La vitesse de la galaxie de la voie lactée dans l'univers. Faits intéressants sur la galaxie de la Voie lactée
La Voie lactée contient le système solaire, la Terre et toutes les étoiles visibles à l'œil nu. Avec la Galaxie du Triangle, Andromède et les galaxies et satellites nains, il forme le Groupe Local de Galaxies, qui fait partie du Superamas de la Vierge.
Selon une ancienne légende, lorsque Zeus décida de rendre son fils Hercule immortel, il le mit sur le sein de sa femme Héra pour boire du lait. Mais la femme se réveilla et, voyant qu'elle nourrissait un beau-fils, le repoussa. Un jet de lait a éclaboussé et s'est transformé en voie lactée. Dans l'école d'astronomie soviétique, on l'appelait simplement "le système de la Voie lactée" ou "notre Galaxie". En dehors de la culture occidentale, il existe de nombreux noms pour cette galaxie. Le mot "laiteux" est remplacé par d'autres épithètes. La galaxie se compose d'environ 200 milliards d'étoiles. La plupart d'entre eux sont situés sous la forme d'un disque. La majeure partie de la masse de la Voie lactée est contenue dans un halo de matière noire.
Dans les années 1980, des scientifiques ont avancé l'opinion que la Voie lactée est une galaxie spirale barrée. L'hypothèse a été confirmée en 2005 avec le télescope Spitzer. Il s'est avéré que la barre centrale de la galaxie est plus grande qu'on ne le pensait auparavant. Le diamètre du disque galactique est d'environ 100 000 années-lumière. Par rapport au halo, il tourne beaucoup plus vite. A différentes distances du centre, sa vitesse n'est pas la même. Des études sur la rotation du disque ont permis d'estimer sa masse, qui est de 150 milliards de plus que la masse du Soleil. Les amas d'étoiles jeunes et les étoiles sont rassemblés à proximité du plan du disque, qui forment un composant plat. Les scientifiques pensent que de nombreuses galaxies ont des trous noirs dans leur noyau.
Un grand nombre d'étoiles sont collectées dans les régions centrales de la Voie lactée. La distance entre eux est bien moindre qu'au voisinage du Soleil. Selon les scientifiques, la longueur de la barre galactique est de 27 000 années-lumière. Il passe par le centre de la Voie lactée à un angle de 44 degrés ± 10 degrés par rapport à la ligne entre le centre de la galaxie et le Soleil. Sa composante est principalement constituée d'étoiles rouges. Le cavalier est entouré d'un anneau appelé « Anneau de 5 kiloparsec ». Il contient une grande quantité d'hydrogène moléculaire. C'est également une région active de formation d'étoiles dans la Galaxie. Vu de la galaxie d'Andromède, la barre de la Voie lactée en serait la partie lumineuse.
Étant donné que la Voie lactée est considérée comme une spirale, elle a des bras spiraux situés dans le plan du disque. Une couronne sphérique est située autour du disque. Le système solaire est situé à 8,5 mille parsecs du centre de la galaxie. Selon des observations récentes, nous pouvons dire que notre Galaxie a 2 bras et quelques bras de plus dans la partie interne. Ils se transforment en une structure à quatre bras, que l'on observe dans la raie neutre de l'hydrogène.
Le halo galactique a une forme sphérique qui s'étend au-delà de la Voie lactée de 5 à 10 000 années-lumière. Sa température est d'environ 5 * 10 5 K. Le halo est constitué d'étoiles anciennes, de faible masse et peu lumineuses. Ils peuvent être trouvés à la fois sous forme d'amas globulaires et seuls. La majeure partie de la galaxie est constituée de matière noire, qui forme le halo de matière noire. Sa masse est d'environ 600-3000 milliards de masses solaires. Les amas d'étoiles et les étoiles du halo se déplacent autour du centre galactique sur des orbites allongées. Le halo tourne très lentement.
Histoire de la découverte de la Voie Lactée
De nombreux corps célestes sont combinés dans une variété de systèmes rotatifs. Ainsi, la Lune tourne autour de la Terre, et les satellites des grandes planètes forment leurs systèmes. La terre et les autres planètes tournent autour du soleil. Les scientifiques se posaient une question tout à fait logique : le Soleil fait-il partie d'un système encore plus vaste ?
Pour la première fois, William Herschel a tenté de répondre à cette question. Il a calculé le nombre d'étoiles dans différentes parties du ciel et a découvert qu'il y avait un grand cercle dans le ciel - l'équateur galactique, divisant le ciel en deux. Ici, le nombre d'étoiles s'est avéré être le plus grand. Plus telle ou telle partie du ciel est proche de ce cercle, plus il y a d'étoiles dessus. En fin de compte, il a été découvert que la Voie lactée est située à l'équateur de la galaxie. Herschel est arrivé à la conclusion que toutes les étoiles forment un seul système stellaire.
Au départ, on croyait que tout dans l'univers faisait partie de notre galaxie. Mais même Kant a soutenu que certaines nébuleuses peuvent être des galaxies séparées, comme la Voie lactée. Ce n'est que lorsqu'Edwin Hubble a mesuré la distance de certaines nébuleuses spirales et a montré qu'elles ne pouvaient pas faire partie de la galaxie que l'hypothèse de Kant a été prouvée.
L'avenir de la galaxie
À l'avenir, des collisions de notre Galaxie avec d'autres, dont Andromède, sont possibles. Mais il n'y a pas encore de prévisions précises. On pense que dans 4 milliards d'années, la Voie lactée sera engloutie par les Petits et Grands Nuages de Magellan, et dans 5 milliards d'années, elle sera engloutie par la Nébuleuse d'Andromède.
planètes de la voie lactée
Malgré le fait que les étoiles naissent et meurent constamment, leur nombre est clairement compté. Les scientifiques pensent qu'au moins une planète tourne autour de chaque étoile. Cela signifie qu'il y a de 100 à 200 milliards de planètes dans l'Univers. Les scientifiques qui ont travaillé sur cette déclaration ont étudié les étoiles naines rouges. Elles sont plus petites que le Soleil et représentent 75 % de toutes les étoiles de la Voie lactée. Une attention particulière a été portée à l'étoile Kepler-32, qui "abritait" 5 planètes.
