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
Галактика Млечный Путь: структура, особенности, характеристики, строение
Галактика Млечный Путь представляет для астрономов наибольший интерес, поскольку в ней расположена Солнечная система, где находится Земля. Все звезды, которые способен разглядеть человеческий глаз без использования дополнительной техники, находятся в данном скоплении. Астрономы ежедневно изучают Млечный Путь и совершают открытия, которые помогают составить общее понимание об устройстве космоса.
Какую форму имеет Млечный Путь?
Эдвин Хаббл при наблюдении космоса и изучении галактик установил, что они могут иметь форму двух видов: спиральную и эллиптическую. Первые визуально выглядят как вращающийся диск, состоящий из изогнутых рукавов, плотно прилегающих друг к другу. К такому виду относится и Млечный Путь.
До изобретения радиотелескопов у человечества отсутствовала возможность точно определить размер и форму галактики. Поскольку в космическом пространстве присутствует пыль, она препятствует прохождению света от звезд. Это порождает погрешности при изучении. Однако эти телескопы позволяют наблюдать за радиоволнами, которые проходят сквозь быль.
Изобретение помогло определить точное расстояние большинства звезд Млечного Пути и установить их скорость движения. После соединения данных о каждом объекте стало понятно, что все они вращаются по спирали и находятся в отдельных рукавах.
Млечный Путь: главные особенности
Одна из основных особенностей галактики кроется в ее названии. Существует древнегреческая легенда, что титан Кронос поедал младенцев, которые рожала от него Рея. Мать сильно горевала по этому поводу, и когда пятеро детей были съедены, она решила спасти Зевса, последнего сына. Рея завернула в одеяло камень и отнесла Кроносу. Он ощупал сверток и попросил покормить младенца, чтобы тот набрал вес. Девушка брызнула на камень молоком, и то отскочило от него, разместившись на небе в виде Млечного Пути. Когда Зевс вырос, он сверг титана и стал главным среди богов.
Другая особенность галактики – способность поглощать другие. Вокруг млечного пути постепенно движется несколько звездных скоплений, находящихся в разных созвездиях. Они попадают под влияние Млечного Пути и затягиваются в его рукава.
Однако галактика не всегда будет затягивать меньших собратьев. Сейчас она уже взаимодействует с Андромедой, которая значительно больше по габаритам. Ученые полагают, что через 3-4 млрд лет обе галактики столкнутся, и Млечный Путь будет поглощен.
Основные характеристики и параметры Млечного Пути
Поскольку Солнечная система находится внутри Млечного Пути, эта галактика стала первой, которую начали изучать ученые при появлении соответствующих технологий. Сейчас она хорошо изучена, и большинство параметров установлены с максимальной точностью.
Характеристики млечного пути выглядят следующим образом:
- относится к типу спиральных галактик;
- вместе с близлежащими скоплениями входит в Местную группу;
- диаметр Млечного Пути равен примерно 100 тысяч световых лет;
- галактика насчитывает от 200 до 400 млрд звезд;
- Солнце расположено в отдалении от центра на 27 тысяч световых лет;
- Солнечная система вращается вокруг галактического центра со скоростью 230 км/с;
- общая масса объектов Млечного Пути составляет полтора триллиона солнечных масс.
Нужно понимать, что из-за большого размера характеристики могут иметь погрешность.
Структура и состав Млечного пути
В центре галактики находится яркое ядро, состоящее из миллиардов звезд. Его размер трудно измерить, но ученые полагают, что протяженность составляет несколько тысяч парсек (1 пар = 30,86 трлн км). Также существует мнение, что в центре Млечного Пути располагается черная дыра.
Через середину галактики проходит перемычка длинною в 27 тысяч световых лет. Причем она располагается под углом в 44 градуса относительно Солнца. Млечный Путь состоит преимущественно из звезд, пыли, газа и созвездий. Причем молодые объекты удалены от центра.
Вокруг Млечного Пути находится темное гало, где присутствуют карликовые галактики и звездные скопления. Они подвергаются влиянию столь большого объекта и вращаются относительно него.
