Что представляет собой наша галактика «Млечный путь»?
Наша галактика — как мы видим её и какова она на самом деле
В ясную, безлунную ночь через все небо светлой дугой перекидывается бледная, слабо сияющая лента — Млечный путь, как кольцо опоясывающая всё небо. Посмотрев на нее в телескоп, вы убеждаетесь, что это огромное скопище очень слабых звезд.
Так как Млечный путь опоясывает все небо, деля его почти пополам, то, очевидно, наша солнечная система находится вблизи этой плоскости, вблизи галактической плоскости, как ее называют.
Чем дальше от плоскости Млечного пути, тем меньше там слабых звезд и тем на меньшее расстояние в этих направлениях тянется звездная система. В общем, наша звездная система, названная Галактикой, занимает пространство, со стороны напоминающее линзу. Она сплющена — толще всего в середине и утончается к краям. Если бы мы могли видеть ее «сверху» или «снизу», она имела бы, грубо говоря, вид круга (не кольца). «Сбоку» же она выглядела бы, как веретено. Но каковы размеры этого «веретена»? Однородно ли расположение звезд в нем?
Это выяснилось уже за последние годы, хотя на этот вопрос ответ дает уже простое рассматривание Млечного пути, который весь состоит как бы из нагромождения звездных облаков. Одни облака ярче, в них больше звезд (как, например, в созвездиях Стрельца и Лебедя), другие же беднее звездами. Солнечная система также находится в одном из них, называемом местной системой.
Млечный путь – как мы можем видеть его с Земли
Самые мощные облака звезд находятся в направлении созвездия Стрельца – именно там находится ядро галактики, именно там Млечный путь наиболее ярок. Учитывая, что мы видим созвездие Стрельца “со стороны”, логично сделать и вывод, что наша солнечная система находится далеко не в центре Галактики “Млечный путь”, а скорее смещена ближе к её краю.
Учитывая, что поперечник нашей Галактики составляет почти 100 тысяч световых лет, солнечная система отстоит от ее центра на 25 тысяч световых лет, то-есть примерно на половину ее радиуса.
Солнечная система обращается около центра Галактики, лежащего от нас на расстоянии 25 тысяч световых лет в направлении созвездия Стрельца, со скоростью 250 км/сек. Форма её орбиты как следует еще неизвестна, но если она близка к кругу, что вероятно, то один оборот по ней Солнце завершает за 200 миллионов лет. Этот период, если хотите, можно принять за «космический год» для измерения очень больших промежутков времени.
Вся история человечества в сравнении с таким периодом — только краткий миг! Если бы мы могли видеть, как Солнце несется и заворачивает по своей орбите, как мы видим поезд, заворачивающий на закруглении пути, то мы не могли бы уследить за оборотами планет около Солнца: они бы казались вертящимися быстрей, чем электрический вентилятор.
При вращении вокруг центра Галактики не все звезды движутся совершенно одинаково, и, например, короткопериодические цефеиды отстают от Солнца на 100 километров за каждую секунду.
Движение нашей солнечной системы со скоростью 20 км/сек в направлении к нашей “соседке” созвездию Лиры — это движение внутри нашего звездного облака, или местной системы. Оно мало и не мешает нам вместе со всей местной системой обращаться вокруг галактического центра.
Каким ярким должен был бы казаться центр нашей Галактики — облака звезд Млечного пути в созвездии Стрельца, если бы их не скрадывало, не затмевало поглощение света в массах космической пыли, заполняющей пространство между нами и этим центром!
Масса нашей Галактики, оцениваемая сейчас разными способами, равна двумстам миллиардам масс Солнца, причем одна тысячная ее заключена в межзвездных газе и пыли. Масса галактики в Андромеде почти такова же, а масса галактики в Треугольнике оценивается в двадцать раз меньше.
Глядя на Млечный путь и другие галактики со стороны, кажется, что звезды находятся в нем так близко, что буквально трутся друг об друга боками. В действительности всё совсем не так.
Если построить модель Млечного Пути, в которой звезды изображались бы дождевыми каплями, то, чтобы дать правильное представление о распределении звезд внутри типичной галактики, взаимные расстояния капель должны были бы составлять приблизительно 65 км!
