Каково строение нашей галактики кратко

Обновлено: 02.07.2024

Галактика Млечный путь является спиральной, обладает перемычкой и включает в свой состав Солнечную систему. Она охватывает площадь, составляющую 100 тысяч световых лет. Если выехать за черту города в тёмное место с отличным видом на звёздное небо, на нём можно обнаружить небольшую светлую полосу – группу, содержащую в себе множество ярких объектов. Это и есть Млечный путь. Ничего уникального в галактике нет, поскольку она имеет немало сходств с идентичными группами. Тем не менее она вызывает в кругах учёных неподдельный интерес.

Интересные факты

Галактика Млечный путь имеет богатую историю и интересные описательные особенности.

Формирование её началось в виде скопления областей повышенной плотности, образовавшихся вследствие Большого Взрыва. Первые звёзды находились в шаровых скоплениях, продолжающих существовать до настоящего времени. Это древнейшие светила.
Получение галактической системой её нынешних параметров связано с поглощением и слиянием с другими объектами. В настоящее время она пребывает на стадии отбора звёзд у карликового Стрельца и Магеллановых облаков.
Ускорение движения группы объектов в пространстве составляет 550 километров в секунду относительно реликтового излучения.
В центральной части присутствует огромная чёрная дыра, получившая название Стрелец A*. Её масса превышает солнечный параметр в 4,3 млн раз.
Вращение газа, пыли и звёзд осуществляется вокруг центра на скоростном режиме, равном 220 километров в секунду. Это стабильное значение, которое может свидетельствовать о присутствии оболочки из тёмной материи.
Спустя 5 млрд лет имеется вероятность столкновения с Андромедой – ещё одной галактикой. Некоторые учёные и обыватели убеждены в том, что система является двойной и относится к внушительной по размерам спирали.

Обнаружение и название

Изначально представители учёного мира делали предположение о том, что Млечный путь перенасыщен звёздами. Однако это была лишь догадка, которая просуществовала до 1610 года. Именно в то время Г. Галилей направил своё первое телескопическое устройство на звёздное небо и сумел рассмотреть отдельные светила. Вследствие этого человечество узнало правду: звёзд значительно больше, и все они являются частью рассматриваемой галактики.

Млечный путь

Данная ситуация была серьёзно изменена в 20-х годах прошлого столетия. Э. Хабблу удалось убедить учёных и обывателей в том, что они видят не туманности спирального типа, а самостоятельные галактические группы. Именно в это время возникла возможность осознания формы, которой обладает Млечный путь. Оказалось, что он представляет собой спираль, имеет перемычку.

Строение Галактики

Особенности расположения

Узнать изучаемый космический объект в ночном небе не составит особого труда. Его отличает особенный внешний вид, представленный широкой вытянутой линией белого цвета, которая визуально напоминает след от молока. Обзор данной группы может быть осуществлён с того момента, как планета сформировалась, ведь этот участок выступает в качестве галактического центра.

Галактика Млечный путь имеет диаметральное сечение, составляющее 100 000 световых лет. Если бы имелась возможность созерцать её сверху, можно было бы заметить выпуклость в центральной области. Оттуда отходят 4 рукава. Таким типом представлено свыше 2/3 галактик во всей Вселенной. В сравнении с классической спиралью элементы, оснащённые перемычкой, содержат в себе стержень, в центре которого – два ответвления. Это рукава. Именно в рукаве Ориона располагается наша система.

Галактика Млечный путь не является статичной и имеет свойство вращения в космическом пространстве. В процессе этого явления она переносит все объекты вокруг галактического центра с собой. Происходит это на скорости, равной 828 000 км/ч. Ввиду внушительных размеров рассматриваемой системы на совершение одного прохода у неё уходил 230 миллионов лет времени. Спиральные рукава накапливают в себе немало пылевых и газовых частиц, что способствует формированию оптимальных условий для образования новых звёзд.

Характеристики галактики Млечный Путь

В самом центре может быть замечена выпуклость, имеющая внутри пыль, звёздные объекты и газ. Именно по этой причине рядовому наблюдателю доступен незначительный процесс от общего количества светил. Дело именно в густой дымке, препятствующей хорошему обзору.

По кругу располагается ореол, включающий в состав горячий газ и старые шаровые скопления, звезды. Его продолжительность составляет сотни тысяч световых лет. Однако вместить он способен лишь 2% светил от тех объектов, которые находятся в рамках диска. Стоит также помнить о тёмной материи, на которую приходится 90% массы галактики.

Структурные особенности

Дан детальный ответ на вопрос, что представляет собой галактика Млечный путь. Строение нашей галактики является сложным и интересным. Оно до сих пор не изучено до конца и представляет для учёных колоссальный интерес. При наблюдении можно заметить, что она способствует разделению пространства неба на два полушария, приблизительно равных по размеру. Это свидетельствует о расположении неподалёку от галактической плотности. Поверхностная яркость невысока, т. к. газ и пыль концентрируются в диске.