Рукава движутся вокруг центра, представляя собой спиральный диск. Из-за этого галактика является довольно плоской, если наблюдать ее сбоку. Выделяют пять основных рукавов:
Солнечная система располагается в рукаве Ориона, ближе к внутренней стороне.
Размер
Принято считать, что диаметр Млечного Пути составляет 100 000 световых лет, а в ширину – 1000 световых лет. Однако несколько лет назад ученые из Канарского института провели детальное исследование и установили, что протяженность галактики может составлять 200 000 световых лет.
В 2020 году астрофизики завершили новое исследование, по результатам которого новый диаметр Млечного Пути может составлять 1 900 000 световых лет. Однако данная информация еще не подтверждена.
Число звезд – Сколько звезд в Млечном пути?
В состав Млечного Пути входит примерно 400 миллиардов звезд, большая часть из которых находится в прилегающих рукавах. Помимо них в галактике содержатся от 25 до 110 миллиардов бурых карликов. Их яркости и размеров недостаточно, чтобы отнести к полноценным звездам.
Масса
Вокруг Млечного Пути, в гало, содержится темная материя, которая и составляет большую часть массы. Из-за этого ученым трудно вычислить точное значение. В 2009-ом году считалось, что масса галактики составляет 6 * 10’42 кг.
Но спустя 10 лет были проведены более точные исследования. В 2019-ом было доказано, что на протяженности в 130 000 световых лет этот параметр в 2 раза больше.
Чтобы более детально изучить диск Млечного Пути, ученые до сих пор разрабатывают универсальные технологии. Благодаря этому удается наблюдать объекты на больших расстояниях и получать новые сведения.
Диск имеет протяженность в 100 000 световых лет и постоянно вращается, причем в определенных областях делает это по-разному. В центре объекты находятся в статичном состоянии, но при отдалении некоторые звезды начинают двигаться со скоростью 200-230 км/с, а то и быстрее.
Плоский диск состоит преимущественно из молодых звезд, возраст которых не больше нескольких миллиардов лет. Возраст самих же рукавов составляет 10 миллиардов лет. На отдалении от Млечного Пути располагаются более взрослые объекты.
В центре Млечного Пути расположено большое шарообразное уплотнение длинною в 27 тысяч световых лет, называемое балджем. Предположительно, в нем располагаются большая черная дыра Стрелец А и еще одна средних размеров. Они окружены звездами, которые и заставляют ядро светиться.
Через центр галактики пролегает перемычка, состоящая в основном из красных звезд, являющихся очень старыми. В 2016-ом году японские астрономы обнаружили на расстоянии в 200 световых лет от нее гигантскую черную дыру, масса которой равна ста тысячам Солнц. А спустя два года были открыты 12 систем, находящихся рядом с ядром, внутри которых также могут располагаться черные дыры.
Рукава
Поскольку Млечный Путь – спиральная галактика, у нее имеются рукава, лежащие в дисковой плоскости. Вокруг них находится гало, также называемое “короной”. Поскольку Солнечная система находится в рукаве Ориона, внутри диска, ученые не могут взглянуть на его структуру со стороны.
Однако продвинутые исследования с использованием свойств водорода помогают составить теоретическую картину того, как выглядят рукава. Предполагается, что они плотно расположены друг к другу, более того, среди них могут быть двойные, имеющие общую область. А не так давно астрономы выдвинули теорию, что Млечный Путь может иметь четырехрукавную структуру.
Гало окутывает диск Млечного Пути и имеет сферическую форму. Его протяженность в разные стороны по оценкам составляет от 5 до 10 тысяч световых лет. В нем находятся звезды и скопления большого возраста.
Предположительно гало образовалось 12 миллиардов лет назад. На это указывают старые скопления, включающие в себя до миллиона звезд. Все имеющиеся объекты внутри сферы вращаются по вытянутым орбитам, находясь под влиянием диска. Они могут двигаться в разных направлениях, но их скорость всегда невысока. И если в последнем содержится немало газа и пыли, из которых образуются объекты, то в гало они практически полностью отсутствуют. Из-за этого его структура является полностью сформированной, и в ней не появляются новые звезды.