Les planètes sont beaucoup plus difficiles à repérer que les étoiles car elles n'émettent pas de lumière. Nous ne pouvons affirmer avec certitude l'existence d'une planète que lorsqu'elle obscurcit la lumière de l'étoile.
Il existe également des planètes similaires à notre Terre, mais elles ne sont pas si nombreuses. Il existe de nombreux types de planètes, par exemple, les planètes pulsar, les géantes gazeuses, les naines brunes... Si une planète est faite de roche, ce sera un peu comme la Terre.
Des études récentes affirment qu'il y a entre 11 et 40 milliards de planètes semblables à la Terre dans la galaxie. Les scientifiques ont examiné 42 étoiles similaires au Soleil et trouvé 603 exoplanètes, dont 10 répondaient aux critères de recherche. Il a été prouvé que toutes les planètes similaires à la Terre peuvent maintenir la température requise pour l'existence d'eau liquide, ce qui, à son tour, contribuera à l'émergence de la vie.
Des étoiles ont été découvertes près du bord extérieur de la Voie lactée qui se déplacent d'une manière spéciale. Ils dérivent le long du bord. Les scientifiques pensent que c'est tout ce qui reste des galaxies qui ont été englouties par la Voie lactée. Leur collision s'est produite il y a de nombreuses années.
Galaxies satellites
Comme nous l'avons dit, la Voie lactée est en spirale. C'est une spirale de forme imparfaite. Pendant des années, les scientifiques ont été incapables de trouver une explication au renflement de la galaxie. Maintenant, tout le monde est arrivé à la conclusion que cela est dû aux galaxies satellites et à la matière noire. Ils sont très petits et ne peuvent pas affecter la Voie Lactée. Mais lorsque la matière noire se déplace à travers les Nuages de Magellan, des vagues sont créées. Ils affectent également l'attraction gravitationnelle. Sous cette action, l'hydrogène s'échappe du centre galactique. Les nuages tournent autour de la Voie lactée.
Bien que la Voie lactée soit qualifiée d'unique à bien des égards, ce n'est pas une rareté. Si nous prenons en compte le fait qu'il y a environ 170 milliards de galaxies dans le champ de vision, on peut affirmer qu'il existe des galaxies similaires à la nôtre. En 2012, les astronomes ont trouvé une copie exacte de la Voie lactée. Il a même deux lunes qui correspondent aux Nuages de Magellan. Soit dit en passant, on suppose que dans quelques milliards d'années, ils se dissoudront. Trouver une galaxie comme celle-ci était une chance incroyable. Elle s'appelle NGC 1073. Elle ressemble tellement à la Voie lactée que les astronomes l'étudient pour en savoir plus sur notre galaxie.
Année galactique
L'année terrestre est la période pendant laquelle la planète effectue une révolution complète autour du Soleil. De la même manière, le système solaire tourne autour d'un trou noir, qui est situé au centre de la galaxie. Son chiffre d'affaires total est de 250 millions d'années. Lors de la description du système solaire, il est rarement mentionné qu'il se déplace dans l'espace, comme tout le reste du monde. Sa vitesse est de 792 000 km/h par rapport au centre de la Voie lactée. Si nous comparons, alors nous, nous déplaçant avec une vitesse similaire, pourrions faire le tour du monde entier en 3 minutes. Une année galactique est le temps qu'il faut au Soleil pour orbiter autour de la Voie lactée. Au dernier décompte, le soleil a vécu pendant 18 années galactiques.
Notre système solaire, toutes les étoiles visibles dans le ciel nocturne et bien d'autres composent le système - La galaxie... Il existe des millions de tels systèmes (galaxies) dans l'espace. Notre Galaxie, ou Voie Lactée, est une galaxie spirale avec une barre d'étoiles brillantes.
Qu'est-ce que ça veut dire? Une barre d'étoiles brillantes émerge du centre de la Galaxie et traverse la Galaxie au milieu. Dans de telles galaxies, les bras spiraux commencent aux extrémités des barrières, alors que dans les galaxies spirales ordinaires, ils sortent directement du noyau. Regardez l'image "Modèle informatique de la Voie lactée".
Si vous vous demandez pourquoi notre galaxie a été nommée « Voie lactée », alors écoutez l'ancienne légende grecque.
Zeus, le dieu du ciel, du tonnerre et des éclairs, qui connaît le monde entier, a décidé de faire de son fils Hercule, né d'une femme mortelle, immortel. Pour ce faire, il a planté le bébé dans sa femme endormie Héra afin qu'Hercule boive du lait divin. Héra, en se réveillant, vit qu'elle ne nourrissait pas son enfant et le repoussa loin d'elle. Un jet de lait jaillissant de la poitrine de la déesse s'est transformé en voie lactée.
Bien sûr, ce n'est qu'une légende, mais la Voie lactée est visible dans le ciel comme une traînée de lumière brumeuse qui s'étend sur tout le ciel - une image artistique créée par les peuples anciens est pleinement justifiée.
Lorsque nous parlons de notre Galaxie, nous mettons ce mot en majuscule. Quand il s'agit d'autres galaxies, nous écrivons avec une majuscule.
La structure de notre Galaxie
Le diamètre de la Galaxie est d'environ 100 000 années-lumière (une unité de longueur égale à la distance parcourue par la lumière en un an, une année-lumière est égale à 9 460 730 472 580 800 mètres).
La galaxie contient entre 200 et 400 milliards d'étoiles. Les scientifiques pensent que la majeure partie de la masse de la Galaxie n'est pas contenue dans des étoiles et du gaz interstellaire, mais dans des Halo de la matière noire. Halo Est un composant invisible de la galaxie, de forme sphérique et s'étendant au-delà de sa partie visible. Principalement composé de gaz chaud raréfié, d'étoiles et de matière noire, il constitue l'essentiel de la Galaxie. Matière noire Est une forme de matière qui n'émet pas ou n'interagit pas avec le rayonnement électromagnétique. Cette propriété de cette forme de matière rend son observation directe impossible.
