Просмотр кода страницы Балдж

[[Файл:Needle Galaxy 4565.jpeg|мини|300x300пкс|В галактиках, наблюдаемых с ребра, таких, как [[NGC 4565]], балдж выглядит как утолщение в центре диска]]
'''Балдж''' (от {{lang-en|bulge}} — выпуклость, вздутие) — сфероидальное уплотнение из [[Звезда|звёзд]] в центре [[Галактика|галактики]]. Балдж — наиболее яркая часть [[Сферическая подсистема Галактики|сферической подсистемы галактики]] и одна из двух основных структурных составляющих галактики вместе с [[Галактический диск|диском]]. Балдж состоит в основном из старых звёзд [[Население II|населения II]], движущихся по вытянутым орбитам.

Относительная выраженность балджа сильно различается для разных галактик и служит одним из важнейших критериев классификации галактик: например, [[эллиптические галактики]] состоят только из сферической подсистемы и не имеют диска, а в неправильных галактиках сферическая подсистема, наоборот, очень слаба. Яркость балджа галактик хорошо описываются [[Закон Серсика|законом Серсика]].

Балджи могут быть структурами с принципиально разными свойствами, имеющими различную природу. Выделяют три типа балджей: классические балджи, дискообразные балджи ({{Lang-en|disc-like}} или ''disky'') и ящикообразные/арахисоподобные балджи ({{Lang-en|boxy/peanut}}), причём последние два типа иногда называют псевдобалджами.

В Млечном Пути отсутствует классический балдж, но имеется дискообразный и ящикообразный балджи. Большинство звёзд балджа нашей Галактики старые, с возрастом более 7 миллиардов лет, но наблюдаются и звёзды возрастами 1―5 миллиардов лет и менее 500 миллионов лет, также наблюдаются молодые и яркие [[звёздные скопления]], такие как [[скопление Арки]].

== Описание и характеристики ==
[[Файл:M33HunterWilson09.jpg|мини|300x300пкс|В [[Галактика Треугольника|Галактике Треугольника]] балдж практически отсутствует]]
Балдж (от {{lang-en|bulge}} — выпуклость, вздутие) — сфероидальное уплотнение из [[Звезда|звёзд]] в центре [[Галактика|галактики]]. Балдж является наиболее яркой частью [[Сферическая подсистема Галактики|сферической подсистемы галактики]]: к ней также относится внешнее, более тусклое [[галактическое гало]]. Граница между этими частями условна, размер типичного балджа — от сотен [[парсек]] до нескольких килопарсек<ref name=":1">{{cite web|url=http://www.astronet.ru/db/msg/1162110|title=Балдж галактики|author=[[Засов, Анатолий Владимирович|Засов А. В.]]|website=[[Астронет]]|access-date=2021-10-30|archive-date=2021-10-30|archive-url=https://web.archive.org/web/20211030215502/http://www.astronet.ru/db/msg/1162110|deadlink=no}}</ref>. Балдж и [[Галактический диск|диск]] — две основных составляющих структуры галактик, причём у разных галактик их относительная яркость сильно различается (см. ниже{{Переход|Классификация галактик}})<ref name=":0">{{БРЭ|ссылка=https://old.bigenc.ru/physics/text/1847304|автор=О. К. Сильченко|статья=БАЛДЖ|том=2|страницы=698|архив=https://web.archive.org/web/20211022051338/https://bigenc.ru/physics/text/1847304|архив дата=2021-10-22}}</ref>{{Sfn|Засов, Постнов|2011|страницы=342—344}}. Балджи галактик по характеристикам похожи на эллиптические галактики тех же размеров{{Sfn|Karttunen et al.|2007|pp=375—376}}.