Светимость
Как и большинство объектов во Вселенной, Млечный Путь имеет определенную яркость, которая равна примерно 21 m. Такое же значение получится, если совместить свет от 10 миллиардов Солнц. Аналогичное свечение испускает лампочка, мощность которой составляет 8,3 * 10’36 Вт.
Место Млечного пути во Вселенной
В 2015-ом году ученые из гавайского Астрономического института решили определить точное расположение Млечного Пути во вселенной. Помимо того, что галактика относится к Местной группе, она входит в Ланиакею. Это область протяженностью в 500 миллионов световых лет, где находятся сотни тысяч звездных скоплений.
Но Ланиакея далеко не крупнейший объект во Вселенной. Она является лишь частью сверхскопления Кита, который, в свою очередь, входит в группу Рыб – пространственных областей, где сосредоточено огромное количество галактик.
Ученые до сих пор не могут точно отследить движение объектов внутри Ланиакеи. На данный момент считается, что Млечный Путь постепенно уходит вглубь скопления.
Галактика Млечный Путь и что ее окружает
С тех пор, как произошел Большой Взрыв, и образовалась Вселенная, все объекты в пространстве находятся в непрерывном движении. Некоторые являются настолько древними, что уже успели пройти большую часть своего пути, а другие еще только начинают формироваться.
Всего лишь пару веков назад астрономы полагали, что Млечный Путь – это и есть Вселенная, и за его границами нет ничего. Но изобретение более современных телескопов позволило узнать, что существуют и другие галактики.
Млечный Путь окружают объекты, входящие в состав Местной группы. Самым крупным из них считается Андромеда, размеры которой в два раза больше. Также в отдалении находится спиральная галактика Треугольника. Вокруг данных объектов располагаются их спутники. Они представлены в виде карликовых скоплений, которые движутся вокруг.
В состав Местной группы также входят неправильные и эллиптические галактики, лежащие в определенных созвездиях.
Класс и общее строение
По классу Млечный Путь относится к спиральным галактикам с пролегающей через центр перемычкой. Данный тип считается самым распространенным во Вселенной. Спиральные составляют примерно 56% от общего количества галактик, и 65% из них имеют перемычку.
В центре Млечного Пути располагается активное ядро, выпускающее в пространство большое количество энергии. Вокруг него сосредоточен диск, состоящий из газа, пыли и объектов, вращающихся на большой скорости. Возле центра располагается балдж, через который проходит перемычка. Он состоит из большого количества гигантских звезд.
Через балдж проходит перемычка, к которой прикреплены рукава. В ней сосредоточено большое количество газа, из-за чего здесь до сих пор появляются новые звезды. Объекты внутри рукавов вращаются с разными скоростями, причем ту область, где располагается Солнечная система, можно назвать самой спокойной. Здесь отсутствуют большие скопления галактической пыли, которые отрицательно влияют на звезды и планеты.
Вокруг видимого диска Млечного Пути располагается гало – гигантская сферическая область, в которой встречаются разовые скопления. Они также движутся относительно центра галактики, но гораздо медленнее и хаотичнее, нежели объекты внутри диска. Не так давно астрономы установили, что скопления внутри гало – это бывшие карликовые галактики, которые поглотил Млечный Путь.
Теоретические модели нашей галактики
Еще в древности ученые полагали, что звезды на ночном небе являются частью единого целого, и все они движутся под взаимным влиянием. Однако технологий того времени не хватало, чтобы построить точную модель галактики. Лишь в 1700-ом году Уильям Гершель смог доказать, что Млечный Путь имеет форму диска.
Во второй половине XIX века астроном Якобус Корнели Каптейн составил теоретическую модель галактики. Ее протяженность составила 70 тысяч световых лет. Также ученый установил, что Солнечная система не возле ядра, а в стороне от него.
В первой половине XX века Эдвин Хаббл определил, что галактики двигаются в пространстве. Также он разделил их на спиральные и эллиптические. Данных сведений хватило, чтобы в будущем определить тип Млечного Пути и составить его модель, которая является максимально достоверной.