Au milieu de la Galaxie, il y a un épaississement appelé renflement... Si nous pouvions regarder notre Galaxie de côté, nous verrions en son centre cet épaississement, semblable à deux jaunes dans une poêle à frire, s'ils sont repliés avec leurs bases inférieures - regardez la photo.
Il y a une forte concentration d'étoiles dans la partie centrale de la Galaxie. On pense que la barre galactique a une longueur d'environ 27 000 années-lumière. Cette barre passe par le centre de la Galaxie à un angle de ~ 44º par rapport à la ligne entre notre Soleil et le centre de la Galaxie. Il se compose principalement d'étoiles rouges, qui sont considérées comme très anciennes. Le pont est entouré d'un anneau. Cet anneau contient la majeure partie de l'hydrogène moléculaire galactique et est une région active de formation d'étoiles dans notre galaxie. Si vous observez depuis la galaxie d'Andromède, la barre galactique de la Voie lactée en serait une partie brillante.
Toutes les galaxies spirales, y compris la nôtre, ont des bras spiraux dans le plan du disque : deux bras commençant à la barre dans la partie interne de la Galaxie, et dans la partie interne il y a quelques autres bras. Ensuite, ces bras se transforment en une structure à quatre bras observée dans la ligne d'hydrogène neutre dans les parties externes de la Galaxie.
Découverte de la Galaxie
Au début, cela a été découvert théoriquement : les astronomes ont déjà appris que la Lune tourne autour de la Terre, les satellites des planètes géantes forment des systèmes. La terre et le reste des planètes tournent autour du soleil. Alors une question naturelle s'est posée : le Soleil n'est-il pas également inclus dans un système encore plus vaste ? La première étude systématique de cette question a été réalisée au XVIIIe siècle. astronome anglais Guillaume Herschel... Conformément à ses observations, il a deviné que toutes les étoiles que nous observons forment un système stellaire géant, qui s'aplatit vers l'équateur galactique. Pendant longtemps, on a cru que tous les objets de l'Univers faisaient partie de notre Galaxie, bien que même Kant ait suggéré que certaines nébuleuses pourraient être d'autres galaxies similaires à la Voie lactée. Cette hypothèse de Kant n'a finalement été prouvée que dans les années 1920, quand Edwin Hubble a mesuré la distance à certaines nébuleuses spirales et a montré qu'en raison de leur distance, elles ne pouvaient pas faire partie de la Galaxie.
Où sommes-nous dans la Galaxie ?
Notre système solaire est situé plus près du bord du disque galactique. Avec d'autres étoiles, le Soleil tourne autour du centre de la Galaxie à une vitesse de 220-240 km/s, faisant une révolution tous les 200 millions d'années. Ainsi, pendant toute la durée de son existence, la Terre n'a fait que 30 fois le tour du centre de la Galaxie.
Les bras spiraux de la Galaxie tournent à une vitesse angulaire constante, comme les rayons des roues, et le mouvement des étoiles se produit avec un motif différent, par conséquent, presque toutes les étoiles du disque tombent parfois dans les bras spiraux, parfois en tombent . Le seul endroit où les vitesses des étoiles et des bras spiraux coïncident est le cercle dit de corotation, et c'est sur ce cercle que se trouve le Soleil.
Pour nous, terriens, cela est très important, car des processus violents se produisent dans les bras spiraux, formant un rayonnement puissant, destructeur pour tous les êtres vivants. Aucune atmosphère ne pouvait le protéger. Mais notre planète existe dans un endroit relativement calme de la Galaxie et n'a pas été affectée par ces cataclysmes cosmiques. C'est pourquoi la vie sur Terre a pu naître et survivre - le Créateur a choisi un endroit calme pour notre berceau de la Terre.
Notre Galaxie est incluse dans Groupe local galactique- un groupe de galaxies liées gravitationnellement, comprenant la Voie lactée, la galaxie d'Andromède (M31) et la galaxie du Triangle (M33), vous pouvez voir ce groupe sur la photo.
Nous sommes habitués au fait que la Voie lactée est un amas d'étoiles dans le ciel, le long duquel nos ancêtres ont été guidés. Mais en fait, c'est plus que des veilleuses ordinaires - c'est un monde immense et inexploré.
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La structure de la galaxie de la Voie lactée
Il semble parfois incroyable à quel point la science spatiale se développe dynamiquement. C'est difficile à imaginer, mais il y a 4 siècles, même l'affirmation selon laquelle la Terre tourne autour du Soleil évoquait la condamnation et le rejet de la société. Les jugements sur ces phénomènes cosmiques et d'autres pourraient conduire non seulement à l'emprisonnement, mais aussi à la mort. Heureusement, les temps ont changé et l'étude de l'Univers a longtemps été une priorité de la science. Les études de la Voie lactée, une galaxie de milliers d'étoiles, dont notre Soleil, sont particulièrement importantes à cet égard.
L'étude de la structure de la galaxie et de son évolution permet de répondre aux principales questions qui intéressent l'humanité depuis la nuit des temps. Ce sont de tels mystères sacramentels sur l'origine du système solaire, les facteurs qui ont contribué à l'émergence de la vie sur Terre et si la vie existe sur d'autres planètes.
Le fait que la galaxie de la Voie lactée soit un bras énorme d'un système stellaire infini est devenu connu relativement récemment - il y a un peu plus d'un demi-siècle. La structure de notre galaxie est semblable à une spirale colossale dans laquelle notre système solaire est situé quelque part à la périphérie. De côté, il ressemble à une loupe géante avec un centre bilatéral convexe avec une couronne.
Qu'est-ce que la Voie Lactée ? Ce sont des milliards d'étoiles et de planètes, qui sont interconnectées par une sorte d'algorithme pour la structure de l'Univers. En plus des étoiles, la Voie lactée contient du gaz interstellaire, de la poussière galactique et des amas globulaires.
Le disque de notre galaxie tourne constamment autour de la partie centrale, qui se situe dans la constellation du Sagittaire. Pour que la Voie lactée fasse un tour complet autour de son axe, il faut 220 millions d'années (et ce malgré le fait que la rotation se fasse à une vitesse de 250 kilomètres par seconde). Ainsi, toutes les étoiles de notre galaxie se déplacent d'un seul coup depuis de nombreuses années, et notre système solaire avec elles. Qu'est-ce qui les fait tourner autour du noyau à une vitesse vraiment fulgurante ? Les scientifiques suggèrent à la fois le poids colossal du centre et une quantité d'énergie presque incompréhensible (elle peut dépasser la taille de 150 millions de soleils).
Pourquoi ne voyons-nous ni spirales ni noyau géant, pourquoi ne ressentons-nous pas cette rotation universelle ? Le fait est que nous sommes dans la manche de cet Univers spiral, et le rythme effréné de sa vie est perçu par nous au quotidien.
Bien sûr, il y aura des sceptiques qui nieront une telle structure de notre galaxie, citant le fait qu'il n'y a pas d'image exacte du disque galactique (et cela ne peut pas l'être). Le fait est que l'Univers n'est en aucun cas limité à la galaxie de la Voie lactée et dans l'espace, il existe un tas des mêmes formations. Leur structure est très similaire à celle de notre galaxie - ce sont les mêmes disques avec un centre autour duquel tournent les étoiles. C'est-à-dire qu'au-delà de notre Voie lactée, il existe des milliards de systèmes similaires au Soleil.
La galaxie la plus proche de nous est celle des Grands et Petits Nuages de Magellan. Ils peuvent être vus presque à l'œil nu dans l'hémisphère sud. Ces deux petits points lumineux, semblables à des nuages, ont été décrits pour la première fois par le grand voyageur, du nom duquel sont issus les noms des objets spatiaux. Le diamètre des nuages de Magellan est relativement petit - moins de la moitié de la Voie lactée. Et il y a beaucoup moins de systèmes stellaires dans les nuages.
La nébuleuse d'Andromède est différente. Il s'agit d'une autre galaxie en forme de spirale qui est très similaire en apparence et en composition à la Voie lactée. Ses dimensions sont frappantes - selon les estimations les plus prudentes, il est trois fois plus grand que notre Chemin. Et le nombre de ces galaxies gigantesques dans l'Univers a depuis longtemps dépassé le milliard - c'est seulement ce que nous pouvons voir à ce stade du développement de l'astronomie. Il est fort possible que quelques années plus tard, nous ayons conscience d'une autre galaxie, jusque-là inaperçue.
Caractéristiques de la Voie lactée
Comme indiqué précédemment, la Voie lactée est un amas de millions d'étoiles avec leurs propres systèmes de type solaire. Le nombre de planètes existant dans notre galaxie est un véritable mystère, dont la solution se débat depuis plus d'une génération d'astronomes. Bien que, pour être honnête, ils soient plus préoccupés par une autre question - quelle est la probabilité qu'il y ait un système stellaire dans notre galaxie, dont les caractéristiques sont similaires aux nôtres ? Les scientifiques s'intéressent particulièrement aux étoiles qui ont une vitesse de rotation et des caractéristiques techniques similaires à celles du Soleil, et qui occupent également notre place à l'échelle de la galaxie. En effet, sur des planètes ayant l'âge et les conditions approximatifs de notre Terre, il existe une forte probabilité de présence de vie intelligente.
Malheureusement, les tentatives des scientifiques pour trouver quelque chose de similaire au système solaire dans les bras de la galaxie n'ont pas été couronnées de succès. Et c'est peut-être pour le mieux. Reste à savoir qui ou quoi peut nous attendre dans une constellation inconnue.
Black Hole - Planet Killer ou Galaxy Maker ?
A la fin de sa vie, l'étoile perd son enveloppe gazeuse, et son noyau commence à se rétrécir très rapidement. À condition que la masse de l'étoile soit suffisamment grande (1,4 fois celle du Soleil), un trou noir se forme à sa place. C'est un objet avec une vitesse critique qu'aucun objet ne peut surmonter. En conséquence, ce qui tombe dans le trou noir y disparaît à jamais. C'est, en fait, cet élément d'espace est un aller simple. Tout objet qui s'approche suffisamment du trou disparaîtra à jamais.
Triste, n'est-ce pas ? Mais il y a aussi un moment positif dans le trou noir - grâce à lui, divers objets spatiaux sont progressivement retirés et de nouvelles galaxies se forment. Il s'avère que le noyau de chacun des systèmes stellaires connus est le trou noir.
Pourquoi notre galaxie s'appelle-t-elle la Voie lactée ?
Chaque nation a ses propres légendes sur la formation de la partie visible de la Voie lactée. Par exemple, les anciens Grecs croyaient qu'il était formé à partir du lait renversé de la déesse Héra. Mais en Mésopotamie, il y avait une légende sur une rivière faite de la même boisson. Ainsi, de nombreux peuples ont associé un grand amas d'étoiles au lait, grâce auquel notre galaxie tire son nom.
Combien y a-t-il d'étoiles dans la Voie lactée ?
Il est assez difficile de calculer avec précision le nombre d'étoiles dans notre galaxie, car ils disent qu'il y en a plus de 200 milliards. Comme vous le comprenez, il est très problématique de toutes les étudier avec le développement moderne de la science, c'est pourquoi les scientifiques se tournent vers leur attention uniquement aux représentants les plus intéressants de ces objets spatiaux. Prenez au moins l'étoile alpha de la constellation Karina (Carina). C'est une étoile supergéante qui a longtemps détenu le titre de la plus grande et la plus brillante.
Le Soleil est également l'une des étoiles de la Voie lactée, qui, cependant, n'a pas de caractéristiques exceptionnelles. Il s'agit d'une petite naine jaune, qui n'est devenue célèbre que pour le fait que pendant des millions d'années, elle a été la source de la vie sur notre planète.