Звёзды в балджах вращаются по сильно вытянутым орбитам: [[дисперсия скоростей]] звёзд в них велика, а скорость вращения балджей мала. В балджах, как и в гало, звёзды преимущественно старые и относятся к [[Население II|населению II]], но в балджах также присутствуют и более молодые звёзды [[Население I|населения I]], что свидетельствует о недавнем [[Звездообразование|звездообразовании]] в балджах. Звёзды балджей имеют значительно бо́льшую [[металличность]], чем звёзды гало, кроме того, у звёзд балджа этот показатель занимает бо́льший диапазон значений<ref name=":1" /><ref name=":6">{{cite web|url=https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/b/Bulges|title=Bulges|website=Swinburne University of Technology|access-date=2021-10-30|archive-date=2022-03-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20220307155225/https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/B/Bulges|deadlink=no}}</ref>.

=== Классификация галактик ===
Наличие и относительная выраженность балджа — один из критериев [[Морфологическая классификация галактик|классификации галактик]]. Так, [[эллиптические галактики]] состоят только из сферической подсистемы и не имеют диска, в [[Линзовидная галактика|линзовидных]] и [[Спиральная галактика|спиральных галактиках]] в той или иной степени выражены и балдж, и диск, а в неправильных галактиках сферическая подсистема очень слаба<ref name=":0" />{{Sfn|Засов, Постнов|2011|страницы=342—344}}.

Спиральные галактики делятся на подтипы — от более ранних к более поздним — Sa, Sb, Sc и Sd с промежуточными значениями S0a, Sab, Sbc, Scd. Галактику относят к какому-либо из этих подтипов по нескольким критериям, в том числе и по выраженности балджа — в среднем, чем позднее тип спиральной галактики, тем меньше относительная светимость балджа и тем более раскрытые и [[Флоккулентная спиральная галактика|клочковатые]] у неё [[Галактический рукав|спиральные рукава]]{{Sfn|Засов, Постнов|2011|страницы=342—344}}<ref>{{cite web|lang=en|url=https://www.britannica.com/science/galaxy|title=Galaxy: Other classification schemes and galaxy types|author=Hodge P. W.|website=[[Encyclopedia Britannica]]|subtitle=|access-date=2021-11-02|archive-date=2021-10-19|archive-url=https://web.archive.org/web/20211019213459/https://www.britannica.com/science/galaxy|deadlink=no}}</ref>. Линзовидные галактики, обозначаемые как S0, не имеют спиральных рукавов, но балджи в них выражены в среднем сильнее, чем в спиральных галактиках<ref name=":4" />.

=== Поверхностная яркость ===
[[Файл:M31 surface brightness profile.svg|мини|300x300пкс|Профиль [[Поверхностная яркость|поверхностной яркости]] галактики [[Галактика Андромеды|M 31]]. Точками отмечены наблюдательные данные. В модельном профиле яркости, обозначенном сплошной линией, вклад балджа показан красной пунктирно-точечной линией]]
Зависимость [[Поверхностная яркость|поверхностной яркости]] <math>I</math> от расстояния до центра <math>R</math> для различных компонент галактики описывают [[Формула Серсика|законом Серсика]]{{Sfn|Засов, Постнов|2011|страницы=345—346}}:

: <math>\ln (I / I_0) = -(R / R_0)^{1/n}</math>

В этой формуле <math>I_0</math> — поверхностная яркость в центре, а <math>R_0</math> — характерный радиус. Для большинства балджей подходят <math>1 < n < 4</math>, причём <math>n</math> в среднем увеличивается с ростом светимости балджа. Закон Серсика при <math>n = 1</math> переходит в [[экспоненциальное распределение]] и описывает балджи с невысокой светимостью, а для наиболее ярких балджей, как и для [[Эллиптические галактики|эллиптических галактик]], подходит <math>n = 4</math>, при котором закон Серсика переходит в [[закон де Вокулёра]]{{Sfn|Засов, Постнов|2011|страницы=345—346}}<ref>{{cite web|url=https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/s/Surface+Brightness+Profiles|title=Surface Brightness Profiles|website=Swinburne University of Technology|access-date=2021-11-01|archive-date=2021-11-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20211101223146/https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/s/Surface+Brightness+Profiles|deadlink=no}}</ref>.