Следовательно, на каждый кубический сантиметр звездного вещества приходится свыше 10 000 000 000 000 000 000 000 000 кубических сантиметров почти пустого пространства.
Парадокс, но для изучения структуры Галактики “Млечный путь” мы находимся в очень невыгодном положении. Мы живем в ней и видим ее изнутри. Это как пытаться представить себе внешний вид своего дома, находясь в квартире и глядя в окно.
Но если наш дом — Галактика, то другие дома — это другие галактики. Следовательно, догадаться о внешнем виде нашего дома можно, изучая другие дома, видимые нами из окна.
Наблюдение Млечного пути на небе.
Впрочем, никто не мешает нам рассматривать на небе и то, что видно прямо “из окна”. Так что же увидит наблюдатель с Земли?
Млечный Путь проходит через созвездия Лебедя, Кассиопеи и Персея. В весенние вечера Млечный Путь почти не виден. Он протягивается по северной стороне небосклона небольшой и невысокой дугой от северо-запада (где стоит Персей) к северо-востоку (где стоит Лебедь). Самая верхняя точка этой дуги, в Кассиопее, находится на середине расстояния между Полярной звездой и горизонтом.
Летом Млечный Путь представляет величественную картину, особенно, когда созвездие Лебедя войдет в кульминацию, то есть станет прямо на юге, почти в зените. В летние ночи Млечный Путь перекидывается огромной дугой через все небо, достигая своей вершиной зенита. Он начинается на северо-востоке, от Персея, поднимается через Кассиопею к зениту и перекидывается на южную сторону, к Лебедю. От Лебедя Млечный Путь ниспадает двумя потоками к Орлу, проходит мимо Орла справа, спускается на юге по левому краю созвездия Змееносца и опускается под горизонт через созвездие Скорпиона.
В осенние вечера наше небо обыкновенно бывает подернуто туманом и облаками. Но если случится, что небо чисто и Млечный Путь виден, то он тогда еще великолепнее, чем летом. В осенние вечера Млечный Путь пересекает огромной белой радугой все небо от востока к западу и делит видимый небесный свод на две равных половины, северную и южную.
Наша «соседка», спиральная галактика М31. Возможно оттуда наш «Млечный путь» выглядит примерно также
Взглянете наверх — увидите в самом зените Кассиопею, всю осыпанную звездною пылью. От Кассиопеи Млечный путь спускается на западе к Лебедю, раздваивается у его главной звезды Денеб и затем теряется под краем неба двумя рукавами.
На другой стороне, на востоке, сияющий поток Млечного Пути спускается от Кассиопеи к Персею, обливает его своим блеском, так что звезды пятиугольника Персея теряются среди множества звезд Млечного Пути, затем спускается между Возничим и Андромедой к краю неба — ясной, светлой полосой.
Продолжение Млечного Пути под Персеем мы видим зимою. Тогда Персей поднимается к зениту, зимние созвездия восходят и выдвигаются на южную сторону неба, а вместе с ними выдвигается и та часть Млечного Пути, которая в остальное время года была скрыта под краем неба.
В зимние морозные вечера Млечный Путь блестит особенно ярко. Его дуга в зимний вечер перекинута по небу с севера на юг (а не с востока на запад, как осенью) и проходит не через зенит, а наклонно: вся дуга находится в западной половине небосклона. Как вы помните, Млечный Путь идет через созвездия Лебедя, Кассиопеи и Персея. Лебедь зимою стоит на севере, внизу, Кассиопея над ним, на северо-западе, а Персей стоит еще выше, уже в южной и даже в юго-западной стороне неба, но очень высоко, близ зенита.
От Персея Млечный Путь спускается на юг, между Возничим и Тельцом, проходит далее вниз между Близнецами и Орионом, дальше — между Малым и Большим Псами и опускается под край неба на юге, влево от Сириуса. По всей южной стороне неба Млечный Путь спускается наклонно, справа налево.
Если мы в один из зимних вечеров мы отправимся в Южную Африку, то проследим и остальную часть Млечного Пути.
Там — от Сириуса он спускается к Канопусу и также проходит мимо него слева, задевая другие блестящие звезды Корабля Арго, затем, опускаясь вниз, проходит через Южный Крест, далее через две блестящих звезды Центавра, разделяется на два рукава и течет к созвездию Скорпиона.
Дальнейший путь Млечного Пути нам известен: от Скорпиона он подымается через созвездие Змееносца к Лебедю по той части неба, которую мы видим летом.
Мы проследили весь Млечный Путь. Он представляет собою неразрывное кольцо, окружающее весь земной шар.
Не трудно заметить, что самые яркие созвездия и большая часть звезд первой величины расположены вдоль Млечного Пути. Наоборот, вдали от Млечного Пути, по ту и эту сторону, находятся области неба, бедные яркими звездами.
В первой из этих областей находятся: Большая Медведица, Лев, Дева и Волопас. По другую сторону Млечного Пути находится пустынная область, где светят тусклым блеском Пегас и Кит, да в той части этой области, которая всегда скрыта от нас под горизонтом, есть две звезды первой величины: в Эридане и в Южной Рыбе.
Источник
Созвездие Стрелец, в котором таится сердце Галактики
Зодиакальное созвездие СТРЕЛЕЦ. Оно насчитывает около 120 звезд ярче шестой звездной величины, но особо ярких среди них нет. Можно выделить лишь ε Стрельца (она ярче, чем α Стрельца), звезду примерно второй звездной величины. Она имеет собственное имя—Каус Аус-тралис, входит в число навигационных звезд.
Положение созвездия на небе.
Стрелец можно отыскать летом поздним вечером очень низко над южной частью горизонта.
Где лук, стрела фигура стрельца.
Фигуру стрельца видят по разному — лук в право, как на верхнем рисунке, и влево-вниз(атлас Яна Гевелия). Может быть, и вам удастся, рассматривая звездную россыпь в Стрельце, увидеть кентавра, направляющего стрелу в сторону ужасного скорпиона, от укуса которого погиб Орион? Лук обозначен звездами λ, б и ε, а стрела проходит через звезды γ, σ и π.
У других народов, жизнь которых была связана не с охотой, а с земледелием, фигура Стрельца толковалась иначе. Стрела символизировала силу и могущество ветра, приносившего в страну долгожданные дождь и прохладу с далекого севера. Примерно так представляли себе Стрельца древние египтяне. А древние шумеры в расположении звезд этого созвездия видели обезьяноподобное и жестокое существо, фигурирующее в их мифологии. Арабы-кочевники считали конфигурацию этих звезд похожей на страусов…
Достопримечательности Стрельца
На случай, если вам представится возможность где-нибудь на юге наблюдать созвездие Стрельца, перечислим объекты, на которые стоит обратить внимание. Во-первых, это двойная звезда ν Стрельца. Расстояние между ее компонентами около 12′, а потому люди с хорошим зрением даже без бинокля обнаружат, что перед ними двойная звезда. Во-вторых, в созвездии Стрельца есть несколько звездных скоплений (наблюдать их лучше всего в небольшой телескоп или призменный бинокль) — это рассеянное звездное скопление М 23 и шаровое звездное скопление М 4. Еще одна достопримечательность Стрельца — диффузные туманности: Тройная (ее экваториальные координаты: а = 17Ч56,3М и б =—23°02′; видимая звездная величина 8,5т), Лагуна (а=17ч58* и б = — 24°23′; звездная величина 5,8т) и Омега (а = 18ч15м и б = = —16°13′; звездная величина 7т). Эти туманности находятся от нас на расстоянии 2,5—4,5 тысячи световых лет.
Сердце нашей Галактики в созвездии Стрелец
Однако главную достопримечательность Стрельца невозможно рассмотреть даже в самые мощные телескопы, потому что ее скрывают от нас непрозрачные облака темной пылевой материи . Это один из самых загадочных районов нашей Галактики—ее центр (приближенные экваториальные координаты: а = 17 ч 38м и б = —30°).
В последние десятилетия астрофизика приступила к штурму тайны сердца Галактики — ее ядра . Строго говоря, в пределах созвездия Стрельца располагается лишь часть ядра Галактики. Во всяком случае, центральное звездное сгущение, внутри которого находится ядро Галактики, простирается и в соседние со Стрельцом созвездия (Скорпион и Змееносец), занимая на небе довольно протяженный участок (его угловые размеры примерно 30° X 20′, а линейные близки к 5 X 3 килопарсек).
