Ученые обозначили на карте, где во Вселенной мы находимся
Наш космический адрес простирается далеко за пределы Земли и Млечного пути.
Возможно, это не вписано у вас в паспорте, но все земляне теперь официально являются жителями Ланиакея. Это название, данное гигантскому сверхскоплению галактик, включая наш Млечный путь, означающее «неизмеримые небеса» на гавайском языке.
Структура диаметром 520 миллионов световых лет содержит 100 000 галактик и массу 100 квадриллионов звезд, как Солнце. Один световой год – это расстояние, которое свет (движущийся со скоростью 300 000 км в секунду) проходит за год, или 9,46 триллионов км.
Сама Ланиакея – это всего лишь небольшой уголок в наблюдаемой Вселенной.
Галактика Млечный путь
Ученые уже давно известно, что наши галактики не распределены случайно, а собраны в скопления.
Если представить это в больших масштабах, то галактики нанизаны как жемчужины, формируя светящиеся нити.
Когда они пересекаются, они формируют огромные сверхскопления галактик, чье движение находится под влиянием гравитации.
Наша галактика Млечный путь находится на краю одного из таких скоплений, размер которого был обозначен астрономами на карте.
Внутри Ланиакеи, галактики движутся внутрь области называемой Великий Аттрактор – большой гравитационной долины, которая притягивает галактики внутрь.
Сверхскопление Ланеиакея. Цвета представляют плотность: красный – высокая плотность, синий – пустоты. Отдельные галактики показаны белыми точками. Млечный путь – синяя точка с правого края области, отмеченной кругом.
Вокруг Ланиакеи находятся соседние сверхскопления Шепли, Геркулес, Кома и Персей-Рыбы.
Ученые обозначили границы Ланиакеи с помощью измерений скорости местных галактик. Они сравнили галактическое течение с водой на рельефе местности с горами и долинами, проследив внешнюю поверхность области, где движение галактик было направлено внутрь.
Размеры Вселенной
Насколько большой является Вселенная? Астрономы определили возраст Вселенной – 13,8 миллиардов лет. Так как существует связь между расстоянием и скоростью света, ученые могут рассматривать область космоса, которая находится на расстоянии 13,8 световых лет.
Как корабль в огромном океане, астрономы могут направлять в телескоп на расстоянии 13, 8 миллиардов световых лет. Таким образом, хотя может показаться, что Земля находится в наблюдаемом «шаре» диаметром около 28 миллиардов световых лет, он гораздо больше.
При этом слово «наблюдаемый» является ключевым, так как это границы, которые можно увидеть, но это не означает, что они заканчиваются.
Так как Вселенная расширяется, диаметр наблюдаемой Вселенной оценивается в 92 миллиарда световых лет.
Источник
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
В какой галактике мы живем?
Человечество представляет, как выглядят окружающие нас небесные тела. Но не каждый знает, как выглядим из космоса мы и в какой галактике находится планета Земля.
Обнаружение и наименование галактики Млечный Путь
Солнечная система и все видимые невооруженным глазом звезды на небе находятся в галактике с названием Млечный Путь.
Это пространство с размерами в световых годах:
- ширина — 1000;
- диаметр — 100000-120000.
Однако, по сравнению с другими объектами Вселенной, это далеко не наибольший гигант — даже соседняя Туманность Андромеды примерно в 2 раза (а по некоторым оценкам — в 5 раз) крупнее.
Млечный Путь постоянно поглощает соседние, более мелкие звездные системы, как раз сейчас находясь в процессе присоединения Карликовой галактики в созвездии Большого Пса.
Название астрономическое образование получило из древнегреческой легенды. Его видимые звезды — это якобы брызнувшие на небо струи молока из груди богини Геры, когда она кормила маленького Геракла — сына своего мужа Зевса, верховного бога, от смертной женщины. Слово «галактика» также переводится как «молочный».
Первые исследования Млечного Пути начал английский астроном У. Гершель в XVIII в.
Расположение Земли в галактике
Земля расположена на некотором отдалении от ядра системы. Это Обитаемая зона — участок, где в теории возможна жизнь.
Это «правильное» место с таким температурным режимом, чтобы на планетах, здесь расположенных, была вода в жидком состоянии. Только так могут зародиться живые организмы.
Эта зона начинается на отметке 13000 и заканчивается на расстоянии 35000 световых лет от ядра Млечного Пути. Расположение Земли — на расстоянии 20000-29000 световых лет, т. е. мы живем в середине этого участка.
Место галактики во Вселенной
Мы и наши непосредственные соседи (галактики Андромеды и Треугольника, а также около 40 карликовых звездных систем-спутников) входим в Местную группу галактик. Это образование является частью Сверхскопления Девы.
Структура и состав
Млечный Путь — это галактика спирального типа, имеющая в своей структуре своеобразную перемычку и 2 больших «рукава». Они начинаются на концах этой перемычки, состоят из более мелких ответвлений и представляют собой местоположение сгруппированных газовых облаков и звезд, которых здесь 400 млрд.