== Типы балджей ==
Балджи могут быть структурами с принципиально разными свойствами, имеющими различную природу<ref name=":4">{{Статья|ссылка=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2008IAUS..245....3F|автор=Freeman K. C.|заглавие=Galactic bulges: overview|год=2008-07-01|издание=|том=245|страницы=3–10|doi=10.1017/S1743921308017146}}</ref>. Выделяется три типа балджей: классические балджи, дискообразные балджи ({{Lang-en|disc-like}} или ''disky'') и ящикообразные/арахисоподобные балджи ({{Lang-en|boxy/peanut}})<ref name=":5">{{cite web|url=http://ned.ipac.caltech.edu/level5/March12/Gadotti/Gadotti3.html|title=Galaxy Bulges and Elliptical Galaxies - Lecture Notes: Bulge types|author=Gadotti D. A.|website=ned.ipac.caltech.edu|subtitle=|access-date=2021-11-02|archive-date=2020-08-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20200809052604/http://ned.ipac.caltech.edu/level5/March12/Gadotti/Gadotti3.html|deadlink=no}}</ref>. Иногда балджи последних двух типов называют псевдобалджами<ref name=":3">{{Статья|ссылка=https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aafdff|автор=Kormendy J., Bender R.|заглавие=Structural Analogs of the Milky Way Galaxy: Stellar Populations in the Boxy Bulges of NGC 4565 and NGC 5746|год=2019-02-14|язык=en|издание=The Astrophysical Journal|том=872|выпуск=1|страницы=106|issn=1538-4357|doi=10.3847/1538-4357/aafdff|archivedate=2021-11-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20211105140308/https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aafdff}}</ref>. В отдельно взятой галактике могут одновременно наблюдаться балджи разных видов<ref name=":2">{{Статья|ссылка=https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2005.08872.x|автор=Athanassoula E.|заглавие=On the nature of bulges in general and of box/peanut bulges in particular: input from N-body simulations|год=2005-04|издание=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|том=358|выпуск=4|страницы=1477–1488|issn=0035-8711, 1365-2966|doi=10.1111/j.1365-2966.2005.08872.x}}</ref>.

=== Классические балджи ===
Классические балджи по характеристикам наиболее похожи на [[эллиптические галактики]]. Такие балджи чаще всего встречаются у галактик ранних типов, например, у [[Галактика Сомбреро|галактики Сомбреро]], и становятся реже у галактик более поздних типов (см. выше{{Переход|Классификация галактик}}). Профили яркости классических балджей описываются [[Закон де Вокулёра|законом де Вокулёра]]<ref name=":4" />.

Считается, что эти объекты формируются при [[Гравитационный коллапс|гравитационном коллапсе]], который сопровождает [[возникновение галактик]]и, ещё до того, как формируется [[Галактический диск|диск]], либо при [[Слияние галактик|слияниях галактик]]. В [[Численное моделирование|численных моделях]] слияний воспроизводятся балджи, профиль яркости которых соответствует закону де Вокулёра{{Sfn|Засов, Постнов|2011|страницы=345—346}}<ref name=":4" />. Образование таких балджей происходит при очень быстром звездообразовании, поэтому звёзды в балджах сильно обогащены элементами, возникающими при [[альфа-процесс]]е{{Ref+|Альфа-элементы в основном производятся в массивных звёздах, которые быстро заканчивают свою [[Эволюция звёзд|эволюцию]] — межзвёздная среда начинает обогащаться ими через 10 миллионов лет после начала [[Вспышка звездообразования|вспышки звездообразования]], что очень мало по сравнению с длительностью процессов в галактиках. Другие [[химические элементы]], такие как [[железо]], возвращаются в межзвёздную среду за гораздо больший срок, поэтому звёзды, которые образуются в короткой вспышке звездообразования, успевают обогатиться альфа-элементами, но не железом и некоторыми другими элементами{{Sfn|Сурдин и др.|2017|страницы=336—337}}.|комм.}}<ref name=":2" />.