Вблизи границы созвездий Стрельца и Скорпиона расположен наиболее яркий участок Млечного Пути. Наблюдаемое там большое звездное облако представляет, по-видимому, лишь «надводную часть айсберга», но далеко не весь «айсберг». В центральной части Галактики число звезд в единице объема в десятки миллионов раз больше, чем вблизи нашего Солнца (в окрестностях Солнца одна звезда приходится на объем пространства в 10 кубических парсеков).
Природа, которая, как известно, вообще очень неохотно раскрывает свои тайны, здесь словно специально позаботилась о том, чтобы спрятать от нас большую часть ядра Галактики, заслонила его пылевой материей, ослабляющей свет почти на 30 звездных величин, то есть в 1012 раз (!). Поэтому визуальные наблюдения и фотографирование ядра Галактики в обычных лучах (в видимом свете) мало что дают для понимания природы явлений, совершающихся в центре Галактики.
Только многочисленные наблюдения в тех диапазонах длин волн, которые слабо поглощаются облаками пыли, дали возможность заглянуть в центр Галактики и понять, что там происходит нечто необычное. В частности, наблюдения в инфракрасном и радиодиапазонах прежде всего позволили оконтурить границы центрального сгущения и прощупать эллипсоидальное ядро (линейные размеры 15X30 парсек), окруженное газовым диском. Дальнейшие исследования показали, что в центре ядра расположено ядрышко (керн), а в центре керна (диаметр керна близок к 1 парсеку) один из самых мощных источников радиоизлучения — Стрелец А . Радиоастрономические наблюдения на волне 21 см показали, что к ядру примыкает расширяющийся водородный рукав. Не исключено, что этот рукав соединен перемычкой с быстро вращающимся газовым диском, который охватывает центральную область Галактики на расстоянии менее одного килопарсека (от центра). Надо сказать, что это лишь самое общее (можно сказать, классическое) описание чрезвычайно сложной и более богатой деталями картины строения центральной области нашей Галактики. Важным дополнением этой картины служит представление об активности ядра Галактики.
Достаточно сказать, что из ядра Галактики во все стороны выбрасываются со скоростью в несколько сотен километров в секунду сгустки газа, суммарная масса которых (на протяжении года) достигает 1— 1,5 массы Солнца. Трудно сказать, сколько тысяч или миллионов лет (и это лишь ничтожная часть возраста Галактики, составляющего не менее 10 миллиардов лет) происходят такие выбросы материи. По некоторым оценкам, мощность излучения ядра Галактики порядка 1041 эрг/с. Если считать, что энергетическая «машина» в центре Галактики «трудится» с такой мощностью миллиард лет, то общая энергия взрывов достигла бы 1058 эрг. По сравнению с любыми другими взрывными процессами, происходящими в нашей Галактике (солнечные вспышки, взрывы новых и сверхновых звезд и т. п.),— величина огромная.
Когда благодаря совершенствованию космической техники арсенал инфракрасных и радио наблюдений был дополнен внеатмосферными наблюдениями в рентгеновском и гамма-диапазонах, то стали известны новые подробности о центре Галактики. Оказалось, что знаменитый источник нетеплового радиоизлучения Стрелец А имеет сложную структуру и, строго говоря, в центре Галактики расположен лишь один из объектов, образующих Стрелец А. Со Стрельцом А, по-видимому, совмещен один из рентгеновских источников, входящих в состав обнаруженного вблизи центра Галактики целого скопления объектов, излучающих в рентгеновском диапазоне. Гамма-наблюдения выявили странный источник сильно меняющегося по интенсивности излучения. Энергия квантов этого излучения близка к 511 кэВ. Возникает такое излучение в процессе превращения электронов и позитронов в гамма-кванты. Такой процесс называется аннигиляцией, а потому загадочный источник назвали источником аннигиляционной линии . Геометрически этот источник тоже совпадает с центром радиоисточника Стрелец А. Таким образом, в сложном хитросплетении объектов, обнаруженных в центре Галактики (мы назвали лишь некоторые из них), ученые выделяют прежде всего три — компактный нетепловой радиоисточник Стрелец А, источник аннигиляционной линии и центральную спиральную туманность (с несколькими рукавами ионизованного газа).
