Что скрывает Млечный Путь: сведения, которые мы знаем, и популярные теории
Планета Земля, Солнечная система, миллиарды других звезд и небесных тел – все это наша галактика Млечный Путь — огромное межгалактическое образование, где все подчиняется законам гравитации. Данные о том, каковы истинные размеры галактики, являются только приблизительными. И самое интересное, что таких образований, больших или меньших, во Вселенной сотни, может быть даже тысячи.
Галактика Млечный Путь и что ее окружает
Все небесные тела, включая планеты Млечного пути, спутники, астероиды, кометы и звезды, постоянно находятся в движении. Рожденные в космическом вихре Большого взрыва, все эти объекты пребывают на пути своего развития. Одни имеют более древний возраст, другие — явно моложе.
Ощутить визуально галактические границы невозможно. Еще 100 лет назад научный мир даже не подозревал о том, что наша галактика Млечный Путь не единственная во Вселенной. Только благодаря стараниям американцам Эдвина Хаббла стало понятным, что Вселенная буквально напичкана гравитационными образованиями. Есть среди них совсем маленькие галактики, есть средних размеров, подобные нашей, а есть настоящие гиганты. Яркий тому пример, ближайшая к Млечному пути галактика Андромеда, которая больше в 2-2,5 раза. Что касается карликовых галактик, то их судьба незавидна. Им выпала роль быть спутниками более крупных образований, которые впоследствии поглотят их.
Наш межгалактический мегаполис в компании с галактиками Андромеда и Треугольник образуют Местную группу, которая соответственно уже является частью более крупного образования — Местного сверхскопления Девы.
Основные характеристики и параметры
Млечный Путь – типичная спиральная галактика класса SBbc, у которой есть перемычка. Диаметр Млечного Пути составляет 100 тыс. световых лет. В пределах этих границ пребывает от 200 до 400 миллиардов звезд различных типов, каждая из которых находится на определенной стадии своего развития. Толщина галактического диска варьируется в пределах 1000 световых лет.
Масса галактики Млечный Путь включает в себя не только массу звезд. Большая часть галактического диска — это масса темной материи и межзвездного газа. Все это вместе составляет колоссальный вес, равный 4,8·10¹¹ M☉. Другими словами, Млечный Путь в 150 млрд. раз тяжелее нашего Солнца.
Гравитационное образование вращается вокруг центра, при этом отдельные части галактики вращаются с разной скоростью. Если в центре скорость вращения галактического диска достаточно умеренная, то на периферии этот параметр достигает значений 200-250 км/с. На одном из этих участков, ближе к центру галактического диска, расположено Солнце. Расстояние от него до центра галактики составляет 25-28 тыс. световых лет. Полный оборот вокруг центральной оси гравитационного образования Солнце и Солнечная система совершают за 225-250 млн. лет. Соответственно, за всю историю своего существования Солнечная система только 30 раз облетела вокруг центра.
Место галактики во Вселенной
Следует отметить одну примечательную особенность. Положение Солнца и соответственно, планеты Земля очень удобно. В галактическом диске постоянно происходит процесс уплотнения. Вызван этот механизм несоответствием скорости вращения спиральных ветвей и движения звезд, которые перемещаются в пределах галактического диска по своим законам. Во время уплотнения происходят бурные процессы, сопровождающиеся мощным ультрафиолетовым излучением. Солнце и Земля уютно расположились в коротационной окружности, где подобная бурная деятельность отсутствует: между двумя спиральными ветвями на границе рукавов Млечного Пути — Стрельца и Персея. Этим объясняется и то спокойствие, в котором мы пребываем столь длительное время. Уже более 4,5 млрд. лет нас не затрагивают космические катаклизмы.
Строение галактики Млечный Путь
Галактический диск не однороден по своему составу. Как и другие спиральные гравитационные системы, Млечный Путь имеет три различаемых области:
- ядро, сформированное плотным звездным скоплением, насчитывающим миллиард звезд разного возраста;
- сам галактический диск, сформированный из скоплений звезд, звездного газа и пыли;
- корона, сферическое гало — область в которой располагаются шаровые скопления, карликовые галактики, отдельные группы звезд, космическая пыль и газ.
Вблизи плоскости галактического диска располагаются молодые звезды, собранные в скопления. Плотность звездных скоплений в центре диска выше. Вблизи центра плотность составляет 10000 звезд на один кубический парсек. В районе, где находится Солнечная система, плотность звезд составляет уже 1-2 светила на 16 кубических парсеков. Как правило, возраст этих небесных тел не более нескольких миллиардов лет.