Ранее считалось, что таких главных отходящих ветвей 4, но исследования последних лет подтвердили существование только двух: это Киль Стрельца и Щит Центавра. Они образовались из плотных волн материи, которая вращалась вокруг нашей галактики.
Вокруг Млечного Пути раскинулась масса темной материи, пока еще не изученной. Она воздействует на окружающие предметы, например, удерживает нашу галактику от распада, который неминуемо наступил бы в процессе вращения.
Положение Солнца в галактике
Солнечная система равноудалена от центра галактики и от ее края примерно на 25000 световых лет и находится между главными ветвями, в небольшом рукаве Ориона. Его протяженность и диаметр — 10000 и 3500 световых лет соответственно.
Солнце и окружающие его тела находятся в области «жизненного оптимума» Млечного Пути.
Это спокойный район Вселенной, потому что:
- местные планеты давно сформированы;
- «блуждающие» небесные тела разрушились или покинули пределы системы;
- число мелких объектов уже снизилось и не представляет собой прежний хаос.
Интересные факты
Кроме Обитаемой зоны, в Млечном Пути имеется и Необитаемая. В ней изначально не было процессов, сделавших появление жизни на планетах возможным. Крупных звезд, остатки которых после взрывов стали «кирпичиками» для рождения углерода, кислорода, железа, кальция и других элементов, там взорвалось гораздо меньше. Потому содержание нужных для создания и поддержания жизни веществ здесь минимально.
Необитаемую зону галактики называют «плохим районом», но ядро Млечного Пути еще хуже. Коперник утверждал, что Земля находится в центре Вселенной, но сегодня мы знаем, что в этой точке располагается объект Стрелец А. Это источник мощного радиоизлучения, которого будет достаточно для испепеления любых форм жизни.
Потенциально не подходят для жизни из-за смертельного излучения еще одни жители Млечного Пути — звезды О-типа. Это горячие гиганты, излучающие громадные дозы ультрафиолетовых волн, убивающие в радиусе нескольких десятков световых лет от себя не только все живое, но и планеты до того, как их формирование закончится. Излучаемая О-звездами энергия не только «сдирает материю» с небесных тел, но и вырывает их с орбит.
У нашей галактики немало интересных, а иногда и странных соседей:
- Глизе-710, звезда — оранжевый карлик, более массивная, чем Солнце (на 60%), находящаяся от Земли на расстоянии всего 60-65 световых лет и постоянно приближающаяся.
- Облако Оорта — так называют обволакивающую нас по периметру громадную зону, полную ледяных глыб и валунов, являющуюся источником попадающих в Солнечную систему комет, астероидов и других мелких небесных тел.
- Альфа Центавра — ближайшая к Земле звезда. Она находится на расстоянии всего 4 световых года и состоит из 3 вращающихся друг вокруг друга небесных тел.
- Коричневые карлики — холодные и темные, излучающие мало света и потому сложные для наблюдения. Ближайшие из них находятся на расстоянии 9-40 световых лет, и некоторые такие прохладные, что до них даже можно дотронуться рукой.
- Экзопланеты, заметить которые сложно — ведь они не излучают света. Ближайшая из них находится в 10 световых годах отсюда и вращается вокруг одной из звезд созвездия Эридана. По свойствам эта планета напоминает Юпитер — является газовым гигантом.
Экзопланеты, находящиеся в непосредственной близости от Солнечной системы, называются трансплутоновыми, а после 2006 г., когда Плутон официально перестал считаться планетой, транснептуновыми. Во второй половине активно шли поиски Планеты Икс.
Ученые предсказывали, что этот объект похож габаритами на Юпитер и имеет ретроградную (обратно направленную) орбиту. Из экзопланет за пределами нашей системой в обратном направлении движется Wasp-17b. Она открыта в 2009 г. и находится совсем близко — на расстоянии около 1000 световых лет.
А еще в Млечном Пути встречаются «бездомные» планеты, открытые в начале 2010-х гг. Они начали существование как другие подобные небесные тела, но по какой-то причине сместились с орбиты и больше не вращаются вокруг звезды-родителя, хаотично блуждая по галактике.
Ожидаемое будущее и прогнозы
Вследствие постоянного движения нашей галактики и соседних с нею тел неминуемы их столкновения, но точные их даты и последствия предсказать невозможно: скорость внегалактических объектов пока неизвестна.
Через 4 млрд лет Млечный Путь может поглотить Малое и Большое Магеллановы Облака, свои галактики-спутники, а через 5 млрд лет его присоединит к себе Туманность Андромеды. Существует и другой вариант развития событий — два галактических гиганта через 4,5 млрд лет немного столкнутся друг с другом по касательной.
Стрелец А будет постоянно увеличиваться в размерах, став больше сегодняшнего состояния в 10 раз через 2 млрд лет. В результате этого он вытолкнет Солнечную систему в межгалактическое пространство.
Источник