Что заставляет нашу галактику лететь с огромной скоростью?
Кластер Норма — ближайшее массивное скопление галактик к Млечному Пути — находится на расстоянии около 220 миллионов световых лет от Земли. В нем сосредоточена огромная масса, а значит и гравитационное притяжение. Астрономы называют его Великий аттрактор, и он доминирует в нашем регионе Вселенной.
На изображении ниже, сделанном телескопом «Хаббл», показано множество звезд, которые прячут бесчисленное число галактик на заднем фоне. Находясь на границе с Южным Треугольником и Нормой, это поле покрывает часть кластера Нормы (Abell 3627) и часть нашей собственной галактики, Млечного Пути.
Наблюдать Великий аттрактор сложно в оптическом диапазоне. Плоскость Млечного Пути — ответственная за многочисленные яркие звезды на изображении — как затмевает (в случае со звездами), так и скрывает (пылью) многие из объектов за собой. Есть несколько способов заглянуть за инфракрасное и радионаблюдение, но область за центром Млечного Пути, где слой пыли самый толстый, остается загадкой для астрономов.
Последние данные, полученные телескопами Европейского космического агентства в Атакамской пустыне в Чили вступили в противоречие с теорией «великого аттрактора». Астрономы годами предполагали, что что-то неизвестное тянет наш Млечный Путь и десятки тысяч других галактик к себе с головокружительной скоростью в 22 миллиона километров в час. Однако они не могли точно определить, что это или где оно находится.
Еще раз. Огромный кусок космоса, включающий Млечный Путь и суперкластеры галактик, течет к таинственной, гигантской, невидимой массе, которую астрономы назвали Великим Аттрактором и которая находится в 250 миллионах световых лет от Солнечной системы.
Галактика Андромеда и Млечный Путь — это доминирующие структуры галактического кластера так называемой «местной группы», которая, в свою очередь, является частью сверхскопления Девы. Андромеда — расположенная в 2,2 миллиона световых лет от Млечного Пути — мчится к нашей галактики со скоростью 350 тысяч километров в час.
Это движение можно отнести на счет гравитационного притяжения, даже если массы, которую мы наблюдаем, недостаточно, чтобы оказывать такую тягу. Единственное, что может объяснить движение Андромеды — это гравитационная тяга невидимой массы, возможно, эквивалентной десяти галактикам размером с Млечный Путь, которая и располагается между двумя галактиками.
Тем временем, наша местная группа мчится по направлению к центру скопления Девы (Virgo Cluster) на скорости 150 миллионов километров в час.
Даже при всем этом, добавив этот невидимый материал к видимому материалу и получив среднюю массу вселенной, мы получим всего 10-30 % от критической плотности, которая необходима, чтобы «закрыть» вселенную. Этот феномен позволяет предположить, что вселенная «открыта». Космологи продолжают спорить на эту тему точно так же, как пытаются выяснить природу недостающей массы, или «темной материи».
Считается, что темная материя определяет структуру Вселенной на огромных масштабах. Темная материя гравитационно взаимодействует с нормальным веществом и именно это позволяет астрономам наблюдать формирование длинных тонких стен супергалактических кластеров.
Недавние измерения (с помощью телескопов и космических зондов) распределения массы в M31, крупнейшей галактике в окрестностях Млечного Пути, и других галактиках привели к признанию того факта, что галактики наполнены темной материей, и показали, что таинственная сила — темная энергия — заполняет вакуум пустого пространства, ускоряя расширение Вселенной.
Теперь астрономы понимают, что окончательная судьба вселенной неразрывно связана с наличием темной энергии и темной материи. Современная стандартная модель для космологии предполагает, что во вселенной 70 % темной энергии, 25 % темной материи и всего 5 % нормальной материи.
Мы не знаем, что такое темная энергия и почему она существует. С другой стороны, теория частиц подсказывает, что на микроскопическом уровне даже идеальный вакуум пузырится квантовыми частицами, которые являются естественным источником темной энергии. Но элементарные расчеты показывают, что темная энергия, которая вырабатывается из вакуума, имеет значение в 10 120 раз больше, чем то, которое мы наблюдаем. Некоторые неизвестные физические процессы должны устранять большинство, но не всю, энергию вакуума, оставляя достаточно для ускорения расширения вселенной.
Новой теории элементарных частиц придется объяснить этот физический процесс. Новые теории «темных аттракторов» прикрываются так называемым принципом Коперника, который говорит о том, что нет ничего удивительного в том, что мы, наблюдатели, предполагаем, что вселенная неоднородна. Такие альтернативные теории объясняют наблюдаемое ускоренное расширение Вселенной без привлечения темной энергии, а вместо этого предполагают, что мы недалеко от центра пустоты, за которой более плотный «темный» аттрактор тянет нас к себе.