Галактический центр Млечного Пути в инфракрасном диапазоне.

Формирование рукавов обеспечивается волнами плотного типа, которые способны вращаться вокруг галактики. Они могут перемещаться по площади, поэтому приводят к сдавливанию, в итоге активно формируются новые звёзды. Аналогичные явления происходят в иных подобных галактических системах.

Проведённые и проводимые исследования

Млечный путь исследовался не один раз. В его отношении было организовано немало наземных и космических миссий, с помощью которых появилась возможность осознания того факта, что в пределах галактики присутствует более 400 млрд звёзд. Каждая из них может содержать планеты, схожие с Землей не только по размеру и массе, но и по условиям обитания.

Порядка 90% своей массы Млечный путь отдаёт на тёмную материю. Ни один учёный пока не смог детально объяснить, с чем именно приходится иметь дело в процессе проведения исследований. Увидеть этот феномен никому не удалось, однако моментальное галактическое вращение позволяет сделать соответствующие выводы. Именно с его помощью происходит защита галактик от разрушения в процессе вращения.

Положение Солнца

Ещё один вопрос, который волнует не только профильных специалистов, но и рядовых обывателей – Вселенная и Млечный путь, т. е. солнечное положение в этой системе. Дело в том, что между двумя основными рукавами располагается Орион. В его области на дистанции в 27 000 световых лет располагается Солнечная система. Такое расстояние обусловлено тем, что по центру находится внушительная по размерам чёрная дыра.

Траектория столкновения

Млечный путь имеет способность не только к вращению, но и к передвижению в рамках Вселенной. И хотя это пространство имеет колоссальные размеры, вероятность столкновений имеется. Расчёты показывают, что примерно через 4 млрд лет произойдёт столкновение галактики с Андромедой, т. к. их приближение друг к другу осуществляется на скорости 112 км/с. Впоследствии наступит активация рождения звёзд.

Каковы прогнозы учёных

Есть мнение, что образовался Млечный путь как итог слияния галактик меньших размеров. И данное явление продолжается до сих пор, поскольку галактика Андромеды приближается к нам (огромный эллипс произойдёт спустя 3-4 млрд лет). Эти два объекта не пребывают в изоляции, а наоборот, имеют отношение к местной категории, которая выступает в качестве части Сверхскопления Девы. На этой гигантской по размерам площади находится 100 групп и скоплений.

Если хочется посмотреть на Млечный путь и увидеть его максимально чётко и точно, стоит выехать за пределы города, отыскать хорошее тёмное место, предполагающее доступ к открытому небу, а затем насладится этой интересной и уникальной коллекцией. Сделать это можно не только в реальном, но и в виртуальном режиме. Модель способствует ознакомлению с особенностями всех звёзд, заметных на небе, а также поиску этих тел в самостоятельном порядке. Увидеть все эти объекты можно через телескоп или на карте звёздного неба. Несмотря на относительную изученность, галактическая система вызывает интерес учёных до сих пор.

Млечный Путь (так называется наша галактика) представляет для астрономов особый интерес. Именно здесь находится Солнечная система и, собственно, наш дом – Земля. Здесь также сконцентрированы все звезды, которые может разглядеть человек невооруженным глазом. Ежедневно астрономы делают новые открытия, исследуя нашу галактику. Каковы ее размер и масса, сколько в ней звезд, как она образовалась и что с ней произойдёт через миллиарды лет, вы узнаете из этой статьи.

История открытия

По мере изучения космоса стало ясно, что небесные тела вращаются вокруг определенного центра. К примеру, Луна вращается вокруг Земли. Наша и другие планеты вращаются вокруг Солнца. Следовательно, появлялся справедливый вопрос: не вращается ли Солнце вокруг какой-то большей звездной системы?

Открытие Галилея

Наблюдения в телескоп показали, что Луна покрыта возвышенностями и кратерами. Ученый объяснил происхождение так называемого пепельного света Луны, либрацию, обнаружил наличие спутников Юпитера.

Также он доказал, что Млечный Путь – это множество звезд. Однако наблюдения Галилея не прояснили происхождения нашей галактики и самого главного: являются ли они подобными Солнцу.

Открытие Уильяма Гершеля

Гершелю даже удалось нарисовать схему Млечного Пути. Она получилась у него в виде вытянутого облака неправильной формы. Солнце находилось внутри этого кольца. Так себе представляли нашу галактику Млечный Путь все ученые даже до начала ХХ в.

Детальное описание нашей галактики было сделано голландским астрономом Я. Каптейном в 1920 г. Он описал его максимально похоже на то, которое известно нам сегодня.

Основные характеристики и параметры Млечного Пути

Одна из главных особенностей нашей галактики – способность поглощать другие скопления. Вокруг Млечного Пути движется несколько галактик, попадающих под его влияние и затягивающихся в его рукава. На данный момент Млечный Путь поглощает небольшую галактику в созвездии Стрельца.