Les astronomes du monde entier ont longuement compilé des listes d'étoiles qui se distinguent par leur masse ou leur luminosité exceptionnelle. Mais cela ne veut pas du tout dire que chacun d'eux a reçu son propre nom. Habituellement, les noms des étoiles se composent de lettres, de chiffres et des noms des constellations auxquelles ils se réfèrent. Ainsi, l'étoile la plus brillante de la Voie lactée est désignée sur les cartes astronomiques comme R136a1, et R136 n'est rien de plus que le nom de la nébuleuse dont elle provient. Cette étoile a une puissance indescriptible qui ne peut être comparée à rien. R136a1 brille 8,7 millions de fois plus que notre Soleil, et il est donc très difficile d'imaginer au moins une sorte de vie à proximité.
Mais la puissance colossale ne signifie pas du tout que le R136a1 a des dimensions impressionnantes. La liste des plus grandes étoiles est dirigée par UY Shield, qui est 1,7 mille fois la taille de notre étoile. C'est-à-dire que si au lieu du Soleil il y avait cette étoile, alors elle prendrait toute la place du centre de notre système à Saturne.
Bien que ces étoiles ne soient pas aussi grandes et puissantes, le nombre total de leur masse n'est pas comparable à la masse du trou noir, qui est situé au centre de la galaxie. C'est son énergie colossale qui retient la Voie lactée, la forçant à se déplacer dans un ordre précis.
Notre galaxie n'est pas seulement une dispersion d'étoiles dans le ciel nocturne. Il s'agit d'un énorme système composé de centaines de milliards d'étoiles, dont notre Soleil.
Le système solaire est immergé dans un immense système stellaire - la Galaxie, comptant des centaines de milliards d'étoiles de luminosités et de couleurs diverses (Les étoiles dans la section : "La vie des étoiles"). Les propriétés des différents types d'étoiles de la Galaxie sont bien connues des astronomes. Nos voisins ne sont pas seulement des étoiles typiques et autres objets célestes, mais plutôt des représentants des "tribus" les plus nombreuses de la Galaxie. À l'heure actuelle, toutes ou presque toutes les étoiles ont été étudiées au voisinage du Soleil, à l'exception des étoiles très naines qui émettent très peu de lumière. La plupart d'entre elles sont des naines rouges très pâles - leur masse est 3 à 10 fois inférieure à celle du Soleil. Les étoiles semblables au Soleil sont très rares, seulement 6%. Beaucoup de nos voisins (72 %) sont regroupés en plusieurs systèmes, où les composants sont liés les uns aux autres par des forces gravitationnelles. Laquelle des centaines d'étoiles proches peut revendiquer le titre de plus proche voisine du Soleil ? Maintenant, il est considéré comme un composant du célèbre système triple Alpha Centauri - la naine rouge pâle Proxima. La distance à la partie proximale est de 1,31 pc, et la lumière nous parvient pendant 4,2 ans. Les statistiques de la population circumsolaire donnent une idée de l'évolution du disque galactique et de la Galaxie dans son ensemble. Par exemple, la distribution de la luminosité des étoiles de type solaire montre que l'âge du disque est de 10 à 13 milliards d'années.
Au 17ème siècle, après l'invention du télescope, les scientifiques se sont rendu compte pour la première fois du nombre d'étoiles dans l'espace. En 1755, le philosophe et naturaliste allemand Emmanuel Kant a suggéré que les étoiles forment des groupes dans l'espace, tout comme les planètes composent le système solaire. Il a appelé ces groupes « îles étoilées ». Selon Kant, l'une de ces innombrables îles est la Voie lactée - un amas grandiose d'étoiles visible dans le ciel sous la forme d'une légère traînée brumeuse. En grec ancien, le mot "galacticos" signifie "laiteux", c'est pourquoi la Voie lactée et les systèmes stellaires similaires sont appelés galaxies.
La taille et la structure de notre Galaxie
Sur la base des résultats de ses calculs, Herschel a tenté de déterminer la taille et forme une sorte de disque épais: dans le plan de la Voie lactée, il s'étend sur une distance ne dépassant pas 850 unités et dans la direction perpendiculaire - 200 unités, si nous prenons la distance à Sirius comme une unité. Selon l'échelle de distance moderne, cela correspond à 7300X1700 années-lumière. Cette estimation dans son ensemble reflète correctement la structure de la Voie lactée, bien qu'elle soit très imprécise. Le fait est qu'en plus des étoiles, le disque de la Galaxie comprend également de nombreux nuages de gaz et de poussière qui affaiblissent la lumière des étoiles lointaines. Les premiers explorateurs de la Galaxie ignoraient cette substance absorbante et croyaient pouvoir voir toutes ses étoiles.
Les vraies dimensions de la Galaxie n'ont été établies qu'au XXe siècle. Il s'est avéré que c'est une formation beaucoup plus plate qu'on ne le pensait auparavant. Le disque galactique mesure plus de 100 000 années-lumière de diamètre et environ 1 000 années-lumière d'épaisseur. Du fait que le système solaire est situé pratiquement dans le plan de la Galaxie, rempli de matière absorbante, de nombreux détails de la structure de la Voie lactée sont cachés à la vue de l'observateur terrestre. Cependant, ils peuvent être étudiés en utilisant l'exemple d'autres galaxies similaires à Shasha. Donc, dans les années 40. Au XXe siècle, en observant la galaxie M 31, plus connue sous le nom de nébuleuse d'Andromède, l'astronome allemand Walter Baade a remarqué que le disque lenticulaire plat de cette immense galaxie est immergé dans un nuage d'étoiles sphérique plus mince - un halo. Comme la nébuleuse est très similaire à notre Galaxie, il a suggéré que la Voie Lactée a une structure similaire. Les étoiles du disque galactique ont été appelées populations de type I et les étoiles du halo ont été appelées populations de type II.
Comme le montrent les études modernes, les deux types de population stellaire diffèrent non seulement par leur position spatiale, mais aussi par la nature du mouvement, ainsi que par la composition chimique. Ces caractéristiques sont principalement associées aux différentes origines du disque et de la composante sphérique.
Structure de la galaxie : Halo
Les limites de notre Galaxie sont déterminées par la taille du halo. Le rayon du halo est beaucoup plus grand que la taille du disque et, selon certaines données, atteint plusieurs centaines de milliers d'années-lumière. Le centre de symétrie du halo de la Voie lactée coïncide avec le centre du disque galactique. Le halo se compose principalement d'étoiles très anciennes, sombres et de faible masse. On les trouve à la fois seuls et sous forme d'amas globulaires, qui peuvent comprendre plus d'un million d'étoiles. L'âge de la population de la composante sphérique de la Galaxie dépasse 12 milliards d'années. Il est généralement confondu avec l'âge de la galaxie elle-même. Une caractéristique des étoiles de halo est leur proportion extrêmement faible d'éléments chimiques lourds. Les étoiles qui forment des amas globulaires contiennent des centaines de fois moins de métaux que le Soleil.
Les étoiles sphériques sont concentrées vers le centre de la Galaxie. La partie centrale et la plus dense du halo à quelques milliers d'années-lumière du centre galactique est appelée le « renflement » (« épaississement »). Les étoiles et les amas d'étoiles du halo se déplacent autour du centre de la Galaxie sur des orbites très allongées. En raison du fait que la rotation des étoiles individuelles est presque aléatoire, le halo dans son ensemble tourne très lentement.
Structure de la galaxie : Disque
Par rapport au halo, le disque tourne sensiblement plus vite. Sa vitesse de rotation n'est pas la même à différentes distances du centre. Elle augmente rapidement de zéro au centre à 200-240 km / s à une distance de 2 000 années-lumière de celle-ci, puis diminue légèrement, augmente à nouveau jusqu'à approximativement la même valeur, puis reste presque constante. L'étude des particularités de la rotation du disque a permis d'estimer sa masse. Il s'est avéré que c'est 150 milliards de fois la masse du Soleil. La population du disque est très différente de la population du halo. Les jeunes étoiles et amas d'étoiles, dont l'âge ne dépasse pas plusieurs milliards d'années, sont concentrés près du plan du disque. Ils forment le composant dit plat. Il y a beaucoup d'étoiles brillantes et chaudes parmi elles.
Le gaz dans le disque de la Galaxie est également concentré principalement près de son plan. Il est situé de manière inégale, formant de nombreux nuages de gaz - des super-nuages géants et hétérogènes de plusieurs milliers d'années-lumière de long à de petits nuages pas plus gros qu'un parsec. Le principal élément chimique de notre Galaxie est l'hydrogène. Il s'agit d'environ 1/4 d'hélium. Par rapport à ces deux éléments, le reste est présent en très faible quantité. En moyenne, la composition chimique des étoiles et du gaz dans le disque est presque la même que celle du Soleil.
Structure de la galaxie : Noyau
L'une des régions les plus intéressantes de la Galaxie est considérée comme son centre, ou noyau, situé dans la direction de la constellation du Sagittaire. Le rayonnement visible des régions centrales de la Galaxie nous est complètement caché par de puissantes couches de matière absorbante. Par conséquent, ils n'ont commencé à l'étudier qu'après la création de récepteurs pour le rayonnement infrarouge et radio, qui est absorbé dans une moindre mesure. Les régions centrales de la Galaxie sont caractérisées par une forte concentration d'étoiles : dans chaque parsec cubique proche du centre, il y en a plusieurs milliers. Les distances entre les étoiles sont des dizaines et des centaines de fois inférieures à celles du voisinage du Soleil. Si nous vivions sur une planète près d'une étoile située près du noyau de la Galaxie, alors des dizaines d'étoiles seraient visibles dans le ciel, comparables en luminosité à la Lune, et plusieurs milliers plus brillantes que les étoiles les plus brillantes de notre ciel.
En plus d'un grand nombre d'étoiles dans la région centrale de la Galaxie, un disque gazeux circumnucléaire est observé, constitué principalement d'hydrogène moléculaire. Son rayon est de plus de 1000 années-lumière. Plus près du centre, il y a des régions d'hydrogène ionisé et de nombreuses sources de rayonnement infrarouge, indiquant la formation d'étoiles qui s'y déroule. Au centre même de la Galaxie, on suppose l'existence d'un objet compact massif - un trou noir d'une masse d'environ un million de masses solaires. Au centre se trouve également la source radio lumineuse Sagittarius A, dont l'origine est associée à l'activité du noyau.
Notre Galaxie - la Voie Lactée
© Vladimir Kalanov
"La connaissance, c'est le pouvoir".
En regardant le ciel étoilé, vous pouvez voir une bande blanchâtre faiblement brillante qui traverse la sphère céleste. Cette lueur diffuse provient à la fois de plusieurs centaines de milliards d'étoiles et de la diffusion de la lumière sur de minuscules particules de poussière et de gaz dans l'espace interstellaire. C'est notre galaxie de la Voie lactée. La Voie lactée est une galaxie à laquelle appartient le système solaire avec ses planètes, dont la Terre. Il est visible de n'importe où sur la surface de la terre. La Voie lactée forme un anneau, donc de n'importe quel point de la Terre, nous n'en voyons qu'une partie. La Voie lactée, qui semble être une route peu lumineuse, est en fait composée d'un grand nombre d'étoiles qui ne sont pas individuellement visibles à l'œil nu. Il fut le premier à y penser au début du XVIIe siècle lorsqu'il pointa un télescope qu'il avait fabriqué sur la Voie lactée. Ce que Galilée a vu pour la première fois était à couper le souffle. A la place de l'immense bande blanchâtre de la Voie lactée, des amas étincelants d'innombrables étoiles, visibles séparément, s'ouvrirent à ses yeux. Les scientifiques pensent aujourd'hui que la Voie lactée contient un grand nombre d'étoiles - environ 200 milliards.
Riz. 1 est une représentation schématique de notre Galaxie et de son halo environnant.
La Voie lactée est une galaxie constituée d'un grand corps plat - principal - en forme de disque d'un diamètre dépassant une distance de 100 000 années-lumière. Le disque de la Voie lactée lui-même est "relativement mince" - plusieurs milliers d'années-lumière d'épaisseur. La plupart des étoiles sont situées à l'intérieur du disque. En termes de morphologie, le disque n'est pas compact, a une structure complexe, à l'intérieur se trouvent des structures inégales qui s'étendent du cœur à la périphérie de la Galaxie. Ce sont les soi-disant "bras spiraux" de notre Galaxie, des zones de haute densité, où de nouvelles étoiles se forment à partir de nuages de poussière et de gaz interstellaires.
