Центр Млечного пути
Говоря про нашу галактику, не может не возникнуть вопрос о том, что находится в центре Млечного пути.
Центр Млечного пути это ядро, в котором происходит звёздообразование. Благодаря активности ядра и образовалась вся галактическая система. На самом деле, центр Млечного пути относительно небольшая территория. Её радиус равен приблизительно 1000 парсек. По меркам Вселенной это немного.
Парсек
Мы не можем увидеть невооружённым глазом и даже с помощью телескопа середину галактики. Поскольку огромное количество межзвёздного газа и пыли ослабляет свет, идущий от центральной части Млечного пути.
Что расположено в центре Млечного пути
Недавно учёные сделали вывод, что в середине млечного пути находится сверхмассивная чёрная дыра. Такое мнение сложилось исходя из данных, полученных с помощью работы телескопов ESO.
Обнаружение чёрных дыр довольно сложный процесс. В основном определяют их по процессам и явлениям, которые происходят вокруг чёрной дыры. Вероятно, именно поэтому мы знаем о чёрных дырах немного. Хотя учёные утверждают, что они могут находиться в двух состояниях. Первое, это спокойное положение. Второе, наоборот, активное. Как считают, на данный момент наша центральная чёрная дыра состоит в покое.
Чёрная дыра
Кроме того, что чёрная дыра находится в середине млечного пути, считается, что она может преобразовывать материю в энергию. Более того, она способна выталкивать вещества со скоростью света. На самом деле, такие свойства обнаружены только у центра нашей галактики. Возможно, потому что не всё ещё исследовано. А может быть, это единственная уникальная особенность чёрной дыры, которая есть у Млечного пути.
Где расположено Солнце в Млечном пути
Для того, чтобы понять в какой области Млечного пути располагается Солнце, необходимо иметь представление о структуре нашей галактики. Напомним, что она относится к спиральному виду. То есть существуют рукава галактики.
Солнце
Учёные определили, что наша главная звезда относится к рукаву Ориона. Они обнаружили его на внутреннем крае данного рукава. Стоит отметить, что Орион является ответвлением рукава Стрельца.
Ранее предполагалось, что Солнце находится в центре галактики Млечный путь. Однако, по мере изучения, оказалось что это не так. На самом деле оно расположилось как бы на окраине галактики. Если точнее на расстоянии примерно 25 тысяч световых лет от ядра. К тому же ближе к центру галактического диска.
Солнечная система во Млечном пути
Источник
Что находится в центре Млечного Пути?
Вращение – естественный процесс во всём Мироздании. Так, планеты вращаются вокруг себя и Солнца, а Солнце вместе с планетами вращается вокруг центра нашей галактики вместе с миллиардами других звёзд и планет. Но из чего же состоит сам центр галактики? Какой он?
К сожалению, с Земли увидеть «сердце» нашей галактики не представляется возможным из-за того, что Солнечная система расположена как раз в такой точке Млечного Пути, что гигантские темные облака пыли загораживают собой ядро для наблюдателя. Когда вы любуетесь россыпью звёзд – этой сияющей «тропинкой» на небосводе, вы видите лишь малую часть нашей огромной галактики, диаметр которой – примерно 100 000 – 120 000 световых лет. Солнце располагается с внутренней стороны рукава Ориона, поэтому именно его-то мы и видим. А вообще пытаться представить, как выглядит родная галактика – всё равно, что сидеть в квартире и думать, как же выглядит весь многоквартирный дом? Но мы, всё же, попытаемся.
Вы когда-нибудь замечали, что Млечный Путь на небе особенно красив, если смотреть в южном направлении – в сторону созвездий Щита, Скорпиона и Стрельца? Именно в этом направлении и расположен центр нашей галактики, и в этой же области располагаются самые густые пылевые облака и крупные звёздные скопления, поэтому Млечный Путь здесь выглядит более ярким. Принимая во внимание тот факт, что мы видим созвездие Стрельца “со стороны”, учёные сделали вывод, что наша Солнечная система находится примерно в 28 000 световых лет от «сердца» Млечного Пути, то есть, примерно на середине её радиуса, или даже несколько ближе к краю. Мы вместе с нашей Солнечной системой движемся внутри галактики со скоростью примерно равной 250 км/с. Траектория движения Солнечной системы вокруг центра галактики толком еще неизвестна, но если она близка к кругу, что вероятно, то один оборот Солнце совершает за 200 миллионов лет. Этот период называется галактическим годом и необходим лишь для измерения очень больших промежутков времени.
Вся история человечества в сравнении с таким периодом — одно мгновение! Если бы мы могли видеть, как Солнце несется и заворачивает по своей орбите, как мы видим поезд, заворачивающий на закруглении пути, то у нас бы вряд ли получилось уследить за движением планет вокруг Солнца: они бы казались вертящимися быстрее, чем лопасти вертолёта.
