Скорость галактики млечный путь во вселенной. Интересные факты о галактике млечный путь
В Галактике Млечный путь находится Солнечная система, Земля и все звезды, которые видны невооруженным глазом. Вместе с Галактикой Треугольника, Андромеды и карликовыми галактиками и спутниками она формирует Местную группу галактик, входящую в Сверхскопление Девы.
По древней легенде, когда Зевс решил сделать своего сына Геракла бессмертным, то подложил его к груди своей жены Геры испить молока. Но супруга проснулась и, увидев, что кормит неродного ребенка, оттолкнула его. Струя молока брызнула и обратилась в Млечный путь. В советской астрономической школе его называли просто «система Млечный путь» или «наша Галактика». Вне западной культуры существует множество названий этой галактики. Слово «млечный» заменяется другими эпитетами. Галактика состоит из порядка 200 млрд звезд. Основное их количество расположено в форме диска. Большая часть массы Млечного пути содержится в гало из темной материи.
В 1980 годах ученые выдвинули мнение, что Млечный путь – это спиральная галактика с перемычкой. Гипотеза подтвердилась в 2005 при помощи телескопа Спитцера. Выяснилось, что центральная перемычка галактики больше, чем считалось раньше. Диаметр галактического диска составляет приблизительно 100 тыс. световых лет. В сравнении с гало, он вращается гораздо быстрее. На разных расстояниях от центра его скорость неодинаковая. Изучения вращения диска помогли оценить его массу, которая в 150 миллиардов больше массы Солнца. Поблизости плоскости диска собраны молодые звездные скопления и звезды, которые образуют плоскую составляющую. Ученые предполагают, что множество галактик имеют в своем ядре черные дыры.
В центральных участках Галактики Млечный путь собрано большое количество звезд. Расстояние между ними намного меньше, чем в окрестностях Солнца. Длина галактической перемычки по подсчетам ученых составляет 27 тыс. световых лет. Она проходит через центр Млечного пути под углом в 44 градуса ± 10 градусов к линии между центром галактики и Солнцем. Ее составляющая – это преимущественно красные звезды. Перемычка окружена кольцом, которое называется «Кольцо в 5 килопарсек». Оно содержит большое количество молекулярного водорода. Также это активный регион звездообразования в Галактике. Если наблюдать из галактики Андромеды, то перемычка Млечного пути была бы его яркой частью.
Так как Галактика Млечный путь считается спиральной, у нее имеются спиральные рукава, которые располагаются в плоскости диска. Вокруг диска расположена сферическая корона. Солнечная система находится в 8,5 тыс. парсек от центра галактики. По последним наблюдениям можно сказать, что наша Галактика имеет 2 рукава и еще пару рукавов во внутренней части. Они переходят в четырехрукавную структуру, которая наблюдается в линии нейтрального водорода.
Гало галактики имеет сферическую форму, которая выходит за пределы Млечного пути на 5–10 тыс. световых лет. Его температура примерно составляет 5*10 5 К. Гало состоит из старых, маломассивных неярких звезд. Их можно встретить и в виде шаровых скоплений, и поодиночке. Основную массу галактики составляет темная материя, формирующая гало темной материи. Его масса примерно 600–3000 млрд массы Солнца. Звездные скопления и звезды гало двигаются вокруг галактического центра по вытянутым орбитам. Гало вращается очень медленно.
История открытия Галактики Млечный путь
Множество небесных тел объединяется в разнообразные вращающиеся системы. Таким образом, Луна вращается вокруг Земли, а спутники больших планет образуют свои системы. Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца. У ученых возникал вполне логичный вопрос: не входит ли Солнце в еще большую по размерам систему?
Впервые на этот вопрос пытался ответить Уильям Гершель. Он высчитал количество звезд в разных уголках неба и выяснил, что в небе есть большой круг – галактический экватор, делящий небо на две части. Здесь количество звезд оказалось наибольшим. Чем ближе тот или иной участок неба расположен к этому кругу, тем больше на нем звезд. В конечном итоге было обнаружено, что именно на экваторе галактики находится Млечный путь. Гершель пришел к заключению, что все звезды образуют одну звездную систему.
Изначально считалось, все, что есть во Вселенной, является частью нашей галактики. Но еще Кант утверждал, что некоторые туманности могут быть отдельными галактиками, как и Млечный путь. Только когда Эдвин Хаббл измерил расстояние до некоторых спиральных туманностей и показал, что они не могут входить в состав Галактики, гипотеза Канта была доказана.
Будущее Галактики
В будущем возможны столкновения нашей Галактики с другими, в том числе и с Андромедой. Но конкретных предсказаний пока что нет. Считается, что через 4 миллиарда лет Млечный путь поглотит Малое и Большое Магелановые Облака, а через 5 миллиардов лет его поглотит Туманность Андромеды.
Планеты Млечного пути
Несмотря на то, что звезды постоянно рождаются и умирают, их количество четко подсчитано. Ученые считают, что вокруг каждой звезды вращается хотя бы одна планета. Значит, во Вселенной существует от 100 до 200 млрд планет. Ученые, которые работали над этим утверждением, изучали звезды «красные карлики». Они меньше Солнца и составляют 75% из всех звезд Галактики Млечный путь. Особое внимание было уделено звезде Kepler-32, которая «приютила» 5 планет.
Обнаружить планеты гораздо сложнее, чем звезды, ведь они не излучают света. Мы можем уверенно сказать о существовании планеты только тогда, когда она заслонит собой свет звезды.
Существуют и планеты, которые похожи на нашу Землю, но их не так уж и много. Есть множество типов планет, например, планеты-пульсары, газовые гиганты, бурые карлики… Если планета состоит из каменных пород, она будет мало похожа на Землю.
Последние исследования утверждают, что в галактике имеется от 11 до 40 млрд планет, схожих с Землей. Ученые исследовали 42 звезды, похожие на Солнце и обнаружили 603 экзопланеты, 10 из которых соответствовали критериям поиска. Было доказано, что все планеты, схожие с Землей, могут поддерживать нужную температуру, для существования жидкой воды, что, в свою очередь, поможет возникнуть жизни.
У внешнего края Млечного пути были обнаружены звезды, которые двигаются особым образом. Они дрейфуют у края. Ученые предполагают, что это все, что осталось от галактик, которые поглотил Млечный путь. Их столкновение случилось множество лет тому назад.
Галактики спутники
Как мы уже говорили, Галактика Млечный путь является спиральной. Она представляет собой спираль неидеальной формы. На протяжении долгих лет ученые не могли найти объяснение выпуклости галактики. Сейчас все пришли к выводу, что это происходит из-за галактик-спутников и темной материи. Они очень мелкие и не могут влиять на Млечный путь. Но когда темная материя двигается через Магелановые Облака, создаются волны. Они и влияют на гравитационные притяжения. Под этим действием водород улетучивается из галактического центра. Облака обращаются вокруг Млечного пути.
Хоть Млечный путь и называют по многим параметрам уникальным, он не является большой редкостью. Если учесть тот факт, что в поле зрения имеется примерно 170 млрд галактик, можно утверждать о существовании галактик, похожих на нашу. В 2012 году астрономами была найдена точная копия Млечного пути. Она даже имеет два спутника, которые соответствуют Магелановым Облакам. Кстати, предполагают, что через пару миллиардов лет они растворятся. Находка подобной галактики была невероятной удачей. Ее назвали NGC 1073. Она так сильно похожа на Млечный путь, что астрономы изучают ее для того, чтобы больше узнать о нашей галактике.
Галактический год
Земной год – это время, за которое планета делает полный оборот вокруг Солнца. Таким же образом Солнечная система вращается вокруг черной дыры, которая расположена в центре галактики. Полный ее оборот составляет 250 млн лет. Когда описывают Солнечную систему, редко упоминают то, что она двигается в космическом пространстве, как и все в мире. Скорость ее движения 792000 км в час относительно центра Галактики Млечный путь. Если сравнить, то мы, двигаясь с подобной скоростью, могли бы обойти весь мир за 3 минуты. Галактический год – это время, за которое Солнце делает полный оборот вокруг Млечного пути. По последним подсчетам солнце прожило 18 галактических лет.
Наша Солнечная система, все звезды, которые видны в ночном небе, и еще множество других составляют систему - Галактику . В космическом пространстве таких систем (галактик) миллионы. Наша Галактика, или галактика Млечный Путь – спиральная галактика с перемычкой (баром) из ярких звезд.
Что это значит? Из центра Галактики выходит перемычка из ярких звезд и пересекает Галактику посередине. В таких галактиках спиральные ветви начинаются на концах перемычек, тогда как в обычных спиральных галактиках они выходят непосредственно из ядра. Посмотрите на картинку «Компьютерная модель Галактики Млечный Путь».
Если вас интересует, почему наша Галактика получила название «Млечный Путь», то послушайте древнегреческую легенду.
Зевс, бог неба, грома и молний, ведающий всем миром, решил сделать своего сына Геракла, рождённого от смертной женщины, бессмертным. Для этого он подложил младенца спящей жене Гере, чтобы Геракл выпил божественного молока. Гера, проснувшись, увидела, что кормит не своего ребёнка, и оттолкнула его от себя. Брызнувшая из груди богини струя молока превратилась в Млечный Путь.
Конечно, это всего лишь легенда, но Млечный Путь виден на небе как туманная полоса света, которая тянется через все небо – художественный образ, созданный древними людьми, вполне оправдан.
Когда мы говорим о нашей Галактике, мы пишем это слово с заглавной буквы. Когда речь идет о других галактиках – пишем с прописной буквы.
Строение нашей Галактики
В диаметре Галактика – около 100 000 световых лет (единица длины, равная расстоянию, проходимому светом за один год, световой год равен 9 460 730 472 580 800 метрам).
Галактика содержит от 200 до 400 миллиардов звезд. Ученые считают, что бо́льшая часть массы Галактики содержится не в звёздах и межзвёздном газе, а в несветящемся гало
из тёмной материи. Гало
– это невидимый компонент галактики, имеющий сферическую форму и простирающийся за её видимую часть. В основном состоит из разрежённого горячего газа, звёзд и тёмной материи, она составляет основную массу Галактики. Темная материя
– это форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним. Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение.