=== Дискообразные балджи ===
Дискообразные балджи также выделяются по яркости над диском, распределение яркости которого [[Экспоненциальное распределение|экспоненциальное]], но по различным характеристикам они сами похожи на диски. В них преобладает вращение, а не [[дисперсия скоростей]], они имеют практически такую же плоскую форму — отношение осей может быть малым, вплоть до 0,3. Их распределение яркости также может быть близким к экспоненциальному. Нередко в них наблюдается [[Межзвёздная пыль|пыль]], молодые звёзды и может идти достаточно быстрое [[звездообразование]]{{Sfn|Засов, Постнов|2011|страницы=345—346}}. Дискообразные балджи из-за их формы трудно наблюдать в галактиках, видимых с ребра<ref name=":4" /><ref name=":5" />.

Считается, что дискообразные балджи в основном образуются в результате [[Эволюция галактик|вековой эволюции галактик]], при наличии нестабильностей в диске, например, [[Бар (астрономия)|баров]] или [[Спиральные рукава|спиральных рукавов]]. Указанные структуры перераспределяют [[момент импульса]] внутри галактики, из-за чего [[Звезда|звёзды]] и [[Межзвёздный газ|газ]] в галактике сосредотачиваются в центре её диска и образуется балдж, который сохраняет некоторые кинематические свойства диска<ref name=":4" /><ref name=":5" />. Благодаря активному звездообразованию балдж формируется довольно эффективно — за несколько миллиардов лет может образоваться балдж массой в миллиард [[Масса Солнца|масс Солнца]]{{Sfn|Сурдин и др.|2017|страницы=323—325}}.

=== Ящикообразные балджи ===
Ящикообразные балджи, также называемые коробкообразными или арахисоподобными, по своей природе и параметрам являются [[Бар (астрономия)|барами]], которые просуществовали на протяжении нескольких оборотов галактики, и наблюдаются в галактиках, видимых с ребра<ref name=":2" />. При этом такие же структуры, наблюдаемые не из плоскости диска, выглядят как обычные бары. У ящикообразных балджей наблюдается повышенная яркость вдоль биссектрис к большой и малой оси эллипса, описывающего их форму, поэтому они могут быть похожи на [[арахис]], иметь прямоугольную или даже X-образную форму, что и обуславливает их название<ref name=":3" />{{Sfn|Сурдин и др.|2017|страницы=227}}<ref>{{cite web|lang=ru|url=https://www.popmech.ru/science/14703-oreshek-v-tsentre-galaktiki/|title=Орешек в центре галактики|website=[[Популярная механика]]|access-date=2021-11-02|archive-date=2021-11-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20211102222222/https://www.popmech.ru/science/14703-oreshek-v-tsentre-galaktiki/|deadlink=no}}</ref>. Из-за природы таких объектов иногда считают, что называть их балджами ошибочно<ref name=":5" />.

Через несколько оборотов галактики после возникновения бара звёзды в нём приобретают компоненту скорости, перпендикулярную плоскости диска, в результате чего бар утолщается. В галактиках, наблюдаемых с ребра, такие бары выглядят как центральное утолщение и похожи на балджи. Хотя возникновение ящикообразного балджа может сопровождаться активизацией [[Звездообразование|звездообразования]], такие структуры содержат в основном звёзды, сформировавшиеся задолго до появления балджа<ref name=":3" /><ref name=":2" /><ref>{{Статья|ссылка=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2017MNRAS.470L.122P|автор=Pérez I., Martínez-Valpuesta I., Ruiz-Lara T., de Lorenzo-Caceres A., Falcón-Barroso J.|заглавие=Observational constraints to boxy/peanut bulge formation time|год=2017-06-01|издание=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|том=470|страницы=L122–L126|issn=0035-8711|doi=10.1093/mnrasl/slx087}}</ref>.
<gallery class="center" widths="200" heights="200">
M104 ngc4594 sombrero galaxy hi-res.jpg|[[Галактика Сомбреро]] обладает классическим балджем
NGC 6782HSTfull.jpg|Галактика [[NGC 6782]] имеет дискообразный балдж
HCG87 HST 2001-22-d-web print.jpg|Ящикообразный балдж отчётливо виден в галактике [[ESO 597-G036]] (внизу)
</gallery>