Чтобы узнать, что в центре галактики, надо заглянуть в созвездие Стрельца. В галактической плоскости сосредоточено большое количество межзвёздной пыли, из-за которой свет, идущий от галактического центра, ослабляется настолько, что его невозможно увидеть ни невооруженным глазом, ни даже в хороший мощный телескоп. Галактический центр наблюдается в радиодиапазоне, а также в диапазонах инфракрасных, рентгеновских и гамма-лучей.
Самой крупной особенностью галактического центра является звёздный балдж , состоящий в основном из старых звёзд, движущихся по вытянутым орбитам. Чем ближе к галактическому центру, тем больше «концентрация» звёзд. Именно здесь находится настоящая «фабрика звёзд»: внутри скопления учёные нашли газовый диск радиусом около 2 300 световых лет и массой около ста миллионов масс Солнца – тут-то и содержится центральная область звёздообразования. Ближе к центру находится вращающееся и расширяющееся кольцо из молекулярного водорода, масса которого составляет около ста тысяч масс Солнца, а радиус — около 480 световых лет, а в самом центре проживает гигантская сверхмассивная чёрная дыра, что показано исследованием орбит близлежащих звёзд.
Это самый настоящий монстр. Она вмещает в себя 4,3 миллиона солнечных масс! Её диаметр составляет 44 миллиона км. Назвали эту чёрную дыру Стрелец А*. На самом деле «сердце» Млечного Пути очень суровое: здесь неспокойно из-за чудовищной гравитации чёрной дыры. Она порождает постоянные звёздные штормы. Волны возмущённого вещества, сталкиваясь, постоянно нагреваются и ослепительно сверкают. Откуда же возникает такой процесс, если чёрная дыра пожирает всё на своём пути?!
Чёрная дыра может быть «в спячке» и совершенно никак себя не проявлять до тех пор, пока рядом не окажется какая-нибудь «добыча». Она – точно змей в засаде, и прождать своего часа может бесконечно долго. Но как только вещество приближается к ней на опасное расстояние, чёрная дыра уж точно не упустит своё «лакомство» — вещества, попавшие в поле действия сил притяжения черной дыры, закручиваются по спирали, и постепенно дыра поглощает их. Но она действует, как змея: «добыча» поглощается ей не сразу, а вещество затягивается постепенно. «Жертва» то исчезает в темной бездне, то снова появляется, своеобразными рывками, на ее поверхности. Этот процесс можно сравнить со сливом воды в раковину. В момент, когда вода закручивается и приближается к сливу, часть ее энергии переходит в звуковую волну. Таким же образом и во время поглощения объектов черной дырой возникает энергия.
Такие явления – не редкость во Вселенной. Подобные сверхмассивные чёрные дыры «живут» не только в «сердце» Млечного Пути. Как же они там появляются?
Самая известная гипотеза объясняет это так: из гигантских газовых облаков создаётся релятивистская звезда (вращающаяся сверхмассивная звезда). Она выходит из состояния равновесия, взрывается и в процессе взрыва эта звезда мгновенно коллапсирует, миновав, при этом, стадию выброса значительных масс вещества, поэтому вес объекта не теряется, и она, сжимаясь, превращается в тяжеловесную чёрную дыру.
Другая версия говорит о том, что первичные чёрные дыры зародились ещё во времена молодой Вселенной вследствие глобальных возмущений, вызванных Большим взрывом. Масса первичных чёрных дыр наращивалась миллиарды лет.
Опасна ли эта чёрная дыра для нас? Учёные полагают, с одной стороны, что чёрные дыры – это бомбы замедленного действия, ведь никогда не знаешь, какой массивный объект может «попасться ей на десерт», и какой выброс энергии вследствие этой «трапезы» может получиться. С другой стороны, Стрелец А* является неотъемлемой частью Млечного Пути, и наша галактика формировалась вместе с этой чёрной дырой. Как она не съела всю материю? Очень просто – не подходи близко, и не станешь «обедом». Когда эта чёрная дыра поглощала материю, она выталкивала энергию, которая и провоцировала рождение новых звёзд и даже планет. Не будь чёрной дыры, наша галактика была бы бесформенной массой, не удерживаемой гравитационными полями. С этой точки зрения получается, что «монстр» не страшен, а, наоборот, даже полезен! Если бы чёрная дыра была больше и активнее, жизнь на Земле вряд ли бы зародилась из-за опасного излучения радиации, а будь она меньше, то, возможно, Солнечная система не была бы сформирована вовсе. Именно такой размер чёрной дыры в центре Млечного Пути позволяет поддерживать безопасный баланс. Мы живём на безопасном расстоянии от «сердца» Млечного Пути, поэтому апокалипсиса не получится!