Впереди долгая и сложная работа по дальнейшему уточнению структуры ядра Галактики. Ее успех во многом будет зависеть от повышения разрешающей способности применяемых инструментов исследования. Но уже сейчас теоретики строят различные модели ядра Галактики, позволяющие хотя бы в самом общем виде объяснить весь комплекс наблюдаемых явлений и связать в единое, целое многочисленные объекты, обнаруженные в галактическом центре.
Что в центре Галактики?
Согласно одной из них, в центре Галактики расположена сверхмассивная черная дыра (может быть, их даже две). Такие объекты сами по себе не являются источниками сколько-нибудь ощутимого излучения. Но каждая вращающаяся сверхмассивная черная дыра может стать источником энергии, если вокруг нее есть скопления газа (или скопление звезд, которые черная дыра способна разрушить или превратить в газ). Падение газа к черной дыре должно сопровождаться электромагнитным излучением самых различных длин волн и выбросом частиц самых различных энергий.
Однако утверждать, что в центре нашей Галактики есть сверхмассивная черная дыра (или черные дыры), пока никто не может. Впрочем, ведь вообще еще нельзя пока считать открытыми черные дыры звездного происхождения, которые, по убеждению теоретиков, возникают на финальной стадии эволюции отдельных массивных звезд. Хотя, как известно, давно названы «кандидаты», то есть «подозрительные» объекты, имеющие немало шансов оказаться такими черными дырами. Некоторые исследователи решительно отвергают возможность существования черных дыр в центре нашей Галактики, равно как и в центре других галактик.
В настоящее время центр Галактики по праву можно назвать центром внимания астрофизиков, исследующих нашу Галактику. И когда тайна, скрываемая от нас непрозрачной пылью, будет наконец раскрыта, с близкими к действительности окажутся те или иные модели.
Ядро Галактики и его роль в звездообразовании
Конечно, выяснится и роль, которую играло и играет ядро в жизни нашей Галактики, и прежде всего, в процессе звездообразования. Время, когда звезды считались вечными, неизменными, раз и навсегда образовавшимися (или даже сотворенными), кануло в прошлое. Ученые знают, что в нашей Галактике беспрерывно одни звезды рождаются, другие умирают, пройдя весь путь своей эволюции. Можно предположить, что области пространства, содержащие огромные массы диффузной материи и отличающиеся большим числом звезд в единице объема, наиболее подходящи для интенсивных процессов звездообразования. И то, что в центральной области Галактики в объеме, который не превышает миллионной части объема, занимаемой всей Галактикой, теснятся сотни миллионов звезд, многие исследователи считают важным доводом в пользу гипотезы о существовании там самого древнего звездного «родильного дома». Если это так, то первенцы уже успели долго пожить, и, возможно, некоторые из них давным-давно (значительно раньше, чем наше Солнце!) обзавелись планетными системами, а может быть, и мирами с далеко шагнувшей в своем развитии разумной жизнью…
Смелому и дерзкому полету фантазии ученых нет предела. Мы уже упоминали гипотезу о возможности существования в центре Галактики черных дыр с массами в несколько миллионов масс Солнца! Так вот, по мнению известного советского астрофизика Н. С. Кардашева, сверхцивилизации, владеющие энергией в масштабе своей галактики, вполне могут воспользоваться такими массивными черными дырами, как удобными коридорами для путешествия… из одних вселенных в другие . Для таких путешествий во времени-пространстве массивные дыры очень даже подходят, так как в отличие от чрезвычайно плотных черных дыр звездного происхождения у сверх массивных черных дыр средняя плотность может быть совсем небольшой. Ну, и уж если фантазировать дальше, то в центре нашей Галактики (как, впрочем, и в центрах других галактик) могут оказаться не только сверх цивилизации, появившиеся и выросшие там, но и пришельцы (точнее «сверх пришельцы»), заглянувшие сюда на пару миллиардов лет, чтобы расширить свой кругозор в области «сравнительной вселеннологии»…
Источник