== Балдж Млечного Пути ==
[[Файл:The Infrared Milky Way.jpg|мини|300x300пкс|[[Млечный Путь]] в обзоре [[2MASS]]]]
[[Млечный Путь|Наша Галактика]] не имеет классического балджа, но обладает двумя псевдобалджами — ящикообразным и дискообразным. Первый представляет собой бар (см. выше{{Переход|Ящикообразные балджи|back}}), наблюдаемый практически с конца — угол между осью бара и направлением на него составляет 25°<ref name=":4" />. Из-за того, что расстояние от [[Земля|Земли]] до ближнего и до дальнего концов бара значительно различается, он выглядит асимметричным. Второй — небольшой дискообразный балдж с идущим в нём звездообразованием, находящийся внутри первого<ref name=":3" />.

Большинство звёзд в балдже старые, с возрастом более 7 миллиардов лет, но наблюдаются и звёзды возрастами 1―5 миллиардов лет и менее 500 миллионов лет, также наблюдаются молодые и яркие [[звёздные скопления]], такие как [[скопление Арки]]<ref name=":6" />. Размер балджа составляет 3,5 [[килопарсек]]а. [[Металличность]] звёзд балджа Млечного Пути варьируется от −1,8 до 0,2 и он обогащён [[Альфа-процесс|альфа-элементами]]<ref name=":4" /><ref name=":3" />.

Масса дискообразного балджа составляет 3 % от звёздной массы галактики, а его характерная толщина ― 45 парсек, для ящикообразного эти показатели составляют соответственно 28 % и 200 парсек. По параметрам балджей и по структуре в целом Млечный Путь схож с галактиками [[NGC 4565]] и [[NGC 5746]]<ref name=":3" />.

== Примечания ==

=== Комментарии ===
{{Примечания|group=комм.}}

=== Источники ===
{{Примечания}}

== Литература ==
{{Родственные проекты|Тема=Балдж|Викисловарь=балдж}}
* {{книга|ref=Сурдин и др.|автор=|заглавие=Галактики|ответственный=ред. [[Сурдин, Владимир Георгиевич|В. Г. Сурдин]]|год=2017|издание=2-е, исправленное и дополненное|место=М.|издательство=[[Физматлит]]|страниц=432|isbn=978-5-9221-1726-5}}
* {{Книга|ref=Засов, Постнов|ссылка=https://mipt.ru/upload/medialibrary/d26/general_astrophysics.pdf|автор=Засов А. В., [[Постнов, Константин Александрович|Постнов К. А.]]|заглавие=Общая астрофизика|год=2011|издание=2-е изд. испр. и дополн|место=Фрязино|издательство=Век 2|страниц=576|isbn=978-5-85099-188-3}}
* {{Книга|ref=Karttunen et al.|ссылка=https://books.google.ru/books?id=DjeVdb0sLEAC&hl=ru|автор=Karttunen H., Kroger P., Oja H., Poutanen M., Donner K. J.|заглавие=Fundamental Astronomy|год=2007|издание=5th Edition|место=Berlin; Heidelberg; {{N. Y.}}|издательство=[[Springer Science+Business Media|Springer]]|allpages=510|isbn=978-3-540-34143-7}}

{{Внешние ссылки}}
{{Галактики}}
{{Добротная статья|Астрономия}}

[[Категория:Галактики]]