В средней части Галактики находится утолщение, которое называется балджем
. Если бы мы смогли взглянуть на нашу Галактику сбоку, то увидели бы в ее центре это утолщение, похожее на два желтка на сковороде, если их сложить нижними основаниями – посмотрите на картинку.
В центральной части Галактики сильная концентрация звезд. Считается, что длина галактической перемычки составляет около 27 000 световых лет. Эта перемычка проходит через центр Галактики под углом ~ 44º к линии между нашим Солнцем и центром Галактики. Она состоит преимущественно из красных звезд, которые считаются очень старыми. Перемычка окружена кольцом. Это кольцо содержит большую часть молекулярного водорода Галактики и является активным регионом звездообразования в нашей Галактике. Если вести наблюдение из галактики Андромеды, то галактическая перемычка Млечного Пути была бы яркой его частью.
У всех спиральных галактик, в том числе и у нашей, есть спиральные рукава в плоскости диска: два рукава, начинающиеся у бара во внутренней части Галактики, а во внутренней части есть ещё пара рукавов. Затем эти рукава переходят в четырёхрукавную структуру, наблюдающуюся в линии нейтрального водорода во внешних частях Галактики.
Открытие Галактики
Сначала она была открыта теоретически: астрономы уже узнали, что Луна обращается вокруг Земли, спутники планет-гигантов образуют системы. Земля и остальные планеты обращаются вокруг Солнца. Тогда возникал естественный вопрос: не входит ли и Солнце в систему ещё большего размера? Первое систематическое исследование этого вопроса провел в XVIII в. английский астроном Уильям Гершель . В соответствии со своими наблюдениями он догадался, что все наблюдаемые нами звёзды образуют гигантскую звёздную систему, которая сплюснута к галактическому экватору. Долгое время считалось, что все объекты Вселенной являются частями нашей Галактики, хотя ещё Кант высказывал предположение, что некоторые туманности могут быть другими галактиками, подобными Млечному Пути. Эта гипотеза Канта была окончательно доказана лишь в 1920-х годах, когда Эдвин Хаббл измерил расстояние до некоторых спиральных туманностей и показал, что по своему удалению они не могут входить в состав Галактики.
В каком месте Галактики находимся мы?
Наша Солнечная система расположена ближе к краю диска Галактики. Вместе с другими звездами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220-240 км /с, делая один оборот примерно за 200 млн. лет. Таким образом, за все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не более 30 раз.
Спиральные рукава Галактики вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы в колесах, а движение звезд происходит с другой закономерностью, поэтому почти все звезды диска то попадают внутрь спиральных рукавов, то выпадают из них. Единственное место, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают - это так называемый коротационный круг, и именно на нем расположено Солнце.
Для нас, землян, это очень важно, поскольку в спиральных рукавах происходят бурные процессы, образующие мощное излучение, губительное для всего живого. Никакая атмосфера не смогла бы от него защитить. Но наша планета существует в сравнительно спокойном месте Галактики и не подвергалась воздействию этих космических катаклизмов. Именно поэтому на Земле смогла родиться и сохраниться жизнь – Творец выбрал спокойное место для нашей колыбели Земли.
Наша Галактика входит в Ме́стную гру́ппу гала́ктик
- гравитационно-связанную группу галактик, включающую галактику Млечный Путь, галактику Андромеды (M31) и галактику Треугольника (М33), вы можете увидеть эту группу на картинке.
Мы привыкли, что Млечный путь - это скопление звезд на небе, по которому ориентировались наши предки. Но на самом деле, это больше, чем обычные ночные светила - это огромный и неизведанный мир.
Данная статья предназначена для лиц старше 18 лет
А вам уже исполнилось 18?
Строение галактики Млечный Путь
Иногда кажется невероятным то, насколько динамично развивается космическая наука. Сложно себе представить, но 4 века назад даже утверждение о том, что Земля кружится вокруг Солнца, вызывало осуждение и неприятие в обществе. Суждения об этих и других космических явлениях могли привести не только к тюремному заключению, но и к смерти. К счастью, времена изменились, и изучение Вселенной давно стало приоритетным направлением в науке. Особенно важны в этом плане исследования Млечного Пути — галактики из тысяч звезд, одна из которых — наше Солнце.
Изучение строения галактики и ее развития помогает ответить на главные вопросы, которые интересуют человечество с начала времен. Это такие сакраментальные загадки о том, как возникла Солнечная система, какие факторы способствовали появлению жизни на Земле, и существует ли жизнь на других планетах.
О том, что галактика Млечный Путь — это огромный рукав бесконечной звездной системы стало известно сравнительно недавно — чуть более полувека назад. Строение нашей галактики схоже с колоссального размера спиралью, в которой наша Солнечная система находится где-то на периферии. Сбоку же она имеет вид гигантской лупы с двусторонне выпуклым центром с короной.
Что же такое галактика Млечный Путь? Это миллиарды звезд и планет, которые соединены между собой неким алгоритмом строения Вселенной. Кроме звезд в Млечном Пути имеется межзвездный газ, галактическая пыль и звездные шаровые скопления.