Межзвездный газ также концентрируется вокруг плоскости диска, подчиняясь центробежным силам. Несмотря на постоянную скорость вращения спиральных ветвей, межзвездный газ распределен неравномерно, образуя большие и малые зоны облачности, туманности. Однако основным галактическим строительным материалом является темная материя. Ее масса преобладает над совокупной массой всех небесных тел, входящих в состав галактики Млечный Путь.
Если на схеме строение галактики достаточно понятно и прозрачное, то в реальности рассмотреть центральные области галактического диска практически невозможно. Газопылевые облака и скопления звездного газа скрывают от нашего взора свет из центра Млечного пути, в котором живет настоящий космический монстр — сверхмассивная черная дыра. Масса этого сверхгиганта составляет приблизительно 4,3 миллиона M☉. Рядом со сверхгигантом располагается черная дыра меньших размеров. Дополняют эту мрачную компанию сотни карликовых черных дыр. Черные дыры Млечного пути являются не только пожирателями звездной материи, но и выполняют функцию родильного дома, выбрасывая в пространство огромные сгустки протонов, нейтронов и электронов. Именно из них образуется атомарный водород — главное топливо звездного племени.
Перемычка — бар находится в области ядра галактики. Ее длина составляет 27 тыс. световых лет. Здесь царствуют старые звезды, красные гиганты, звездной материей которых питаются черные дыры. В этой области сконцентрирована основная часть молекулярного водорода, который выступает основным строительным материалом процесса звездообразования.
Геометрически структура галактики выглядит достаточно просто. Каждый спиральный рукав, а их у Млечного пути целых четыре, берет свое начало из газового кольца. Рукава расходятся под углом 20⁰. На внешних границах галактического диска основным элементом является атомарный водород, который распространяется от центра галактики к периферии. Толщина водородного слоя на окраинах Млечного пути значительно шире, чем в центре, при этом плотность его крайне низкая. Разряжению водородного слоя способствует воздействие карликовых галактик, которые неотлучно следуют с нашей галактикой на протяжении десятков миллиардов лет.
Теоретические модели нашей галактики
Еще древние астрономы пытались доказать, что видимая полоса на небосклоне — это часть огромного звездного диска, вращающегося вокруг своего центра. Этому утверждению способствовали проводимые математические подсчеты. Получить представление о нашей галактике удалось только спустя тысячи лет, когда в помощь науке пришли инструментальные методы исследования космоса. Прорывом в исследовании природы Млечного пути стала работа англичанина Уильяма Гершеля. В 1700 году он сумел опытным путем доказать, что наша галактика имеет форму диска.
Уже в наше время исследования приняли другой оборот. Ученые делали ставку на сравнении движения звезд, между которыми было разное расстояние. Методом параллакса Якоб Каптейн сумел примерно определить диаметр галактики, который по его расчетам составляет 60-70 тыс. световых лет. Соответственно было определено и место Солнца. Оказалось, что оно располагается сравнительно далеко от бушующего центра галактики и на приличном удалении от периферии Млечного пути.
Основополагающей теорией существования галактик является теория американского астрофизика Эдвина Хаббла. Ему принадлежит идея классифицировать все гравитационные образования, деля их на эллиптические галактики и образования спирального типа. Последние, спиральные галактики представляют самую обширную группу, в которую входят образования различных размеров. Крупнейшей из недавно открытых спиральных галактик является NGC 6872, диаметр которой превышает 552 тыс. световых лет.
Ожидаемое будущее и прогнозы
Галактика Млечный Путь выглядит компактным и упорядоченным гравитационным образованием. В отличие от своих соседей, в нашем межгалактическом доме довольно спокойно. Черные дыры планомерно воздействуют на галактический диск, уменьшая его в размерах. Этот процесс уже длится десятки миллиардов лет и сколько еще будет продолжаться — неизвестно. Единственная угроза, которая нависает над нашей галактикой, исходит от ее ближайшей соседки. Галактика Андромеда стремительно сближается с нами. Ученые предполагают, что столкновение двух гравитационных систем может произойти через 4,5 млрд. лет.
Подобная встреча-слияние будет означать конец того мира, в которм мы привыкли жить. Млечный Путь, меньший по размерам, будет поглощен более крупным образованием. Вместо двух крупных спиральных образований во Вселенной появится новая эллиптическая галактика. До этого времени наша галактика сумеет расправиться со своими спутниками. Две карликовые галактики — Большое и Малое Магеллановы Облака — Млечный Путь поглотит через 4 млрд. лет.
Источник
Млечный путь и соседние галактики
Современное естествознание
Чтобы начать разговор о галактике Млечный Путь, давайте выясним сначала
Что такое галактика?
Галактика – это звёздная система, состоящая из газа, пыли и миллиардов звёзд.