В статье, опубликованной в Physical Review Letters, Пенгжи Чжан из Шанхайской астрономической обсерватории и Альберт Стеббинс на выставке лаборатории Ферми показали, что популярная модель пустоты и многие другие вполне могут заменить темную энергию, не вступая в противоречия с наблюдениями телескопов.
Опросы показывают, что вселенная однородна, по меньшей мере, на масштабах до гигапарсека. Чжан и Стеббинс утверждают, что если большие масштабы неоднородности существуют, они должны быть обнаружены как температурный сдвиг в космическом микроволновом фоне реликтовых фотонов, образовавшихся спустя 400 000 лет после Большого Взрыва. Это происходит из-за электронно-фотонного рассеяния (обратного Комптоновскому).
Сосредоточив внимание на модели пустоты «пузырь Хаббла», ученые показали, что в таком сценарии некоторые области вселенной будут расширяться быстрее, чем другие, в результате чего температурный сдвиг будет больше, чем ожидается. Но телескопы, изучающие реликтовое излучение, не видят такого большого сдвига.
Что ж, как говорил Карл Саган, «экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств».
Источник
Какова скорость движения Млечного Пути?
Солнечная система находится внутри галактики Млечный Путь. И все планеты вращаются вокруг Солнца с определенной скоростью и по своим орбитам. Однако и само светило находится в движении, вращаясь вокруг центра галактики. Более того, Млечный Путь тоже перемещается в пространстве. Учитывая его гигантские размеры, он должен двигаться с большой скоростью. Так чему же она равна?
Эволюция Млечного Пути
После долгого изучения тысяч звезд, входящих в состав галактики, ученые пришли к выводу, что примерно 10 млрд лет назад Млечный Путь был во много раз меньше, чем сейчас. Тогда он столкнулся с Гайей-Энцелад – галактикой, уступающей размером в четыре раза. В результате слияния образовалось единое скопление, имеющее форму диска.
Существенно увеличившись, Млечный Путь начал постепенно поглощать находящиеся рядом небольшие галактики, а некоторые из них делать своими спутниками. Например, 1 млрд лет назад карликовые скопления из Киля и созвездия Печи вращались вокруг Магелланова Облака. Но из-за притяжения Млечного Пути они стали его спутниками.
На данный момент галактика постепенно поглощает Большое и Малое Магеллановы Облака. По оценкам, данный процесс завершится через 4 млрд лет. Но и сам Млечный Путь находится под угрозой. Он постепенно сближается с Андромедой. Последняя обладает большими размерами, поэтому сможет поглотить его.
Галактика Андромеда, с которой столкнется Млечный Путь
Какова скорость движения Млечного Пути?
Для того, чтобы измерить скорость движения объекта, сначала требуется решить, относительно чего будет вычисляться данный параметр. Например, известно, что Солнце движется со скоростью 220 км/с относительно центра галактики. И для вычисления скорости перемещения Млечного Пути также требуется решить, относительно чего будут происходить замеры.
Скорость движения Млечного Пути ученые определяют относительно микроволнового излучения, которое заполняет пространство еще со времен Большого взрыва. По направлению движения галактики оно становится более плотным, в нем заметно голубое свечение. Если же наблюдать за ним позади Млечного пути, излучение будет менее интенсивным и иметь красный оттенок.
После проведения измерений ученые установили, что галактика движется в пространстве со скоростью 600 км/с.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Галактика Млечный Путь
Млечный Путь — спиральная галактика, охватывающая площадь в 100000 световых лет, в которой расположена Солнечная система.
Если вы располагаете местечком подальше от города, где царит темнота и открывается прекрасный вид на звездное небо, то можете заметить слабую светлую полосу. Это группа с миллионами маленьких ярких огоньков и светящихся ореолов. Перед вами звезды галактики Млечный Путь.
Но что она собою представляет? Начнем с того, что Млечный Путь — спиральный тип галактики с перемычкой, на территории которой проживает Солнечная система. Сложно назвать родную галактику чем-то уникальным, ведь существуют еще сотни миллиардов галактик во Вселенной, причем многие похожи.