Подводя итоги, следует сказать, что наша чёрная дыра – особенная. В отличие от других многочисленных космических тел, она обладает уникальными способностями — преобразовывать материю в энергию и выталкивать вещество со скоростью, близкой к скорости света. На данный момент во всей Вселенной пока не обнаружено ни одного подобного ей объекта, обладающего столь невероятными свойствами.
Источник
Журнал «Все о Космосе»
Млечный Путь
Млечный путь (компьютерная модель). Спиральная галактика с перемычкой. Доминируют два из четырёх рукавов.
Млечный Путь вместе с Галактикой Андромеды (М31), Галактикой Треугольника (М33), и более 40 карликовыми галактиками-спутниками — своими и Андромеды — образуют Местную Группу галактик, которая входит в Местное Сверхскопление (Сверхскопление Девы).
Этимология
Название Млечный Путь распространено в западной культуре и является калькой с лат. via lactea «молочная дорога», которое, в свою очередь, калька с др.-греч. ϰύϰλος γαλαξίας «молочный круг». Название Галактика образовано по аналогии с др.-греч. γαλαϰτιϰός «молочный». По древнегреческой легенде, Зевс решил сделать своего сына Геракла, рождённого от смертной женщины, бессмертным, и для этого подложил его 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.
В советской астрономической школе галактика Млечный Путь называлась просто «наша Галактика» или «система Млечный Путь»; словосочетание «Млечный путь» использовалось для обозначения видимых звёзд, которые оптически для наблюдателя составляют Млечный Путь.
Вне западной культуры имеется масса других названий Млечного Пути. Слово «Путь» часто остаётся, слово «Млечный» заменяется на другие эпитеты.
Структура Галактики
Диаметр Галактики составляет около 30 тысяч парсек (порядка 100 000 световых лет, 1 квинтиллион километров) при оценочной средней толщине порядка 1000 световых лет. Галактика содержит, по самой низкой оценке, порядка 200 миллиардов звёзд (современная оценка колеблется в диапазоне предположений от 200 до 400 миллиардов). Основная масса звёзд расположена в форме плоского диска. По состоянию на январь 2009, масса Галактики оценивается в 3·10 12 масс Солнца, или 6·10 42 кг. Новая минимальная оценка определяет массу галактики всего в 5·10 11 масс Солнца. Бо́льшая часть массы Галактики содержится не в звёздах и межзвёздном газе, а в несветящемся гало из тёмной материи.
Лишь в 1980-х годах астрономы высказали предположение, что Млечный Путь является спиральной галактикой с перемычкой, а не обычной спиральной галактикой. Это предположение было подтверждено в 2005 году космическим телескопом имени Лаймана Спитцера, который показал, что центральная перемычка нашей галактики является большей, чем считалось ранее.
По оценкам ученых, галактический диск, выдающийся в разные стороны в районе галактического центра, имеет диаметр около 100 000 световых лет. По сравнению с гало, диск вращается заметно быстрее. Скорость его вращения неодинакова на различных расстояниях от центра. Она стремительно 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 M☉.
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 распределен неравномерно, образуя многочисленные газовые облака — от гигантских неоднородных по структуре облаков, протяженностью свыше нескольких тысяч световых лет, к небольшим облакам размерами не более парсека.
Галактический центр Млечного Пути в инфракрасном диапазоне.
Для центральных участков Галактики характерна сильная концентрация звезд: в каждом кубическом парсеке вблизи центра их содержится многие тысячи. Расстояния между звездами в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. Как и в большинстве других галактик, распределение массы в Млечном Пути такое, что орбитальная скорость большинства звезд Галактики не зависит в значительной степени от их расстояния до центра. Далее от центральной перемычки к внешнему кругу, обычная скорость обращения звезд составляет 210—240 км/с. Таким образом, такое распределение скорости, не наблюдаемое в солнечной системе, где различные орбиты имеют существенно различные скорости обращения, является одной из предпосылок к существованию темной материи.
Считается, что длина галактической перемычки составляет около 27 000 световых лет. Эта перемычка проходит через центр галактики под углом 44 ± 10 градусов к линии между нашим Солнцем и центром галактики. Она состоит преимущественно из красных звезд, которые считаются очень старыми. Перемычка окружена кольцом, называемым «Кольцом в пять килопарсек». 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.
В 2016 году японские астрофизики сообщили об обнаружении в Галактическом центре второй гигантской чёрной дыры. Эта чёрная дыра находится в 200 световых годах от центра Млечного Пути. Наблюдаемый астрономический объект с облаком занимает область пространства диаметром 0,3 светового года, а его масса составляет 100 тысяч масс Солнца. Пока точно не установлена природа этого объекта — это чёрная дыра или иной объект.