Галактика Млечный путь
Мы живём в галактике Млечный Путь – на одной из его спиральных ветвей, на расстоянии 28 тысяч световых лет от её центра. Галактика Млечный Путь – всего лишь одна из несметного количества галактик, наполняющих Вселенную. Это гигантская светящаяся спираль из более, чем двухсот миллиардов звёзд. Значит на каждого жителя Земли приходится примерно по 200 звёзд!
Ми не можем видеть спиральной формы Млечного Пути, так так мы находимся внутри этой галактики. Вопреки представлениям древних астрономов, Земля не является центром Солнечной системы и Солнечная система – не центр нашей галактики. Наше Солнце находится в одном из её рукавов на расстоянии 2/3 от центра Млечного Пути.
Солнце – всего лишь маленькая точка в одном из рукавов этой огромной вращающейся звёздной спирали. Вместе с Солнцем мы вращаемся вокруг ядра нашей галактики со скоростью 900 000 км/ч! Млечный Путь имеет колоссальные размеры: его диаметр составляет сто тысяч световых лет. Это значит,что свету потребуется сто тысяч лет, чтобы пересечь его по диаметру.
За пределами Солнечной системы астрономы измеряют расстояния световыми годами. Свет распространяется со скоростью триста тысяч километров в секунду, а значит световой год – это примерно 10 миллиардов километров.
Звёзды кружатся вокруг центра Млечного Пути, а Солнцу нужно 226 миллионов лет, чтобы сделать всего полный оборот вокруг центра своей галактики. Этот период называют – галактическим или космическим годом.
Если посмотреть на нашу галактику сбоку, то в центре будет видно вздутие, как будто две глазуньи сложили вместе .
Спиральные галактики имеют балдж – сферическое утолщение из звёзд посередине и спиральные рукава, которые закручиваются от балджа в форме плоского диска.
Ночью на небе хорошо видно огромную полосу молочного цвета. Это не облака, а рукав нашей галактики, образовавшийся из миллиардов звёзд, в число которых входит и Солнце. Эта бледная полоса и носит название Млечный Путь. Одни звёзды Млечного Пути видны невооруженным глазом, но при этом мы их видим как бледную неровную ленту состоящую из скопления множества звёзд, другие же звёзды можно рассмотреть только в телескоп, тогда мы сможем наблюдать прекрасные достаточно яркие образования.
В Северном полушарии Млечный Путь лучше всего виден с июля по сентябрь в созвездии Лебедя. В Южном полушарии – с октября по декабрь в созвездиях Стрельца и Скорпиона.
В самом центре галактики Млечный Путь находится загадочный источник колоссальной энергии. Возможно, это чёрная дыра. Диск галактики окружён облаком – гало из невидимого вещества, большая часть галактики Млечный Путь невидима.
Существуют ли другие галактики?
Да. В космосе существуют миллиарды галактик и в каждой из них насчитывают миллионы, а может даже и миллиарды звёзд. Учёные подсчитали примерный размер Вселенной и число её звёзд. Во Вселенной около 100 квинтиллионов звёзд. Квинтиллион – это миллиард миллиардов. Трудно даже себе представить такое количество звёзд, не говоря уже о том, чтобы их сосчитать!
Основные типы галактик
Галактики разделяют на три основных типа:
1) неправильные
Не все галактики имеют форму спирали. Так, неправильные галактики не имеют особой формы. Поэтому их называют “неправильными”. Они обычно отличаются от других меньшими размерами и меньшим количеством звёзд. Много неправильных галактик имеют большое количество газа и пыльных облаков, где рождаются звёзды. Астрономы называют их галактиками со вспышками звёздообразования.
Рядом с нашим Млечным Путём есть две неправильные галактики, которые называются Магеллановыми Облаками. Оба Магеланновы Облака кружатся вокруг Млечного Пути и когда-то в конце концов или разорвутся, или же втянутся в середину.
Вот вам на заметку другие названия неправильных галактик: NGC 4490, NGC 1427A, IC 1613.
2) эллиптические (сфероподобные)
Эллиптические галактики похожи на огромные сдавленные шары, форма которых размыта. Некоторые из них достаточно маленькие и вмещают в себя только несколько миллионов звёзд. Однако, есть и множество гигантских – с миллиардами звёзд. Большинство звёзд в эллиптических галактиках старые, в них нет облаков пыли и газа, где могут образоваться новые звёзды. Возможно, что некоторые гигантские эллиптические галактики образовались в результате столкновения двух спиральных галактик. Они так же могут расширяться, поглощая другие галактики, которые оказались с ними поблизости.