Однако наша галактика взаимодействует и с Андромедой – значительно большим по размерам звездным скоплением. Через несколько миллиардов лет Млечный Путь будет поглощен им.

Основные характеристики Млечного Пути такие:

относится к спиральным галактикам;
является элементом Местной группы с другими звездными скоплениями;
диаметр – около 100 тыс. св. лет;
количество звезд – 200 – 400 миллиардов;
расстояние Солнца от центра – 27 тыс. св. лет;
скорость вращения Солнечной системы вокруг центра – около 230 км/с;
масса – примерно в 3 триллиона раз больше массы Солнца;
возраст – приблизительно 13,7 млрд. световых лет.

Масса

Узнать, сколько весит такой громадный объект во Вселенной, помогли расчеты. За основу было взято количество звезд в нашей галактике – как минимум 200 млрд, и предположено, что каждая из них весит столько, сколько Солнце. Общая их масса составляет 4% галактической. Газ (водород и гелий) весят в 3 раза больше, чем все 200 млрд звезд. Остальная масса приходится на темную материю. Итого Млечный Путь весит как минимум столько, сколько 3 трлн. Солнц. В тоннах это будет примерно 6*10 39 .

Размер

Размер Млечного Пути – свыше 100 тыс. световых лет в диаметре, или более 940 квадриллионов километров. Толщина Галактики – около 1000 световых лет.

В 2020 году ученые сообщили, что диаметр Галактики может достигать 1,9 млн. световых лет. Такая информация еще не подтверждена.

Сколько звезд

Точное количество звезд в Галактике не установлено. По нынешним оценкам, их от 200 до 400 миллиардов. Предполагается также, что в Млечном Пути находится до 100 млрд. коричневых карликов. Это промежуточные между звездами и планетами объекты. Их масса меньше солнечной в 13 – 77 раз.

В недрах коричневых карликов поддерживаются термоядерные реакции. Однако их мощность не сопоставима со светимостью такого небесного тела. Кроме того, они постепенно сжимаются и тускнеют. Наиболее холодные коричневые карлики имеют температуру, сравнимую с земной, а наиболее горячие нагреты до 2800 градусов по Кельвину.

Светимость

Полная светимость Галактики равна примерно 20 млрд. светимостей Солнца. В абсолютных показателях это невообразимая мощность – порядка 8∙10 36 Вт. Звездная величина Млечного Пути равна –21.

Класс и общее строение

Млечный путь – это типичная галактика спирального класса с перемычкой. Половина всех звездных скоплений в космосе такие же. Две трети этого количества – это галактики с перемычкой. Это сравнительно молодые объекты. По мере эволюции у них исчезает эта часть. Составные части Млечного Пути такие.

Ядро – центральная часть, где сосредоточена вся масса звездного скопления. Оно относится к активным, так как выделяет больше энергии, чем все небесные тела, вместе взятые.
Вздутие, или балдж – оболочка центра, состоящая из гигантов, старых светил, раскаленных газовых облаков. Все они вращаются на больших скоростях вокруг ядра. Это самая яркая часть галактики, однако мы ее не видим: она закрыта от глаз наблюдателя рукавами Млечного Пути.
Перемычка – это своего рода мост, к которому крепятся рукава. Астрономы сравнивают ее с бурным руслом реки.
Рукава – часть галактики, в которой содержится значительная часть пыли и газа, молодых звёзд, а также множество звёздных скоплений.
Диск – тонкий слой, в котором сконцентрировано большинство видимого вещества Галактики.
Гало – остальная часть звездного скопления. Неизвестна длина этого гало и место, где оно заканчивается.
Шаровые скопления — группы звезд, связанные гравитацией и вращающиеся вокруг центра галактики в качестве спутника.

Выглядит Млечный Путь как слабое свечение на ночном небе с большим количеством слабо светящихся звезд. Лучшие условия видимости – в августе и сентябре.

Структура и состав Млечного Пути

Даже по приближенным расчетам, в нашей галактике не менее 200 миллиардов звезд. Преимущественное большинство их локализовано в зоне с формой сплющенного диска.

В центральной части Галактики есть утолщенная зона – балдж. Его диаметр – 8 тысяч парсек, он представляет собой звездное скопление эллипсоидной формы. Середина ядра расположена в созвездии Стрельца. Солнце удалено от него примерно на 8500 парсек, или 27,7 тыс. св. лет, или же на 262 квадриллиона километров.

По-видимому, в рассматриваемой зоне находится огромная черная дыра. Ее масса в 4 млн раз больше массы Солнца. Вокруг нее обращается еще один подобный массивный объект, тяжелее солнца в 1000 – 10000 раз, а также несколько тысяч черных дыр помельче, с периодом вращения около сотни лет. Воздействие гравитации от этого центра заставляет близко расположенные от центра звезды вращаться по особым орбитам. Астрономы допускают, что практически все звездные скопления во Вселенной обращаются вокруг черных дыр.

В рассматриваемых участках Млечного Пути сконцентрировано много звезд. Например, только в одном кубическом парсеке этой области их находится несколько тысяч. Масса галактики распределяется так, что скорость обращения на орбите светил не зависит от того, насколько они удалены от центра. Обычная скорость обращения космических объектов здесь доходит до 240 км/с.

В 2016 г японские ученые обнаружили в центре галактики еще одну огромную черную дыру. Размеры этого объекта вместе с облаком – около 0,3 световых лет, а вес – 100 тыс. солнечных масс.

Исследования структуры Млечного пути продолжаются, и, по-видимому, ученые удивят нас новыми открытиями.

Перемычка

В конце ХХ в. ученые предположили, что Млечный путь – это спиралеподобная галактика, имеющая перемычку. В 2005 г. с использованием мощного телескопа эта гипотеза подтвердилась. Более того, было установлено, что перемычка имеет значительно больший диаметр, нежели это считалось раньше.

Диаметр диска Галактики – примерно 100 тыс. св. лет. Он вращается намного быстрее, чем гало, и, причем, на разных скоростях. Вблизи черной дыры она приближается к нулю, а вот на удалении примерно 2 тыс. световых лет возрастает до 240 км/с. Затем скорость немного уменьшается, а затем увеличивается до указанного уровня и остается неизменной. Масса галактического диска в 150 миллиардов раз больше массы Солнца.

Вблизи диска находятся молодые звезды (возраст таких объектов не более нескольких миллиардов лет). Молодые космические тела образуют плоскую составляющую, среди них много объектов с высокой температурой. Вблизи плоскости диска находится основное количество газа в виде газовых облаков. Небольшие облака имеют диаметр около одного парсека. Гигантские газовые объекты располагаются во вселенском пространстве на протяжении тысяч световых лет.

Спиральные рукава

Поскольку Млечный Путь относится к спиралевидным звездным скоплениям, у нее есть рукава. Они располагаются в плоскости диска. Сам же диск находится в короне. Существуют такие рукава:

Лебедя;
Персея;
Ориона;
Стрельца;
Центавра.

С внутренней стороны рукава Ориона размещено Солнце. Оно вращается вокруг ядра со скоростью – примерно 230 км/с. Один оборот вокруг центра галактики Солнце делает примерно за 240 миллионов лет.

Эта часть имеет форму шара и выходит за его границы примерно на 5 – 10 световых лет. Температура гало – 500 тысяч градусов Кельвина. В его составе – старые, малые, малояркие звезды, а также шаровые скопления. Подавляющее большинство таких скоплений расположены ближе 100 тысяч световых лет от центра Млечного Пути, но некоторые шаровые скопления находятся на расстоянии более 200 тысяч световых лет от галактического центра. Центр симметрии гало полностью совпадает с центром диска Галактики.

Звезды в этой области могут встречаться как одиночные, так и в составе скоплений, по несколько миллионов каждое. Их возраст обычно превышает 12 млрд. лет. Здесь процессы звездообразования завершились и в основном встречается темная материя.

Объекты, входящие в гало, движутся по весьма вытянутым орбитам. В целом эта область вращается медленно. Отдельные звезды имеют и вовсе хаотичное движение.

Расположение Солнечной системы в галактике

Результаты последних исследований говорят о том, что расстояние от Солнца до центра галактики примерно 27 тыс. св. лет. Предварительные оценки свидетельствуют, что наша дневная звезда находится примерно в 35 тыс. св. лет от зоны перемычки.

Астрономам удалось изучить в окрестностях Солнца участки вокруг двух рукавов – Персея и Стрельца. Они удалены от нашей планеты приблизительно на 3 тысячи световых лет. Наша дневная звезда находится в центре между этими образованиями.

Скорость обращения Солнца вокруг галактического центра почти такая же, как скорость волны уплотнения, образующей рукава. Это связано с тем, что оно находится в так называемом коротационном центре. Для Земли такое расположение Солнца в галактике критически важно для возникновения и поддержания жизни. Спиральные рукава продуцируют мощнейшее излучение, способное убить все живое. От него не смогла бы спасти ни одна атмосфера. Выходит, нам посчастливилось, что мы живём в таком месте Млечного пути, которое защищено и удалено от космических катаклизмов.

Место Млечного пути во Вселенной

Гавайские астрономы определили наши космические координаты. Млечный Путь является частью огромного сверхскопления галактик Ланиакея. Сверхскопления – это крупнейшие структуры в космосе. Они состоят из локальных скоплений и массивных кластеров. В каждом из них находятся сотни галактик. Все они связаны между собой.

В Ланиакее находится сверхскопление Девы. Составной его частью является Местная группа с Великим аттрактором. В Местной группе находится Млечный путь. Ланиакея является частью комплекса Рыб-Кита. Астрономы пока не могут изучить движение объектов в Ланиакее. Предполагается, что наша галактика Млечный Путь постепенно направляется вглубь этого скопления.

Галактика Млечный Путь и что ее окружает

С момента Большого взрыва и образования космоса все в нем постоянно движется. Некогда ученые предполагали, что Млечный путь – это и есть вся Вселенная, и что за его границами нет ничего.