Диск нашей галактики постоянно вращается вокруг центральной части, которая находится в созвездии Стрельца. Для того чтобы Млечный Путь сделал один полный оборот вокруг своей оси нужно 220 миллионов лет (и это при том, что вращение происходит со скоростью 250 километров в секунду). Таким образом, все звезды нашей галактики движутся в едином порыве на протяжении многих лет и наша Солнечная система вместе с ними. Что же заставляет их вращаться вокруг ядра с поистине бешеной скоростью? Ученые предполагают, что и колоссальный вес центра, и практически непостижимое количество энергии (оно может превышать размер в 150 млн солнц).
Почему же мы не видим ни спиралей, ни гигантского ядра, почему не чувствуем этого вселенского вращения? Дело в том, что мы находимся в рукаве этой спиральной Вселенной, и бешеный ритм ее жизни воспринимается нами буднично.
Конечно же, найдутся скептики, которые будут отрицать такое строение нашей галактики, мотивируя это тем, что точного снимка галактического диска нет (да и быть не может). Дело в том, что Вселенная отнюдь не ограничивается галактикой Млечный Путь и в космосе есть куча таких же образований. Они очень похожи на нашу галактику по структуре — это те же диски с центром, вокруг которого вращаются звезды. То есть за пределами нашего Млечного Пути существуют миллиарды систем, схожих с Солнечной.
Ближайшая к нам галактика — это Большое и Малое Магеллановы Облака. Их можно увидеть практически невооруженным глазом в Южном полушарии. Эти две небольшие светящиеся точки, похожие на облака, впервые описал великий путешественник, от имени которого и произошли названия космических объектов. Диаметр Магеллановых Облаков сравнительно невелик — это меньше половины Млечного Пути. Да и звездных систем в Облаках намного меньше.
То ли дело Туманность Андромеды. Это еще одна галактика спиралевидной формы, которая по виду и по составу очень похожа на Млечный Путь. Ее размеры поражают — она по самым скромным подсчетам раза в три больше нашего Пути. И число таких исполинских галактик во Вселенной уже давно перевалило за миллиард — это только то, что мы можем увидеть на данном этапе развития астрономии. Вполне возможно, что спустя несколько лет нам станет известна еще одна, ранее незамеченная галактика.
Характеристики Млечного Пути
Как говорилось ранее, Млечный Путь — это скопление миллионов звезд со своими собственными системами, схожими с Солнечной. Сколько всего планет существует в нашей галактике — самая настоящая загадка, над решением которой бьется уже не одно поколение астрономов. Хотя, если честно, их больше волнует другой вопрос — какова вероятность того, что в пределах нашей галактики существует звездная система, характеристики которой схожи с нашей? Особенно ученых интересуют звезды, имеющие схожую с Солнцем скорость вращения и технические характеристики, а также занимающие наше место в масштабе галактики. Все потому, что на планетах, имеющих приблизительный возраст и условия нашей Земли, существует высокая вероятность наличия разумной жизни.
К сожалению, попытки ученых найти в рукавах галактики хоть что-то схожее с Солнечной системой не увенчались успехом. И это, пожалуй, к лучшему. Еще неизвестно, кто или что может ждать нас в незнакомом созвездии.
Черная Дыра — убийца планет или создатель галактик?
В конце своей жизни звезда сбрасывает газовую оболочку, а ее ядро начинает очень быстро сжиматься. При условии, что масса светила достаточно большая (в 1,4 раза больше Солнца), на его месте образуется Черная Дыра. Это объект с критической скоростью, которую не может преодолеть ни один предмет. В итоге, что попадает в Черную Дыру, исчезает в ней навсегда. То есть, по сути, этот космический элемент — это билет в один конец. Любой объект, который подойдет к Дыре достаточно близко, исчезнет навсегда.
Печально, не правда ли? Но в Черной Дыре есть и положительный момент — благодаря ей постепенно подтягиваются различные космические объекты и формируются новые галактики. Получается, что ядром каждой из известных звездных систем служит Черная Дыра.
Почему наша галактика называется Млечный Путь?
У каждого народа существуют свои легенды о том, как образовалась видимая часть Млечного Пути. К примеру, древние греки считали, что она образовалась из пролитого молока богини Геры. А вот в Месопотамии было сказание о реке из того же напитка. Таким образом, большое скопление звезд ассоциировалось у многих народов именно с молоком, благодаря чему наша галактика получила свое название.
Сколько звезд в Млечном Пути?
Точно подсчитать количество звезд в нашей галактике достаточно затруднительно, ведь говорят, что их больше 200 млрд. Как вы понимаете, изучить их все при современном развитии науки очень проблематично, поэтому ученые обращают свое внимание только на самых интересных представителей этих космических объектов. Взять хотя бы альфа звезду из созвездия Карины (Киль). Это звезда супергигант, которая долгое время носила титул самой большой и яркой.
Солнце — также одна из звезд Млечного Пути, которая, однако, не имеет никаких выдающихся характеристик. Это небольшой желтый карлик, который прославился лишь тем, что на протяжении миллионов лет является источником жизни на нашей планете.
Астрономы со всего мира давно уже составили списки звезд, которые отличаются выдающеюся массой или яркостью. Но это совсем не значит, что каждая из них получила собственное имя. Обычно названия звезд состоят из букв, цифр и названий созвездий, к которым они относятся. Так, самая яркая звезда Млечного Пути обозначается на астрономических картах как R136a1, причем R136 — это ничто иное, как название туманности, из которой она родом. Эта звезда обладает непередаваемой мощью, которую невозможно ни с чем сравнить. R136a1 светит в 8,7 миллионов раз ярче, чем наше Солнце, а поэтому возле нее очень трудно представить хоть какую-то жизнь.