Гигантские эллиптические галактики часто находятся в центре большого скопления галактик, которые размещены совсем близко друг к другу и поэтому сталкиваются.
Приведём примеры некоторых названий эллиптических галактик: M87, M32, NGC 1132, NGC 4881, ESO 325-G004.
3) спиральные (дисковые или с перемычкой)
Галактика Млечный Путь относится к галактике спирального типа. Если бы можно было посмотреть сверху на Млечный Путь, он был бы похож на гигантский водоворот с огромными спиралевидными “рукавами”.
Некоторые спиральные галактики имеют “бар” – перемычку состоящую из ярких звёзд, которая выходит из центра и пересекает галактику посередине. Спиральные ветви в таких галактиках начинаются с концов перемычек, тогда как в обычных спиральных галактиках они выходят непосредственно с ядра.
Астрономы, как правило, не дают галактикам названия, а просто их нумеруют.
Галактики расположенные с нами “по соседству”
С Земли видно три ближайшие галактики:
Наши соседние галактики – галактика Андромеды, Большое и Малое Магеллановы облака, которые притягиваются невидимым гало и поглощаются галактикой Млечный Путь.
Галактика Андромеды
Галактика Андромеды – наиболее отдалённый объект, различимый с Земли невооруженным глазом. Эта галактика, как и Млечный Путь, относится к спиральным. Она видна только из Северного полушария. Наилучшее время за её наблюдением: октябрь – февраль. Диаметр Андромеды составляет 150 000 световых лет. Её можно найти в созвездии Кассиопеи, которая имеет форму W. Далее вдоль линии между её центральными звёздами справа (1) к большому четырёхугольнику со звездой в каждом углу – это созвездие Пегаса. Дальше вдоль ещё одной линии от правого нижнего угла четырёхугольника (2) назад к Кассиопее. Галактика Андромеды – это перистый участок на расстоянии 2/3 на этой линии. В бинокль можно увидеть её овальную форму с достаточно ярким центром.
Галактики Андромеды и Млечного Пути движутся в направлениях, которые пересекаются. Через миллионы лет они, объединившись, могут создать новую гигантскую галактику.
Большое и Малое Магеллановы облака
Диаметр Большого Магелланового Облака составляет 20 000 световых лет, а Малого Магелланового Облака – 10 000 световых лет.
Большое и Малое Магеллановы облака – ближайшие к нам галактики. Это небольшие галактики неправильной формы, которые видны только над южным полушарием. Их видно в небе весь год. Они выглядят туманными участками в небе. Линия через угол Креста (1) указывает на Большое Магелланово Облако, которое находится почти в самом созвездии Золотой Рыбы. Используйте бинокль, чтобы увидеть яркие участки, которые и есть туманностями или звездными скоплениями. Линия вдоль Креста (2) указывает на Малое Магелланово Облако вблизи созвездия Тукан.
Большое и Малое Магеллановы облака названы в честь португальского исследователя Фернана Магеллана, который увидел их в 1521 году, приблизительно 500 лет тому назад.
Взаимодействие галактик
Когда галактики слишком близко приближаются одна к другой, происходит столкновение. Они не отталкиваются, поскольку между их звёздами много пустого пространства. Галактики могут вытягивать одна другую, при этом образуя хвост из газа и пыли. Иногда они сливаются в одну, большую по размерам галактику. Некоторые гигантские галактики поглощают маленькие соседние галактики. Новые звёзды часто формируются там, где газ и пыль образуют плотные облака во время столкновения.
Приведём примеры взаимодействия галактик, которые сталкиваются: NGC 4676A и NGC 4676B (МИШИ), NGC 4038 и NGC4039 (Антенны).
1) Я хочу знать какая планета самая большая? – перевод с англ. Татьяны Покидаевой, издательская группа “Азбука-Аттикус”. – М.: 2011, 32 с.: ил.
2) А знаешь ли ты что Солнце – это звезда?/ Удивительные факты о космических телах: изд-во “Махаон”. – М.: 1998. – ил.
3) Вселенная. 50 самых известных космических объектов: мини-энциклопедия; перевод с англ. Н. Тучиской. – К.: Издательская группа КМ-БУКС, 2018. – 56 с.: ил.
4) Моя планета Земля/Узнаём мир вместе. – Х.: Белкар-книга, 2016. – 48 с.: ил.
5) Клушанцев П. В. О чём рассказал телескоп.- Л.: Дет. лит., 1980. – 80 с.: ил.
6) Левитан Е. П. Малышам о звёздах и планетах.- М.:Педагогика, 1986. – 128 с.:ил.
7) Сайт present5.com
Вам понравилась эта статья? Оставляйте свои комментарии. Спасибо!
Источник