В Местной группе также находятся эллиптические и неправильные галактики. Все они расположены в определенных созвездиях.

Столкновение Млечного пути и Андромеды

Млечный путь не только вращается. Любой космический объект во Вселенной движется по собственной заданной траектории. Согласно расчетам, примерно через 4 миллиарда лет наш космический дом столкнется с туманностью Андромеды. Оба объекта сближаются со скоростью 120 км/с. Интересно, что для наблюдателя из этой галактики Земля находилась бы в созвездии Малого Пса.

Проявления самого столкновения будут происходить медленно и неизвестно смогут ли быть замечены земными наблюдателями. Практически исключено любое непосредственное воздействие этого космического события на Солнце.

Вероятно, что Солнечная система может быть целиком отброшена из новообразованной галактики. Так она станет межгалактическим объектом. Для Солнечной системы это не вызовет никаких негативных моментов. Разве что для земного наблюдателя поменяется звездное небо: оно не будет таким красивым. Изменятся и созвездия Млечного Пути. Не будет никаких последствий и для всего живого, ведь от космического излучения хорошо защищает земная атмосфера. Для жизни гораздо более важна эволюция Солнца.

Эволюция и будущее галактики

В то же время Млечный путь поглощал вещество, которое находилось в пределах гало. Этот процесс происходит и до сих пор. Газовые облака, попадая в диск, являются строительным материалом для новых звезд. На ранних этапах развития Млечный Путь поглощал другие галактики помельче.

Сегодня уже началось поглощение Млечным путем Большого и Малого Магелланового облака. Они буквально наматываются на южный полюс скопления. Известно точно, что Млечный путь объединится с Андромедой при столкновении.

При столкновении наша галактика никуда не исчезнет, а планеты Млечного Пути не уничтожатся. Он просто станет частью другого скопления. Впрочем, даже фантасты не возьмутся загадывать столь отдаленные во времени перспективы: это на много больший временной отрезок, чем существует жизнь на планете.

Мифология

Древние мифы по-разному описывают эволюцию Вселенной.

Армянская

Венгерская

Согласно древней легенде, Аттила снизойдет на землю по Млечному Пути, если почувствуют себя в опасности. Искры же появились в результате ударов от копыт

Греческая

Легенда повествует о том, что когда Гера кормила своим молоком Геракла, то по небу разлилось материнское молоко. Вскоре Гера узнала, что она кормила грудью не своего сына, а незаконнорожденного сына Зевса и женщины, жившей на Земле. Она отбросила ребенка, а пролившееся молоко стало основанием для названия нашей галактики.

Другая легенда рассказывает о Рее – жене Кроноса. Он поедал собственных детей, потому что он не хотел, чтобы сбылось предсказание, когда он будет свергнут сыном. Рея же думала, как спасти только что родившегося Зевса. Она одела камень младенческой одеждой и дала его Кроносу. Он попросил ее накормить малыша, перед тем, как он проглотит его. Молоко пролилось из груди на камень, из-за чего и образовался Млечный Путь.

Индийская

Восточная мифология

Мифология коренных народов Северной Америки

Эскимосские мифы говорят о пути, усеянном пеплом, который появился, когда девушка рассыпала его по небу. Она сделала это, чтобы люди могли ночью найти дорогу. Эскимосы говорят о следах ворона – Творца мира, который шел по небу. Чероки же считали, что Млечный Путь образовался в то время, когда охотник украл у другого жену, а ее собака ела кукурузную муку и рассыпала ее по небу. Интересно, что такой же сюжет есть у племен, проживающих в районе пустыни Калахари.

Млечный Путь – одна из наиболее изученных галактик. Несмотря на это, она таит в себе еще много тайн и загадок. Развитие космических технологий и исследования астрономов помогут жителям Земли подробнее изучить наш космический дом.

Наша Галактика состоит в основном из звезд, межзвездного газа и космических лучей. Все это связано между собой полями тяготения и магнитными полями. Есть в ней еще радиоволны, световые, рентгеновские и гамма-лучи — электромагнитное излучение, которое играет немалую роль в жизни каждой отдельной звезды, но несущественно для системы в целом. 90—95 процентов вещества Галактики собрано в звезды, а остальное приходится на газ, в основном водород.

Звездное население (этот термин официально принят в астрономии) делится на два типа. Молодые звезды (а их значительное большинство), образующие население 1 типа, почти все собрались в огромный тонкий диск в центральной плоскости Галактики. Диаметр этого диска около ста тысяч световых лет, то есть примерно миллиард миллиардов километров, а толщина всего две-три тысячи световых лет. Население II типа образует некую сферу. И чем ближе к центру Галактики, тем таких звезд больше. Звезды этого населения постарше.

Галактика по форме скорее напоминает дисковую пилу, чем спортивный диск для метания. Мы с вами живем на расстоянии 30 000 световых лет от центра, где-то на окраине диска, но зато вблизи центральной его плоскости.

Итак, в профиль Галактика похожа на плоский диск с шаровым утолщением в центре. Сложнее ее вид анфас.

Газовые туманности Галактики собраны в светящиеся полосы (рукава), закрученные в спирали. Солнце находится недалеко от края рукава, получившего имя Солнечного (иначе его называют рукав Лебедь-Киль). На расстоянии 9000 световых лет от Солнца, по направлению к границам Галактики, можно обнаружить детали рукава Персея. А в 4000 световых лет ближе к центру заметен рукав Стрельца.

Правда, кое-что разъяснилось с развитием радиоастрономии. Для радиоволн космическая пыль оказалась достаточно прозрачной. Нейтральный водород интенсивно излучает дециметровые радиоволны. По этому излучению установили, что в пространстве между рукавами один атом водорода приходится на 5 кубических сантиметров, а в рукавах средняя плотность газа в пять раз выше.

Радио наблюдения убедили астрономов, что наш большой звездный дом состоит из 10—14 спиральных этажей. Мы знаем теперь, как он выглядит в плане и в разрезе. Неясно только одно… почему он давным-давно не развалился.

Спирали должны размазаться

Галактика имеет очень сложную форму и вращается вокруг своего центра масс. Спиральные галактические рукава изогнуты. И не беспорядочно, а по строгой математической формуле логарифмической спирали. Так же изогнуты ветви множества других спиральных галактик — очевидно, эта форма устойчива. Во всяком случае, она существует так же долго, как наша Солнечная система (то есть примерно 5—6 миллиардов лет). Весьма вероятно, однако, что спирали Галактики существовали раньше, чем образовалось наше Солнце. Но тут начинается непонятное.

Объяснить длительное существование ядра мог бы приток в него откуда-то новых порций газа. Но этого еще никто не обнаружил.

Астрономы попали в странное положение: после многих трудов им удалось выяснить состав и строение нашей Галактики, и тут же они увидели, что такое строение долго сохраняться как будто не должно.

Впервые обоснованную попытку объяснить постоянства формы Галактики сделал профессор Г. Рихтер из Германии.

Первый шаг Рихтера: он тщательно исследовал распределение в Галактике нейтрального водорода. И подметил новый неожиданный факт: плотность газа в рукавах неравномерна. В некоторых участках радиотелескоп обнаружил максимумы излучения, за которыми следуют минимумы. Это соответствует, очевидно, сгущениям и разрежениям межзвездного газа.

Сгущения и разрежения! Но как и почему они появились? В детской книжке по физике картинка: колокол, рядом — ухо, между ними, то гуще, то реже расположены черточки. Так иллюстрируется природа звуковой волны. Колебание колокола сжимает прилегающий слой воздуха, тот, упруго расширяясь, сжимает соседний слой и т. д. Вот и бежит по воздуху волна, состоящая из сжатий и разрежений.

Сгущения и разрежения вдоль рукавов Галактики могли бы возникнуть, если бы в межзвездном газе бежала какая-то волна. О волновой природе галактических спиралей до Рихтера никто не думал. А между тем…

Как ни разрежен межзвездный газ, как ни велики расстояния между его атомами, как ни редки столкновения между ними, все же он остается газом, подчиненным обычным газовым законам. И в этом межзвездном газе звуковые волны распространяются со скоростью, около километра в секунду — всего в три раза быстрее, чем в воздухе, плотность которого в триллионы раз больше. Но Рихтер обнаружил в межзвездном газе не звуковые волны.

Мгновенный снимок ударной волны напомнил бы моментальную фотографию снаряда, прорезающего воздух. И по своему действию ударная волна напоминает снаряд: в ее фронте податливый газ, присутствия которого мы обычно даже не замечаем, спрессовывается, становится как бы твердым, и далеко не всякая преграда может перед ним устоять. Ударные волны в воздухе вызывает и реактивный сверхзвуковой самолет и взрыв динамита. Ударные волны возникают и в межзвездном газе.

Гипотеза профессора Рихтера

Поясним загадку устойчивости нашего звездного дома конкретным примером. На расстоянии 10 тысяч световых лет от центра Галактики, почти на полпути от ее центра до Солнца, есть спиральный рукав, который удаляется от центра аномально быстро — со скоростью 53 километра в секунду. По другую сторону от центра найдена ветвь, убегающая еще скорее. Остальные ветви тоже удаляются от центра, но гораздо медленнее.

Обратим внимание и на другой факт: оба рукава-беглеца вместе со всей Галактикой вращаются вокруг центра, но гораздо медленнее, чем требуется для сохранения целостности Галактики. В устойчивых, нераспадающихся системах при их вращении центробежная сила инерции должна уравновешиваться силой тяготения — той, с которой тела притягиваются к центру масс. Но центробежная сила тем больше, чем выше скорость вращения. Если скорость вращения меньше необходимой, тело падает к центру, если больше — удаляется от него. Скорость же вращения дальних ветвей заметно меньше той, что необходима для равновесия между центробежной силой и притяжением. Тем не менее, ветви не только падают к галактическому центру, но, наоборот, улетают прочь. Почему же?

Центр галактики

Рихтер обнаружил причину в таинственном центре Галактики. Концентрация звезд там в тысячу раз больше, чем в окрестностях Солнца. В самом же центре Галактики есть мощный источник радиоизлучения Стрелец А — нечто вроде шара диаметром до 500 световых лет. Он погружен в быстро вращающийся газовый диск с резкой внешней границей на расстоянии 2500 световых лет от центра. Этот тонкий газовый диск вращается примерно так, как вращалось бы твердое тело, а не расплывчатое облако газа.

На первый взгляд, это странно. Как может газ превратиться в твердь? Объяснение таково: линейная скорость вращения краев диска (они резко очерчены) составляет около 260 километров в секунду, а при такой скорости масса газа движется как бы в твердых стенках. (Прыгнув в воду с высокой вышки, вы можете убедиться, какой твердой становится податливая мягкая среда, если вы движетесь в ней со слишком большой скоростью).

Теперь, вспомнив сказанное выше о возможности существования в галактическом газе ударных волн, мы легко поймем суть идеи Рихтера.

Становится также ясно, почему до сих пор не исчерпался центральный галактический диск. В ударной волне за сгущением следует разрежение, и часть вещества возвращается на прежнее место.

Таким образом, по Рихтеру спиральные рукава Галактики это не что иное, как ударные волны, время от времени возникающие в ее центре. Поперечник космических ударных волн огромен — измеряется миллионами квадратных световых лет. По положению сгущений и разрежений в рукавах Рихтер оценил интервалы между двумя последовательными ударными волнами в 300 — 400 миллионов лет. Последняя ударная волна возникла около 60 миллионов лет назад.

Как видите, наш звездный дом получает новый облик — вместо рыхлого, расплывчатого образования он представляется стремительно вращающимся звездно-газовым волчком, пронизанным гигантскими волнами, которые держат его и придают ему сложную, тонкую динамическую структуру.

Волны, звезды, жизнь

В наше время ученые часто не ограничиваются обоснованными выводами, но позволяют себе и полуфантастические предположения. Подтвердятся догадки или нет — это не отразится на существе основной гипотезы, зато смелые сопоставления и аналогии могут послужить толчком для интересных размышлений.

Любопытно познакомиться с соображениями профессора Рихтера о причинах… гибели динозавров.

Какие только гипотезы не предлагались для объяснения исчезновения этих чудовищ, после которых 60 миллионов лет назад хозяевами Земли стали млекопитающие животные. Эту биологическую революцию пытались объяснить и космическими катастрофами, и эпидемиями, и похолоданиями, связанными с перемещением полюсов планеты, и какими-то еще не выясненными процессами на Солнце.

Во фронте ударной волны плотность газа на некоторое время должна увеличиться в сотни и тысячи раз. В результате, замечает Рихтер, создаются условия, благоприятствующие конденсации вещества в плотные космические тела.

Сравнительно легко представить себе, как происходит рассеивание вещества в космосе: газ стремится занять, возможно, больший объем, частицы его разбегаются во все стороны. Кроме того, газовое облако, если только внутренние силы тяготения в нем недостаточно велики, будет разорвано на части силой притяжения к центру Галактики.

Однако, если ударная волна заставит сжаться облако, силы тяготения внутри него должны резко возрасти. Эти силы смогут удержать частицы вместе, и станет возможным сгущение облака, превращение его в звезду.

Разумеется, это только гипотеза, и к тому же пока полуфантастическая, но выглядит она для астрономов очень заманчиво.

В нашем звездном доме все связано между собой. И если качнется фундамент, если в ядре Галактики родится ударная волна, то население всех ее этажей, и звездное и живое, не может не ощутить этого.

Астрономы утверждают, что невооружённым взглядом человек может рассмотреть около 4,5 тысячи звёзд. И это, притом, что нашему взору открывается лишь незначительная часть одной из самых удивительных и неопознанных картин мира: только в Галактике Млечный путь насчитывается более двухсот миллиардов небесных светил (учёные имеют возможность наблюдать лишь за двумя миллиардами).

Общие сведенья о Галактике

Млечный Путь является галактикой спирального типа с перемычкой, представляющую собой огромную гравитационно связанную в космосе звёздную систему. Вместе с соседними галактиками Андромеды и Треугольника и более сорока карликовыми галактиками-спутниками она входит в состав Сверхскопления Девы.

Возраст Млечного пути превышает 13 млрд. лет, и за это время в нём образовалось от 200 до 400 млрд. звёзд и созвездий, более тысячи огромных газовых облаков, скоплений и туманностей. Если посмотреть на карту Вселенной, то можно увидеть, что Млечный путь представлен на ней в виде диска диаметром в 30 тыс. парсеков (1 парсек равен 3,086*10 в 13 степени километров) и средней толщиной около тысячи световых лет (в одном световом году почти 10 триллионов километров).