Место Солнца в галактике
Как уже говорилось выше, Солнечная система располагается не в ядре Млечного Пути. Солнце появилось между рукавами Стрельца и Персея. Их спиральные ветви отдалены на 4 тысячи световых лет.
Солнечная система размещается ближе к краю галактического диска, нежели к центру. Ее отдаление от последнего составляет примерно 28 тысяч световых лет. Солнце постепенно двигается вокруг ядра Млечного Пути, и на полный оборот уходит более 220 млн лет. Это говорит о том, что Земля с момента появления обогнула галактику примерно 30 раз.
Солнце находится в той области Млечного Пути, где спиральные ветви и светила двигаются с одинаковой скоростью. Из-за этого звезда и планеты не подвергаются непрерывному воздействию газа, пыли и других веществ. Ученые считают, что Солнечной системе очень повезло появиться именно в этой области, ведь иначе существование живых существ на Земле было бы невозможным.
Расположение звезд
Любые звезды, которые способен рассмотреть человеческий глаз на небе, находятся в области рукава Ориона. Как правило, при хорошем освещении можно разглядеть примерно 9 тысяч звезд.
Большое количество светил располагается в центре галактики, именно поэтому он испускает такой яркий свет. Далее по диску распределяются более молодые объекты, входящие в состав разных созвездий и относящихся к одному из рукавов.
В гало также имеются звезды, но их количество очень мало по сравнению с теми, что “обитают” в центре. Если скопления в рукавах могут насчитывать по несколько миллиардов, то в темной области счет идет на миллионы. Причем основная часть звезд в гало уже прожила большую половину своей жизни, и они считаются очень старыми.
История и будущее Млечного Пути
Ученые не могут назвать точный возраст Млечного Пути, но галактика считается довольно древней. Доказательством тому является звезда HD 140283. Она находится в ее области и лишь на 100 млн лет младше, чем Вселенная.
Было установлено, что все вещества, которые находятся в пространстве Млечного Пути и входят в состав его светил, уже раньше принадлежали другим звездам. Однако последние просуществовали недолго и взорвались. Выброшенные в атмосферу газы постепенно притягивались, пока не образовали галактику.
Когда Млечный Путь сформировался, он занялся поглощением своих спутников – карликовых галактик. Даже сейчас его южный полюс постепенно вытягивает газы из обоих Магеллановых облаков.
По данным ученых, галактика уже прожила половину отведенного ей времени. В ее областях практически не осталось газа для формирования новых звезд. Однако последние еще достаточно молоды, поэтому смогут существовать долгое время. Ожидается, что гаснуть светила начнут примерно через 5 млрд лет. И тогда Млечный Путь начнет сближаться с Андромедой. Обе галактики осуществят взаимное поглощение, однако из-за больших размеров у последней больше шансов выйти победителем из этого противостояния.
Но астрономы не гарантируют, что события будут развиваться по этому сценарию. Учитывая, что до них еще несколько миллиардов лет, за этот период времени все может кардинально измениться.
Мифология
В мифологиях разных стран имеются свои легенды о появлении Млечного Пути. В некоторых арабских государствах есть история о боге Ваагне, который украл солому у Баршама и скрылся от него на небе. Убегая, он постепенно терял ветки и тростинки, которые и образовали галактику.
В Венгрии верят в то, что звезды Млечного Пути – это искры из под копыт коня Атиллы, который спустился с неба, чтобы помочь секеям. В Индии есть поверье, что галактика образовалась в результате того, что розовая корова пролила молоко на небо. В Китае и Японии есть мифы, что Млечный Путь – это река, разлившаяся по небу. В маорийской мифологии его считали лодкой, на которой Боги плывут по небу.
Индейцы были убеждены, что галактика состоит из пепла. Его специально рассыпала девушка, которая хотела показать воинам дорогу домой. В Финляндии верили, что Млечный Путь образовался в результате птичьих полетов по небу. Также и другие страны нередко связывают появление галактики с пернатыми и их возможностью летать.
Интересное видео о Млечном Пути
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник