Хабблдың кеңею және жарықтың таралу заңы. Хаббл эффектісі

6 дәріс 

Хабблдың кеңею және жарықтың таралу заңы. 

 

Хаббл эффектісі. 

Галактикалардың негізгі сипаттамалары. В. Гершель 

XVIII  ғасырда  аспандағы  бақыланатын  мыңдаған  тұман  тәрізді  дақтарды 

(тұмандықтарды)  ашып,  оларды  каталогқа  тіркеді.  Кейініректе  олардың 

көбінесе спиральды тұрпаты бар екені аңғарылды.

 

Американ  астрономы  Э.Хаббл  (1889-1953)  Андромеда  шоқжұлдызы 

ішіндегі  тұмандықтың  фотосуретін  түсірді.  Сонда  оның  сансыз  көп 

жұлдыздардан  тұратыны  көрінді.  Тұмандық  ішінен  ол  жаңа  жұлдыздардың 

оталысын,  шашыранды  және  шар  тәрізді  шоғырларды  және  цефеидтерді 

байқады.  Осы  цефеидтердің  айну  периодтары  мен  көрінетін  жұлдыздық 

шамаларын  анықтап,  Хаббл  олардың  бәрі  дерлік  біздің  Галактикадан 

тысқары өте алыста екенін тағайындады. 

Осы тұмандыққа  шейінгі қашықтықты және оның бұрыштық өлшемін 

біле  отырып,  оның  диаметрін  сызықтық  бірліктермен  оңай  есептеп  табуға 

болады екен.  

Сонда  Андромеда  шоқжұлдызындағы  спиральды  тұмандық  үлкендігі, 

біздің Галактика шамалас, өте зор жұлдыздық жүйе болып шықты. Біз қазір 

оған шейінгі қашықтық 2 миллион жарық жылына тең екенін білеміз. Біздің 

Галактиканың  ішіндегі  сияқты,  оның  ішінде  де  газды  және  тозаңды 

тұмандықтар бар. Андромеда шоқжұлдызындағы галактиканы біз оның осіне 

біршама  көлбеу  бұрышпен  көреміз,  сондықтан  ол  сопақтау  болып  көрінеді. 

Үшбұрыш  шоқжұлдызы  ішіндегі  галактика  да  спиральды,  көру  сәулесіне 

оның көлбеулігі кемірек, сондықтан оның түрі бір басқа. 

Астрономдар  біздің  Галактиканың  шегінен  тысқарыдағы,  өте  көп 

ғаламат  зор  жұлдыздық  жүйелерін  тапты.  Оларға  біздің  Галактикадан 

айырып, галактикалар деген жалпы атау берді. 

Хаббл мынаны ашты: өте жарық жұлдыздарының көрінетін жарықтығы 

бойынша, 

қашықтықтағы 

бұрынырақ 

анықталған 

галактикалардың 

спектрлерінде  сызықтар  спектрдың  қызыл  жақ  шетіне  қарай  ығысады  екен. 

Осы  қызыл  ығысу  галактикаға  шейінгі  қашықтыққа  пропорционал  болып 

өседі. Доплер эффектісіне сәйкес қызыл ығысу жарық көзінің бақылаушыдан 

қашықтап  үдеп  бара  жатқанын  көрсетеді.  Қашықтау  жылдамдығы  ығысу 

шамасына,  демек,  қашықтыққа  пропорционал.  Галактикаларға  дейінгі  D 

қашықтық  пен  v  жылдамдық  арасындағы  бақыланатын  пропорционалдық 

Хаббл заңы деп аталады: 

HD





. Пропорционалдық коэффициент H Хаббл 

тұрақтысы деп аталады.  H Хаббл тұрақтысының мәні шамамен 100 км/с·Мпк  

екендігі  тағайындалды,  яғни  әрбір  миллион  парсек  санының  қашықтау 

жылдамдығы  100  км/с  -  қа  артады.    Сол  себептен  алыстағы  галактикаға 

дейінгі  аралықты  оның  спектріндегі  сызықтардың  қызыл  ығысуы  бойынша 

анықтауға болады: 

H

D





 

мұндағы  v  –  қызыл  ығысу  бойынша  анықталған  жылдамдық.  Егер 

мәселен, спектр сызығының ығысуына 10000 км/с сәйкес келетін болса, онда 

галактикаға  шейінгі  қашықтық  100  Мпк.  Бұл  әдіс  жарықтағы 

галактикалардағы  цефеидтер  немесе  аса  жарық  ерекше  алаптар  көрінбейтін 

жағдайларда да қолданылады. 

Өздерінің сыртқы тұрпаттары бойынша галактикалар спиральды, қисық 

және эллипстік галактикалар болып бөлінеді. Бақыланатын галактикалардың 

көбі  –  спиральды  болып  табылады.    Біздің  Галактика  және  Андромеда 

шоқжұлдызындағы  галактика  ең  ірі  спиральды  галактикаларға  жатады. 

Спиральды  галактикалардың  бәрі  де  бірнеше  жүз  миллион  жылдық 

периодпен айналады. Олардың массалары 10

10

-10

11

 Күн массасына тең. 

Спиральды  галактикалардың  тармақтары,  біздің  галактиканыкі,  ыстық 

жұлдыздардан,  цефеидтерден,  ерекше  алыптардан,  шашыранды  жұлдыздық 

шоғырлар  және  газ  тұмандықтардан  тұрады.  Галактикалар  радиотолқындар 

шығарады.  Радиосәулелер  21  см-лік  ұзындықта  нейтрал  сутегінен  және  де 

қылаң  түсті  тұмандықтардағы  иондалған  ыстық  сутегінен  шығады. 

Нейтралды  сутегінің  галактика  массасының  10%-дей  екенін  тапты. 

Галактикаларда  тозаң  да  бар.  Олардың  бар  екені  әсіресе  бізге  қырынан 

көрінетін, ұршыққа немесе жалпақ бұршаққа (жасымыққа) ұқсайтындарында 

жақсырақ байқалады.  Галактика  жазықтығының ұзына бойын  қуалай  қоңыр 

жолақ – тозаңды тұмандықтардың шоғыры өтеді. 

XVI  ғасырдағы  Магеллан  экспедициясы  кезінде  аспанның  оңтүстік 

жарты  шарында  байқалатын  екі  үлкен  жұлдыздық  бұлттарды  Үлкен  және 

Кіші Магеллан Бұлттары деп атайды. Олардың тұрпатсыз түрі қисық бұрыс 

кейіпті Галактикаларға жатқызады. Олар біздің галатиканың серіктері болып 

табылады. Соларға шейінгі қашықтық 150000 жарық жылына жуық. Олардың 

жұлдыздық  құрамы  спиральды  галактикалардың  тармақтарындағыдай,  ал 

ядросы жоқ. Қисық галактикалар спиральдан аз да, әредік қана ұшырайды. 

Көп  ұшырайтын  –  эллипстік  галактикалар.  Бұлардың  түрі  шар  тәрізді 

жұлдыз  шоғырына  ұқсайды,  бірақ  өлшемдері  жөнінен  олардан  анағұрлым 

ірілеу.  Олар  тым  баяу  айналады,  сондықтан,  шапшаң  айналатын  спиральды 

галактикалардай  емес,  тіпті  қабыспаған  деуге  болады.  Эллипстік 

галактикаларда  ерекше  алып  жұлдыздар  да,  диффузиялық  тұмандықтар  да 

жоқ.