Интересные факты
- Млечный Путь начал формирование как скопление плотных областей после Большого Взрыва. Первые появившиеся звезды пребывали в шаровых скоплениях, которые продолжают существовать. Это древнейшие звезды галактики;
- Галактика увеличила свои параметры за счет поглощения и слияния с другими. Сейчас она отбирает звезды у Карликовой галактики Стрельца и Магеллановых Облаков;
- Млечный Путь движется в пространстве с ускорением в 550 км/с по отношению к реликтовому излучению;
- В галактическом центре скрывается сверхмассивная черная дыра Стрелец А*. По массе в 4.3 млн. раз превышает солнечную;
- Газ, пыль и звезды вращаются вокруг центра на скорости в 220 км/с. Это стабильный показатель, подразумевающий наличие оболочки из темной материи;
- Через 5 млрд. лет ожидается столкновение с галактикой Андромеды. Некоторые считают, что Млечный Путь – двойная система гигантской спирали;
Обнаружение и имя
У нашей галактики Млечный Путь довольно интересное название, так как туманная дымка напоминает молочный след. Имя имеет древние корни и переведено с латинского «Via Lactea». Это имя фигурирует уже в работе «Тадхира» Насир ад-Дин Туси. Он писал: «Представлена множеством небольших и плотно сгруппированных звезд. Они расположены близко, поэтому кажутся пятнами. Цветом напоминает молоко…». Полюбуйтесь на фото галактики Млечный Путь с ее рукавами и центром (конечно, никто не может сделать фото нашей галактики, однако есть похожие конструкции и точные данные о структуре, на основе которых составляется представление о внешнем виде галактического центра и рукавов).
Художественная интерпретация Млечного Пути, наблюдаемого сверху точки северного полюса.
Ученые думали, что Млечный Путь наполнен звездами, но это оставалось лишь догадкой до 1610 года. Именно тогда Галилео Галилей направляет первый телескоп в небо и видит отдельные звезды. Это также открыло людям новую правду: звезд намного больше, чем мы думали, и они входят в состав Млечного Пути.
Иммануил Кант в 1755 году считал, что Млечный Путь – это коллекция звезд, объединенных совместной гравитацией. Гравитационная сила заставляет объекты вращаться и приплющивает в форме диска. В 1785 году Уильям Гершель попробовал воссоздать галактическую форму, но не догадался, что большая ее часть скрывается за пылевой и газовой дымкой.
Ситуация меняется в 1920-х годах. Эдвин Хаббл сумел убедить, что мы видим не спиральные туманности, а отдельные галактики. Именно тогда появилась возможность осознать форму нашей. С того момента стало ясно, что это спиральная галактика, обладающая перемычкой. Смотрите видео, чтобы изучить структуру галактики Млечный Путь и исследовать ее шаровые скопления и узнать, сколько звезд проживает в галактике.
Расположение
Млечный Путь в небе узнается быстро благодаря широкой и вытянутой белой линии, напоминающей молочный след. Интересно, что эта звездная группа доступна для обзора с момента формирования планеты. На самом деле, этот участок выступает галактическим центром.
Галактика простирается на 100000 световых лет в диаметре. Если бы вам удалось посмотреть на нее сверху, то заметили бы выпуклость в центре, от которой исходят 4 крупных спиральных рукава. Этот тип представляет 2/3 вселенских галактик.
На снимке отображена похожая на нашу галактика NGC 6744
В отличие от привычной спирали, экземпляры с перемычкой вмещают стержень в центре с двумя ответвлениями. У нашей галактики есть два главных рукава и два второстепенных. В рукаве Ориона расположена наша система.
Млечный Путь не статичен и вращается в космосе, перенося с собою все объекты. Солнечная система движется вокруг галактического центра на скорости 828000 км/ч. Но галактика невероятно огромная, поэтому на один проход уходит 230 миллионов лет.
В спиральных рукавах накапливается много пыли и газа, из-за чего создаются прекрасные условия для образования новых звезд. Рукава исходят от галактического диска, охватывающего примерно 1000 световых лет.
В центре Млечного Пути можно заметить выпуклость, наполненную пылью, звездами и газом. Именно из-за этого вам удается увидеть лишь небольшой процент от общего количества галактических звезд. Все дело в густой газовой и пылевой дымке, перекрывающей обзор.
На инфракрасном снимке продемонстрирована протяжность Млечного Пути
В самом центре скрывается сверхмассивная черная дыра, превышающая по массе Солнце в миллиарды раз. Скорее всего, раньше она была намного меньше, но регулярный рацион из пыли и газа позволил ей вырасти. Это невероятная обжора, потому что иногда засасывает даже звезды. Конечно, напрямую ее увидеть невозможно, но гравитационное влияние отслеживается.
Вокруг галактики расположен ореол горячего газа, где проживают старые звезды и шаровые скопления. Он простирается на сотни тысяч световых лет, но вмещает лишь 2% звезд от тех, что находятся в диске. Не будем забывать и про темную материю (90% галактической массы).