Но колоссальная мощь совсем не значит, что R136a1 имеет внушительные размеры. Список самых крупных звезд возглавляет UY Щита, которая в 1,7 тыс. раз превышает размеры нашего светила. То есть, если бы вместо Солнца была эта звезда, то она заняла бы все место от центра нашей системы до Сатурна.
Хотя какими большими и мощными не были бы эти звезды, суммарное число их массы не сравнится с массой Черной дыры, которая находится в центре галактики. Именно ее колоссальная энергия держит Млечный Путь, заставляя ее двигаться в определенном порядке.
Наша галактика — это не просто россыпь звезд на ночном небе. Это огромная система, которая состоит из сотен миллиардов звезд, среди которых есть и наше Солнце.
Солнечная система погружена в огромную звездную систему - Галактику, насчитывающую сотни миллиардов звезд самой разной светимости и цвета (Звезды в разделе: "Жизнь звезд"). Свойства разных типов звезд Галактики астрономам достаточно хорошо известны. Нашими соседями являются не просто типичные звезды и другие небесные объекты, а скорее представители наиболее многочисленных "племен" Галактики. В настоящее время в окрестностях Солнца исследованы все или почти все звезды, за исключением совсем карликовых, излучающих очень мало света. Большинство среди них составляют очень слабые красные карлики - их массы в 3-10 раз меньше, чем у Солнца. Звезды, похожие на Солнце, очень редки, их всего 6%. Многие наши соседи (72%) группируются в кратные системы, где компоненты связаны друг с другом силами гравитации. Какая же из сотни близких звезд может претендовать на титул ближайшей соседки Солнца? Сейчас ею считается компонент известной тройной системы Альфа Центавра - слабый красный карлик Проксима. Расстояние до проксимы 1,31 пк, свет от нее идет до нас 4,2 года. Статистика околосолнечного населения дает представление об эволюции галактического диска и Галактики в целом. Например, распределение по светимости звезд солнечного типа показывает, что возраст диска 10-13 млрд. лет.
В XVII столетии, после изобретения телескопа, ученые впервые осознали, насколько велико количество звезд в космическом пространстве. В 1755 г. немецкий философ и естествоиспытатель Иммануил Кант предположил, что звезды образуют в космосе группы, подобно тому как планеты составляют Солнечную систему. Эти группы он назвал "звездными островами". По мнению Канта, одним из таких бесчисленных островов является Млечный Путь - грандиозное скопление звезд, видимое на небе как светлая туманная полоса. На древнегреческом языке слово "галактикос" означает "молочный", поэтому Млечный Путь и похожие на него звездные системы называют галактиками.
Размеры и строение нашей Галактики
Основываясь на результатах своих подсчетов, Гершель предпринял попытку определить размеры и образует своего рода толстый диск: в плоскости Млечного Пути она простирается на расстояние не более 850 единиц, а в перепендикулярном направлении - на 200 единиц, если принять за единицу расстояние до Сириуса. По современной шкале расстояний это соответствует 7300Х1700 световых лет. Эта оценка в целом верно отражает структуру Млечного Пути, хотя она весьма неточна. Дело в том, что кроме звезд в состав диска Галактики входят также многочисленные газопылевые облака, которые ослабляют свет удаленных звезд. Первые исследователи Галактики не знали об этом поглощающем веществе и считали, что они видят все ее звезды.
Истинные размеры Галактики были установлены только в XX в. Оказалось, что она является значительно более плоским образованием, чем предполагали ранее. Диаметр галактического диска превышает 100 тыс. световых лет, а толщина - около 1000 световых лет. Из-за того что Солнечная система находится практически в плоскости Галактики, заполненной поглощающей материей, очень многие детали строения Млечного Пути скрыты от взгляда земного наблюдателя. Однако их можно изучать на примере других галактик, сходных с шашей. Так, в 40-е гг. XX столетия, наблюдая галактику M 31, больше известную как туманность Андромеды, немецкий астроном Вальтер Бааде заметил, что плоский линзообразный диск этой огромной галактики погружен в более разреженное звездной облако сферической формы - гало. Поскольку туманность очень похожа на нашу Галактику, он предположил, что подобная структура имеется и у Млечного Пути. Звезды галактического диска были названы населением I типа, а звезды гало - населением II типа.
Как показывают современные исследования, два вида звездного населения отличаются не только пространственным положением, но и характером движения, а также химическим составом. Эти особенности связаны в первую очередь с различным происхождением диска и сферической составляющей.
Строение Галактики: Гало
Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч световых лет. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска. Состоит гало в основном из очень старых, неярких маломассивных звезд. Они встречаются как поодиночке, так и в виде шаровых скоплений, которые могут включать в себя более миллиона звезд. Возраст населения сферической составляющей Галактики превышает 12 млрд. лет. Его обычно принимают за возраст самой Галактики. Характерной особенностью звезд гало является чрезвычайно малая доля в них тяжелых химических элементов. Звезды, образующие шаровые скопления, содержат металлов в сотни раз меньше, чем Солнце.
Звезды сферической составляющей концентрируются к центру Галактики. Центральная, наиболее плотная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галактики называется "балдж" ("утолщение"). Звезды и звездные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Из-за того что вращение отдельных звезд происходит почти беспорядочно, гало в целом вращается очень медленно.
Строение Галактики: Диск
По сравнению с гало диск вращается заметно быстрее. Скорость его вращения не одинакова на различных расстояниях от центра. Она быстро возрастает от нуля в центре до 200-240 км/с на расстоянии 2 тыс. световых лет от него, затем несколько уменьшается, снова возрастает примерно до того же значения и далее остается почти постоянной. Изучение особенностей вращения диска позволило оценить его массу. Оказалось, что она в 150 млрд. раз больше массы Солнца. Население диска очень сильно отличается отнаселения гало. Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звезды и звездные скопления, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет. Они образуют так называемую плоскую составляющую. Среди них очень много ярких и горячих звезд.
Газ в диске Галактики также сосредоточен в основном вблизи его плоскости. Он расположен неравномерно, образуя многочисленные газовые облака - гигантских неоднородных по структуре сверхоблаков протяженностью несколько тысяч световых лет до маленьких облачков размерами не больше парсека. Основным химическим элементом в нашей Галактике является водород. Приблизительно на 1/4 она состоит из гелия. По сравнению с этими двумя элементами остальные присутствуют в очень небольших количествах. В среднем химический состав звезд и газа в диске почти такой же, как у Солнца.
Строение Галактики: Ядро
Одной из самых интересных областей Галактики считается ее центр, или ядро, расположенное в направлении созвездия Стрельца. Видимое излучение центральных областей Галактики полностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи. Поэтому его начали изучать только после создания приемников инфракрасного и радиоизлучения, которое поглощается в меньшей степени. Для центральных областей Галактики характерна сильная концентрация звезд: в каждом кубическом парсеке вблизи центра их содержатся многие тысячи. Расстояния между звездами в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся вблизи ядра Галактики, то на небе были бы видны десятки звезд, по яркости сопоставимые с Луной, и многие тысячи более ярких, чем самые яркие звезды нашего неба.
Помимо большого колличества звезд в центральной области Галактики наблюдается околоядерный газовый диск, состоящий преимущественно из молекулярнго водорода. Его радиус превышает 1000 световых лет. Ближе к центру отмечаются области ионизованного водорода и многочисленные источники инфракрасного излучения, свидетельствующие о происходящем там звездообразовании. В самом центре Галактики предполагается существование массивного компактного объекта - черной дыры массой около миллиона масс Солнца. В центре находится также яркий радиоисточник Стрелец А, происхождение которого связывают с активностью ядра.
Наша Галактика - Млечный Путь
© Владимир Каланов
"Знания-сила".
Рассматривая ночное звёздное небо, можно увидеть неярко светящуюся беловатую полосу, которая пересекает небесную сферу. Это диффузное свечение приходит как от нескольких сотен миллиардов звезд, так и в результате рассе́янья света на крошечных частичках пы́ли и газа в межзвездном пространстве. Это наша галактика Млечный Путь. Млечный Путь – это галактика, к которой принадлежит Солнечная система со своими планетами, среди которых и Земля. Он виден из любой точки земной поверхности. Млечный путь образует кольцо, поэтому с любой точки Земли мы видим лишь его часть. Млечный Путь, который кажется тусклой светящейся доро́гой, на самом деле состоит из огромного количества звёзд, не видимых по отдельности невооруженным глазом. Первым в начале XVII столетия над этим задумался , когда навёл изготовленный им телескоп на Млечный Путь. То, что впервые увидел Галилей, захватило дух. В месте белесой огромной полосы Млечного Пути его взору открылись сверкающие скопления из бесчисленных звёзд, видимых по отдельности. Сегодня учёные считают, что Млечный Путь содержит огромное число звёзд – около 200 миллиардов.
Рис. 1 схематическое изображение нашей Галактики и окружающего её гало.
Млечный Путь представляет собой галактику, состоящую из большого плоского - основного - тела в форме диска диаметром, превышающим расстояние в 100 тысяч световых лет. Сам диск Млечного Пути "относительно тонкий" – толщиной несколько тысяч световых лет. Внутри диска расположена бóльшая часть звёзд. По своей морфологии диск некомпа́ктен, имеет сложное строение, внутри его находятся неровные структуры, которые простираются от ядра до периферии Галактики. Это так называемые «спиральные рукава» нашей Галактики, зоны высокой плотности, где из облаков межзвездных пыли и газа образуются новые звезды.
Рис. 2 Центр Галактики. Изображение в условных тонах центра Млечного Пути.
Пояснение к рисунку: Источник света в середине - Стрелец А, активная зона звездообразования, находится рядом с галактическим ядром. Центр окружен газообразным кольцом (розовый круг). На внешнем кольце расположены молекулярные облака (оранжевые) и ионизированный водород пространства розового оттенка.
В центральной части диска Млечного Пути находится галактическое ядро. Ядро состоит из миллиардов старых звезд. Сама же центральная часть ядра представляет собой очень массивную область диаметром всего в несколько световых лет, внутри которой, по последним данным астрономических исследований, находится сверхмассивная черная дыра, возможно даже несколько чёрных дыр, массами около 3 миллионов Солнц.
Вокруг диска Галактики находится сферическое гало (корона), содержащее карликовые галактики (Большое и Малое Магеллановы облака́ и др. ), шаровые звездные скопления, отдельные звезды, группы звезд и горячий газ. Некоторые из отдельных групп звезд взаимодействуют с шаровыми скоплениями и карликовыми галактиками. Существует гипотеза, вытекающая из анализа структуры гало и траекторий движения звездных скоплений, что шаровые скопления, как и сама галактическая корона могут являться остатками бывших галактик-спутников, поглощенных нашей Галактикой в результате произошедших ранее взаимодействий и столкновений.
Согласно научным предположениям, Наша Галактика содержит также и темную материю, которой, возможно, гораздо больше, чем всего видимого вещества во всех диапазонах наблюдений.
На окраинах Галактики обнаружены плотные области газа размерами несколько тысяч световых лет, температурой 10000 градусов и массой 10 миллионов Солнц.
Наше Солнце находится почти на диске, на расстоянии около 28000 световых лет от центра Галактики. Иными словами, оно находится на периферии, на расстоянии почти 2/3 галактического радиуса от центра, что составляет расстояние порядка 8 килопарсек от центра нашей Галактики.
Рис. 3 Плоскость Галактики и плоскость Солнечной системы не совпадают, а находятся под углом друг к другу.
Положение Солнца в Галактике
Подробно положение Солнца в Галактике и его движение рассмотрено также в разделе "Солнце" нашего сайта (см. ) . Чтобы совершить полный оборот, Солнцу требуется около 250 миллионов лет (по некоторым данным 220 миллионов лет), которые составляют галактический год (скорость движения Солнца – 220 км/с, то есть почти 800000 км/ч!). Каждые 33 миллиона лет Солнце пересекает галактический экватор, затем поднимается над его плоскостью на высоту в 230 световых лет и снова опускается вниз, к экватору. На совершение полного оборота Солнцу требуется, как уже было сказано, около 250 миллионов лет.
Так как мы находимся внутри Галактики и смотрим на неё изнутри, её диск оказывается видимым на небесной сфере как полоса звёзд (это и есть Млечный Путь), и поэтому с Земли трудно определить реальную трехмерную пространственную структуру Млечного пути.
Рис. 4 обзор полного неба в галактических координатах, полученный на частоте 408 мгц (длина волны 73 см), показанный в условных цветах.
Интенсивность радиоизлучения
отображена в линейной цветовой шкале от темно-синего (наименьшая интенсивность) до красного (наивысшая интенсивность). Угловое разрешение карты составляет приблизительно 2°. Вдоль плоскости галактики видно множество хорошо известных радиоисточников, включая остатки сверхновых Кассиопеи А и Крабовидной туманности.
Отчетливо выделяются комплексы локальных рукавов (Лебедь X и Паруса X), окруженные диффузным радиоизлучением. Диффузное радиоизлучение Млечного Пути в основном представляет собой синхротронное излучение электронов космических лучей при их взаимодействии с магнитным полем нашей Галактики.
Рис. 5 Два изображения полного неба, построенных на основе данных, полученных в 1990 г. в ходе эксперимента DIRBE по изучению диффузного инфракрасного фона (Diffuse Infrared Background Experiment) на спутнике COBE.
На обоих изображениях видно сильное излучение от Млечного Пути. На верхнем фото представлены комбинированные данные по излучению на длинах волн 25, 60 и 100 микрон дальнего инфракрасного диапазона, показанные соответственно голубым, зеленым и красным цветом. Это излучение исходит от холодной межзвездной пыли. Бледно-голубое фоновое излучение порождается межпланетарной пылью в Солнечной системе. На нижнем изображении скомбинированы данные по излучению на длинах волн 1,2, 2,2 и 3,4 микрон в ближнем инфракрасном диапазоне, показанные соответственно голубым, зеленым и красным цветом.
Новая карта Млечного Пути
Млечный Путь можно классифицировать как спиральную галактику . Как уже сказано, он состоит из основного тела в форме плоского диска диаметром более 100 000 световых лет, внутри которого находится большая часть звезд. У диска некомпактное строение, и очевидна его неровная структура, начинающаяся из ядра и распространяющаяся к периферии Галактики. Это спиральные ветви областей наибольшей плотности материи, т.н. спиральные рукава, в которых идёт процесс образования новых звёзд, начинающийся в межзвездных газопылевых облаках. О причине возникновения спиральных рукавов нельзя сказать ничего, кроме того, что рукава возникают при численном моделировании рождения галактики всегда, если заданы достаточно большие масса и момент вращения.
Для появления описания длительно дотроньтесь до клетки |
|||
Сгенерированная на компьютере новая трёхмерная модель Млечного пути с реальным
расположением сотен тысяч туманностей и звёзд.
© National Geographic Society, Washington D.C. 2005.
Вращение частей галактики
Части галактики вращаются с различной скоростью вокруг её центра. Если бы мы могли посмотреть на Галактику «сверху», мы увидели бы плотное и яркое ядро, внутри которого звёзды располагаются очень близко друг к другу, а также рукава. В них звёзды сконцентрированы менее компактно.
Направление вращения Млечного пути, а также подобных спиральных галактик (указано на карте в левом нижнем углу при увеличении) таково, что спиральные рукава как бы закручиваются. И здесь необходимо заострить внимание вот на каком специфическом моменте. За время существования Галактики (не менее 12 млрд. лет, по любым современным оценкам) спиральные ветви должны были бы закрути́ться вокруг центра Галактики несколько десятков раз! А этого не наблюдается ни в других галактиках, ни в нашей. Ещё в 1964 году Ц. Лин и Ф. Шу из США, предложили теорию, согласно которой спиральные рукава представляют собой не некие материальные образования, а волны плотности вещества, выделяющиеся на ровном фоне галактики прежде всего потому, что в них идёт активное звездообразование, сопровождающееся рождением звёзд высокой светимости. Вращение спирального рукава не имеет никакого отношения к движению звёзд по галактическим орбитам. На небольших расстояниях от ядра орбитальные скорости звёзд превышают скорость рукава, и звёзды "втекают" в него с внутренней стороны, а покидают с внешней. На больши́х расстояниях всё наоборот: рукав как бы набегает на звезды, временно включает их в свой состав, а затем обгоняет их. Что касается ярких ОB -звёзд, определяющих рисунок рукава, то они, родившись в рукаве, в нём и заканчивают свою относительно короткую жизнь, не успевая покинуть рукав за время своего существования.
Газовое кольцо и движение звёзд
По одной из гипотез строения Мле́чного Пути, между центром Галактики и спиральными рукавами расположено ещё т.н. "газовое кольцо". Газовое кольцо содержит миллиарды солнечных масс газа и пы́ли и является местом активного звездообразова́ния. Эта область сильно излучает в радио и инфракрасном диапазоне. Изучение данного образования проводилось по облакам газа и пы́ли, расположенным вдоль луча зрения, и поэтому измерения точных расстояний до этого образования, как и его точная конфигурация очень затруднены́ и до сих пор существуют два основных мнения учёных по этому поводу. Согласно первому, ученые считают, что это образование является не кольцом, а сгруппирова́вшимися спиралями. Согласно другому мнению, это образование можно считать кольцевым. Предположительно оно расположено на расстоянии между 10 и 16 тыс. световых лет от центра.
Существует специальный раздел астрофизики, изучающий движение звёзд во Млечном Пути, он называется «звёздная кинематика».
Для облегчения задачи звездной кинематики звёзды подразделяют на семейства по определенным признакам, возрасту, физическим данным, расположе́нию внутри Галактики. У подавляющего большинства молодых звёзд, сконцентрированных в спиральных рукавах, скорость вращения (относительно центра Галактики, разумеется) составляет несколько километров в секунду. Считается, что у подобных звёзд было слишком мало времени для взаимодействия с другими звездами, они «не использовали» взаимное притяжение для повышения скорости вращения. У звёзд среднего возраста скорость выше.
Самая высокая скорость у старых звёзд, они расположены на сферическом гало, окружающем нашу Галактику до расстояния в 100000 световых лет от центра. Их скорость превышает 100 км/с (как у шаровы́х звездных скоплений).
Во внутренних областях, где плотно сконцентрированы, Галактика в своём движении проявляет себя аналогично твёрдому телу. В этих областях скорость вращения звёзд прямо пропорциональна их расстоянию от центра. Кривая вращения будет выглядеть как прямая линия.
На периферии Галактика в движении уже непохожа на твёрдое тело. В этой части она недостаточно плотно «заселена» небесными телами. «Кривая вращения» для периферийных областей будет «ке́плеровской», аналогично пра́вилу о неодинаковой скорости движения планет в Солнечной системе. Скорость обращения звёзд по мере удаления от центра галактики уменьшается.
Звездные скопления
Находятся в постоянном движении не только звёзды, но и другие небесные объекты, населяющие Млечный Путь: это рассеянные и шаровы́е звёздные скопления, туманности и т.д. Особого изучения заслуживает движение шаровы́х звездных скоплений – плотных образований, в состав которых входят сотни тысяч старых звезд. Эти скопления имеют четкую сферическую форму, они двигаются вокруг центра Галактики по вытянутым эллиптическим орбитам, наклонённым к её диску. Скорость их движения составляет в среднем около двухсот км/с . Шаровы́е звездные скопления пересекают диск с периодичностью в несколько миллионов лет. Являясь достаточно плотно сгруппированными образованиями, они относительно стабильны и не распада́ются под влиянием притяжения плоскости Млечного Пути. По-другому обстоят дела с рассеянными звездными скоплениями. В их состав входят несколько сотен или тысяч звёзд, причем они находятся в основном в спиральных рукавах. Звёзды там расположены не так близко друг к другу. Считается, что рассеянные звёздные скопления имеют тенденцию к распаду через несколько миллиардов лет существования. Шаровы́е звёздные скопления – старые по времени образования, они могут иметь возраст порядка десяти миллиардов лет, рассеянные скопления значительно моложе (счёт идет от миллиона до десятков миллионов лет), очень редко их возраст превышает один миллиард лет.