Рукава
Окрестности Млечного пути и его гало.
В то время как галактический диск содержит газ и пыль, что затрудняет прохождение видимого света, сфероидная компонента таких составляющих не содержит. Активное звездообразование происходит в диске (особенно в спиральных рукавах, являющихся зонами повышенной плотности). В гало звездообразование завершилось. Рассеянные скопления также встречаются преимущественно в диске. Считается, что основную массу нашей галактики составляет темная материя, которая формирует гало темной материи массой примерно 600 — 3000 миллиардов M☉. Гало темной материи сконцентрировано в направлении центра галактики.
Звезды и звездные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Так как вращение отдельных звезд происходит несколько беспорядочно (то есть скорости соседних звезд могут иметь любые направления), гало в целом вращается очень медленно.
История открытия Галактики
Большинство небесных тел объединяются в различные вращающиеся системы. Так, Луна обращается вокруг Земли, спутники планет-гигантов образуют свои, богатые телами, системы. На более высоком уровне, Земля и остальные планеты обращаются вокруг Солнца. Возникал естественный вопрос: не входит ли и Солнце в систему ещё большего размера?
Первое систематическое исследование этого вопроса выполнил в XVIII веке английский астроном Уильям Гершель. Он подсчитывал количество звёзд в разных областях неба и обнаружил, что на небе присутствует большой круг (впоследствии он был назван галактическим экватором), который делит небо на две равные части и на котором количество звёзд оказывается наибольшим. Кроме того, звёзд оказывается тем больше, чем ближе участок неба расположен к этому кругу. Наконец обнаружилось, что именно на этом круге располагается Млечный Путь. Благодаря этому Гершель догадался, что все наблюдаемые нами звёзды образуют гигантскую звёздную систему, которая сплюснута к галактическому экватору.
Вначале предполагалось, что все объекты Вселенной являются частями нашей Галактики, хотя ещё Кант высказывал предположение, что некоторые туманности могут быть галактиками, подобными Млечному Пути. Ещё в 1920 году вопрос о существовании внегалактических объектов вызывал дебаты (например, известный Большой спор между Харлоу Шепли и Гебером Кёртисом; первый отстаивал единственность нашей Галактики). Гипотеза Канта была окончательно доказана лишь в 1920-х годах, когда Эрнсту Эпику и Эдвину Хабблу удалось измерить расстояние до некоторых спиральных туманностей и показать, что по своему удалению они не могут входить в состав Галактики.
Расположение Солнца в Галактике
Согласно последним научным оценкам, расстояние от Солнца до галактического центра составляет 26 000 ± 1 400 световых лет, в то время как согласно предварительным оценкам наша звезда должна находиться на расстоянии около 35 000 световых лет от перемычки. Это означает, что Солнце расположено ближе к краю диска, чем к его центру. 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.
В окрестностях Солнца удается отследить участки двух спиральных рукавов, которые удалены от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где наблюдаются эти участки, им дали название рукав Стрельца и рукав Персея. Солнце расположено почти посередине между этими спиральными ветвями. Но сравнительно близко от нас (по галактическим меркам), в созвездии Ориона, проходит ещё один, не очень четко выраженный рукав — рукав Ориона, который считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.
Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики почти совпадает со скоростью волны уплотнения, образующей спиральный рукав. Такая ситуация является нетипичной для Галактики в целом: спиральные рукава вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы в колесах, а движение звезд происходит с другой закономерностью, поэтому почти все звездное население диска то попадает внутрь спиральных рукавов, то выпадает из них. Единственное место, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают — это так называемый коротационный круг, и именно на нём расположено Солнце.
Для Земли это обстоятельство чрезвычайно важно, поскольку в спиральных рукавах происходят бурные процессы, образующие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не смогла бы от него защитить. Но наша планета существует в сравнительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов (или даже миллиардов) лет не подвергалась воздействию этих космических катаклизмов. Возможно, именно поэтому на Земле смогла родиться и сохраниться жизнь.
Эволюция и будущее Галактики
Возможны столкновения нашей Галактики с иными галактиками, в том числе со столь крупной, как галактика Андромеды, однако конкретные предсказания пока невозможны ввиду незнания поперечной скорости внегалактических объектов.
Согласно опубликованном в сентябре 2014 года данным, по одной из моделей, через 4 млрд лет Млечный Путь «поглотит» Большое и Малое Магеллановы Облака, а через 5 млрд лет сам будет поглощён Туманностью Андромеды.
Модель
100 000 Звезд — Творческий проект компании Google по визуализации галактики Млечный Путь
Панорамы
Панорама Млечного Пути, сделанная в Долине Смерти, США, 2005 год.
Панорама южного неба, сделанная около обсерватории Параналь, Чили, 2009 год.
Источник