Структура и состав
При наблюдении видно, что Млечный Путь разделяет небесное пространство на два практически одинаковых полушария. Это говорит о том, что наша система расположена возле галактической плоскости. Заметно, что у галактики низкий уровень поверхностной яркости из-за того, что газ и пыль сконцентрированы в диске. Это не только не позволяет рассмотреть галактический центр, но и понять, что скрывается по ту сторону. Вы легко обнаружите центр галактики Млечный Путь на нижней схеме.
Структура Млечного Пути: вид сверху
Если бы вам удалось вырваться за пределы Млечного Пути и получить перспективу для обзора сверху, то перед вами предстала спираль с баром. Простирается на 120000 световых лет и 1000 световых лет в ширину. Многие годы ученые думали, что видят 4 рукава, но их всего два: Щита-Центавра и Стрельца.
Рукава создаются плотными волнами, вращающимися вокруг галактики. Они передвигаются по площади, поэтому сдавливают пыль и газ. Этот процесс запускает активное рождение звезд. Подобное происходит во всех галактиках этого типа.
Если вам попадались фото Млечного Пути, то все они являются художественными интерпретациями или же другими похожими галактиками. Нам было сложно осознать его внешний вид, так как мы расположены внутри. Представьте, что вы хотите описать дом снаружи, если никогда не покидали его стен. Но ведь всегда можно выглянуть в окно и посмотреть на соседние строения. На нижнем рисунке можно легко понять, где находится Солнечная система в галактике Млечный Путь.
Система рукавов Млечного Пути
Наземные и космические миссии позволили понять, что в галактике проживают 100-400 миллиардов звезд. У каждой из них может быть одна планета, то есть, галактика Млечный Путь способна приютить сотни миллиардов планет, 17 миллиардов из которых по размеру и массе подобны Земле.
Примерно 90% галактической массы уходит на темную материю. Никто так и не может объяснить, с чем мы сталкиваемся. В принципе, ее пока не удалось увидеть, но мы знаем о присутствии благодаря быстрому галактическому вращению и прочим воздействиям. Именно она удерживает галактики от разрушений при вращении. Посмотрите видео, чтобы больше узнать о звездах Млечного Пути.
Положение Солнца в галактике Млечный Путь
Между двумя главными рукавами находится рукав Ориона, в котором на 27000 световых лет от центра расположена наша система. Жаловаться на удаленность не стоит, ведь в центральной части притаилась сверхмассивная черная дыра (Стрелец А*).
Структура Млечного Пути: вид сбоку
У нашей звезды Солнца уходит 240 миллионов лет, чтобы облететь галактику (космический год). Это звучит невероятно, ведь в прошлый раз, когда Солнце было в этом районе, по Земле бродили динозавры. За все свое существование звезда совершила примерно 18-20 пролетов. То есть, она родилась 18.4 космических лет назад, а возраст галактики – 61 космических лет.
Столкновение Млечного Пути и Андромеды
Млечный Путь не просто вращается, но еще и движется в самой Вселенной. И хотя пространство велико, никто не застрахован от столкновений.
Вид будущего слияния Млечного Пути и Андромеды
По расчетам, примерно через 4 миллиарда лет наша галактика Млечный Путь столкнется с галактикой Андромеды. Они приближаются на скорости в 112 км/с. После столкновения активируется процесс рождения звезд. В целом, Андромеда не самый аккуратный гонщик, как так в прошлом уже врезалась в другие галактики (заметно большое пылевое кольцо в центре).
На снимке отображена туманность Угольный Мешок. Слева расположена Альфа Центавра и Бета Центавра, а справа – Южный Крест
Но землянам не стоит переживать по поводу будущего события. Ведь к тому времени Солнце уже взорвется и уничтожит нашу планету.
Что ждет Млечный Путь?
Полагают, что Млечный Путь появился из-за слияния меньших галактик. Этот процесс продолжается, так как к нам уже мчится галактика Андромеды, чтобы через 3-4 миллиарда лет создать гигантский эллипс.
Составное изображение галактик в Сверхскоплении Девы
Млечный Путь и Андромеда не существуют в изоляции, а входят в Местную группу, которая также является частью Сверхскопления Девы. На этой гигантской области (110 миллионов световых лет) располагается 100 групп и галактических скоплений.
Если вам так и не удалось полюбоваться родной галактикой, то сделайте это как можно скорее. Найдите тихое и темное место с открытым небом и просто насладитесь этой удивительной звездной коллекцией. Напомним, что на сайте есть виртуальная 3D-модель галактики Млечный Путь, позволяющая изучить все звезды, скопления, туманности и известные планеты в режиме онлайн. А наша карта звездного неба поможет отыскать все эти небесные тела на небе самостоятельно, если решили купить телескоп.
Источник