Riz. 2 Centre de la Galaxie. Image dans les tons conventionnels du centre de la Voie Lactée.
Explication de la figure : La source lumineuse au milieu - Sagittaire A, une zone active de formation d'étoiles, est située près du noyau galactique. Le centre est entouré d'un anneau gazeux (cercle rose). Sur l'anneau extérieur se trouvent des nuages moléculaires (orange) et un espace d'hydrogène ionisé dans une teinte rose.
Dans la partie centrale du disque de la Voie lactée se trouve le noyau galactique. Le noyau est constitué de milliards d'étoiles anciennes. La partie très centrale du noyau est une région très massive d'un diamètre de quelques années-lumière seulement, à l'intérieur de laquelle, selon les dernières données d'études astronomiques, se trouve un trou noir supermassif, voire plusieurs trous noirs, avec des masses de environ 3 millions de soleils.
Autour du disque de la Galaxie se trouve un halo sphérique (couronne) contenant des galaxies naines (Grands et Petits Nuages de Magellan, etc.), des amas d'étoiles globulaires, des étoiles individuelles, des groupes d'étoiles et du gaz chaud. Plusieurs des groupes distincts d'étoiles interagissent avec les amas globulaires et les galaxies naines. Il existe une hypothèse découlant de l'analyse de la structure du halo et des trajectoires de mouvement des amas d'étoiles selon laquelle les amas globulaires, comme la couronne galactique elle-même, pourraient être les vestiges d'anciennes galaxies satellites absorbées par notre Galaxie à la suite d'interactions précédentes. et collisions.
Selon des hypothèses scientifiques, notre galaxie contient également de la matière noire, qui est peut-être bien plus que toute la matière visible dans toutes les plages d'observation.
Aux abords de la Galaxie, des régions denses de gaz ont été découvertes sur plusieurs milliers d'années-lumière, avec une température de 10 000 degrés et une masse de 10 millions de Soleils.
Notre Soleil est presque sur un disque, à environ 28 000 années-lumière du centre de la Galaxie. Autrement dit, elle se situe à la périphérie, à une distance de près des 2/3 du rayon galactique du centre, soit une distance d'environ 8 kiloparsecs du centre de notre Galaxie.
Riz. 3 Le plan de la Galaxie et le plan du système solaire ne coïncident pas, mais forment un angle l'un par rapport à l'autre.
Position du Soleil dans la Galaxie
La position du Soleil dans la Galaxie et son mouvement sont discutés en détail dans la section "Soleil" de notre site Web (voir). Pour faire une révolution complète, le Soleil met environ 250 millions d'années (selon certaines sources, 220 millions d'années), ce qui est une année galactique (la vitesse du Soleil est de 220 km/s, soit près de 800 000 km/h ! ). Tous les 33 millions d'années, le Soleil traverse l'équateur galactique, puis s'élève au-dessus de son plan à une altitude de 230 années-lumière et redescend vers l'équateur. Il faut au Soleil, comme déjà mentionné, environ 250 millions d'années pour accomplir une révolution complète.
Puisque nous sommes à l'intérieur de la Galaxie et que nous la regardons de l'intérieur, son disque semble être visible sur la sphère céleste comme une bande d'étoiles (c'est la Voie Lactée), et il est donc difficile de déterminer la véritable dimension spatiale tridimensionnelle structure de la Voie lactée depuis la Terre.
Riz. 4 levé complet du ciel en coordonnées galactiques obtenues à 408 MHz (longueur d'onde de 73 cm), représenté en fausses couleurs.
L'intensité de l'émission radio est affichée dans une échelle de couleurs linéaire allant du bleu foncé (intensité la plus faible) au rouge (intensité la plus élevée). La résolution angulaire de la carte est d'environ 2°. De nombreuses sources radio bien connues sont visibles le long du plan de la galaxie, y compris les restes de supernova Cassiopée A et la nébuleuse du Crabe.
Les complexes d'armes locales (Cygnus X et Sails X), entourés d'émission radio diffuse, sont bien visibles. L'émission radio diffuse de la Voie lactée est principalement une émission synchrotron d'électrons des rayons cosmiques lorsqu'ils interagissent avec le champ magnétique de notre Galaxie.
Riz. 5 Deux images du ciel entier dérivées de l'expérience de fond infrarouge diffuse DIRBE de 1990 sur le satellite COBE.
Les deux images montrent un fort rayonnement de la Voie lactée. La photo du haut montre les données combinées de rayonnement infrarouge lointain à 25, 60 et 100 microns, représentées respectivement en bleu, vert et rouge. Ce rayonnement provient de la poussière interstellaire froide. Le rayonnement de fond bleu pâle est généré par la poussière interplanétaire dans le système solaire. L'image du bas est une combinaison de données d'émission dans le proche infrarouge à 1,2, 2,2 et 3,4 microns, représentées respectivement en bleu, vert et rouge.
Nouvelle carte de la Voie lactée
La Voie lactée peut être classée comme galaxie spirale... Comme déjà mentionné, il se compose d'un corps principal sous la forme d'un disque plat de plus de 100 000 années-lumière de diamètre, qui contient la plupart des étoiles. Le disque a une structure non compacte, et sa structure inégale est évidente, partant du noyau et s'étendant à la périphérie de la Galaxie. Ce sont les branches en spirale des régions de la plus haute densité de matière, les soi-disant. bras spiraux, dans lesquels se déroule le processus de formation de nouvelles étoiles, commençant dans les nuages de gaz et de poussière interstellaires. Rien ne peut être dit sur la raison de l'apparition des bras spiraux, sauf que les bras apparaissent toujours dans la simulation numérique de la naissance d'une galaxie si une masse et un moment cinétique suffisamment grands sont donnés.
Pour qu'une description apparaisse, touchez longuement la cage |
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Un nouveau modèle 3D généré par ordinateur de la Voie lactée avec l'emplacement réel de centaines de milliers de nébuleuses et d'étoiles.
