$ до $400$ миллиардов), межзвёздного газа и пыли, центральной сверхмассивной чёрной дыры и доминирующей по массе тёмной материи. Структурно она представляет собой спиральную галактику с перемычкой и состоит из центрального балджа, плоского диска со спиральными рукавами (где находится Солнце) и обширного сферического гало, содержащего основную часть тёмной материи.