© National Geographic Society, Washington D.C. 2005.
Parties tournantes de la galaxie
Des parties de la galaxie tournent à des vitesses différentes autour de son centre. Si nous pouvions regarder la Galaxie « d'en haut », nous verrions un noyau dense et brillant, à l'intérieur duquel les étoiles sont situées très proches les unes des autres, ainsi que des bras. En eux, les étoiles sont concentrées de manière moins compacte.
Le sens de rotation de la Voie lactée, ainsi que des galaxies spirales similaires (indiqué sur la carte dans le coin inférieur gauche lors d'un zoom avant) est tel que les bras spiraux semblent se tordre. Et ici, il est nécessaire de se concentrer sur le point spécifique suivant. Durant l'existence de la Galaxie (pas moins de 12 milliards d'années, selon toutes les estimations modernes), les branches spirales auraient dû tourner plusieurs dizaines de fois autour du centre de la Galaxie ! Et cela ne s'observe ni dans d'autres galaxies, ni dans la nôtre. En 1964, C. Lin et F. Shu des États-Unis ont proposé une théorie selon laquelle les bras spiraux ne sont pas des formations matérielles, mais des ondes de densité de matière, qui se détachent sur un fond uniforme de la galaxie, principalement parce qu'elles connaissent une formation active d'étoiles, accompagnée de la naissance d'étoiles de haute luminosité. La rotation du bras spiral n'a rien à voir avec le mouvement des étoiles sur les orbites galactiques. À de petites distances du noyau, les vitesses orbitales des étoiles dépassent la vitesse du bras, et les étoiles « y pénètrent » de l'intérieur et repartent de l'extérieur. À grande distance, c'est le contraire : la manche, pour ainsi dire, se jette dans les étoiles, les inclut temporairement dans sa composition, puis les dépasse. Quant aux étoiles brillantes OB qui définissent le motif de la manche, elles, étant nées dans la manche, y finissent leur vie relativement courte, n'ayant pas le temps de quitter la manche durant leur existence.
L'anneau à gaz et le mouvement des étoiles
Selon l'une des hypothèses de la structure de la Voie lactée, entre le centre de la Galaxie et les bras spiraux se trouve également ce qu'on appelle. "anneau à gaz". L'anneau de gaz contient des milliards de masses solaires de gaz et de poussière et est le site de la formation active des étoiles. Cette zone émet un fort rayonnement radio et infrarouge. L'étude de cette formation a été réalisée sur des nuages de gaz et de poussières situés le long de la ligne de visée, et par conséquent, mesurer les distances exactes à cette formation, ainsi que sa configuration exacte, est très difficile et il y a encore deux opinions principales de scientifiques sur ce sujet. Selon le premier, les scientifiques pensent que cette formation n'est pas un anneau, mais des spirales groupées. Selon un autre avis, cette formation peut être considérée comme annulaire. Vraisemblablement, il est situé à une distance comprise entre 10 et 16 000 années-lumière du centre.
Il existe une branche spéciale de l'astrophysique qui étudie le mouvement des étoiles dans la Voie lactée, elle s'appelle "cinématique stellaire".
Pour faciliter la tâche de la cinématique stellaire, les étoiles sont subdivisées en familles selon certaines caractéristiques, âge, données physiques et emplacement dans la Galaxie. L'écrasante majorité des jeunes étoiles, concentrées dans des bras spiraux, ont une vitesse de rotation (par rapport au centre de la Galaxie, bien sûr) de plusieurs kilomètres par seconde. On pense que ces étoiles ont eu trop peu de temps pour interagir avec d'autres étoiles, elles n'ont pas « utilisé » l'attraction mutuelle pour augmenter leur vitesse de rotation. Les étoiles d'âge moyen ont une vitesse plus élevée.
Les étoiles plus anciennes ont les vitesses les plus rapides et sont situées dans un halo sphérique qui entoure notre Galaxie jusqu'à 100 000 années-lumière du centre. Leur vitesse dépasse 100 km/s (comme dans les amas d'étoiles globulaires).
Dans les régions intérieures, où ils sont densément concentrés, la Galaxie dans son mouvement se manifeste de la même manière qu'un corps solide. Dans ces régions, la vitesse de rotation des étoiles est directement proportionnelle à leur distance du centre. La courbe de rotation apparaîtra comme une ligne droite.
A la périphérie, la Galaxie en mouvement n'est plus un corps solide. Dans cette partie, il n'est pas densément "peuplé" de corps célestes. La "courbe de rotation" pour les régions périphériques sera "keplerienne", similaire à la règle sur la vitesse inégale des planètes du système solaire. La vitesse de rotation des étoiles diminue avec la distance du centre de la galaxie.
Amas d'étoiles
Non seulement les étoiles sont en mouvement constant, mais aussi d'autres objets célestes qui peuplent la Voie lactée : ce sont des amas d'étoiles dispersées et globulaires, des nébuleuses, etc. Le mouvement des amas d'étoiles globulaires - des formations denses qui incluent des centaines de milliers d'étoiles anciennes - mérite une étude particulière. Ces amas ont une forme sphérique claire, ils se déplacent autour du centre de la Galaxie sur des orbites elliptiques allongées, inclinées par rapport à son disque. Leur vitesse est en moyenne d'environ deux cents km/s. Des amas d'étoiles globulaires traversent le disque à des intervalles de plusieurs millions d'années. Étant des formations assez densément groupées, elles sont relativement stables et ne se désagrègent pas sous l'influence de l'attraction du plan de la Voie lactée. La situation est différente avec les amas ouverts. Elles comprennent plusieurs centaines ou milliers d'étoiles, et elles se situent principalement dans les bras spiraux. Les étoiles là-bas ne sont pas si proches les unes des autres. On pense que les amas ouverts d'étoiles ont tendance à se désintégrer après plusieurs milliards d'années d'existence. Les amas d'étoiles globulaires sont vieux au moment de leur formation, ils peuvent avoir environ dix milliards d'années, les amas ouverts sont beaucoup plus jeunes (comptant d'un million à plusieurs dizaines de millions d'années), très rarement leur âge dépasse le milliard d'années.