Сколько именно весит Галактика, астрономы ответить затрудняются, поскольку большая часть веса содержится не в созвездиях, как раньше считалось, а в тёмной материи, которая не испускает и не взаимодействует с электромагнитными излучениями. По очень грубым подсчётам, вес Галактики колеблется от 5*10 11 до 3*10 12 масс Солнца.

Характеристика наиболее примечательных звезд 9915 4.86 3

Как и все небесные тела, Млечный Путь оборачивается вокруг своей оси и перемещается во Вселенной. Следует учитывать, что при передвижении, галактики постоянно сталкиваются друг с другом в космосе и та, которая имеет более крупные размеры, поглощает меньшие, а вот если их размеры совпадают, после столкновения начинается активное звездообразование.

Так, астрономы выдвигают предположение, что через 4 млрд. лет Млечный Путь во Вселенной столкнётся с Галактикой Андромеды (они приближаются друг к другу со скоростью 112 км/с), вызвав появление новых созвездий во Вселенной.

Что касается движения вокруг своей оси, то Млечный Путь движется в космосе неравномерно и даже хаотично, поскольку каждая находящаяся в нём звёздная система, облако или туманность имеет свою скорость и орбиты разного вида и форм.

Структура Галактики

Ядро находится в созвездии Стрельца, где расположен источник нетеплового излучения, температура которого составляет около десяти миллионов градусов – явление, характерное только для ядер Галактик. В центре ядра находится уплотнение – балдж, состоящий из большого числа движущихся по вытянутой орбите старых звёзд, многие из которых пребывают в конце своего жизненного цикла.

Так, некоторое время назад американские астрономы обнаружили здесь район размерами 12 на 12 парсек, состоящий из мёртвых и умирающих созвездий.

В самом центре ядра находится сверхмассивная чёрная дыра (участок в космическом пространстве, имеющий такую мощную гравитацию, что покинуть его неспособен даже свет), вокруг которой вращается чёрная дыра меньших размеров. Вместе они оказывают такое сильное гравитационное влияние на находящиеся недалеко от них звёзды и созвездия, что те движутся по необычным для небесных тел траекториям во Вселенной.

Также для центра Млечного Пути характерна чрезвычайно сильная концентрация звёзд, расстояние между которыми в несколько сотен раз меньше, чем на периферии. Скорость движения большинства из них абсолютно не зависит от того, как далеко они находятся от ядра, а потому средняя скорость вращения колеблется от 210 до 250 км/с.

Перемычка

Перемычка размером в 27 тыс. световых лет пересекает центральную часть Галактики под углом в 44 градуса к условной линии между Солнцем и ядром Млечного Пути. Состоит она в основном из старых красных звёзд (около 22 млн.), и окружена газовым кольцом, в котором содержится большая часть молекулярного водорода, а потому является районом, где образуются звёзды в наибольшем количестве. Согласно одной из теорий, в перемычке происходит такое активное звездообразование из-за того, что она пропускает через себя газ, из которого рождаются созвездия.

Млечный путь являет собой диск, состоящий из созвездий, газовых туманностей и пыли (размеры его диаметра составляют около 100 тыс. световых лет при толщине в несколько тысяч). Вращается диск значительно быстрее короны, что расположена по краям Галактики, при этом скорость вращения на разных расстояниях от ядра неодинакова и хаотична (колеблется от нуля в ядре до 250 км/ч на расстоянии в 2 тыс. световых лет от него). Возле плоскости диска сконцентрированы газовые облака, а также молодые звёзды и созвездия.

С внешней стороны Млечного пути находятся слоя атомарного водорода, который уходит в космос на полторы тысячи световых лет от крайних спиралей. Несмотря на то, что этот водород в десять раз толще, чем в центре Галактики, плотность его во столько же раз ниже. На окраине Млечного пути были обнаружены плотные скопления газа с температурой в 10 тыс. градусов, размеры которых превышают несколько тысяч световых лет.

Спиральные рукава

Сразу за газовым кольцом расположено пять главных спиральных рукавов Галактики, размер которых составляет от 3 до 4,5 тыс. парсек: Лебедя, Персея, Ориона, Стрельца и Центавра (Солнце находится с внутренней стороны рукава Ориона). Молекулярный газ находится в рукавах неравномерно и далеко не всегда подчиняется правилам вращения Галактики, внося погрешности.

Корона

Корона Млечного Пути представлена в виде сферического гало, которое выходит за пределы Галактики в космос на пять-десять световых лет. Состоит корона из шаровых скоплений, созвездий, отдельных звёзд (в основном – старых и маломассивных), карликовых галактик, горячего газа. Все они движутся вокруг ядра по вытянутым орбитам, при этом вращение некоторых звёзд до того беспорядочно, что даже скорость рядом расположенных светил может значительно отличаться, поэтому вращается корона чрезвычайно медленно.

По одной из гипотез, возникла корона в результате поглощения Млечным путём более мелких галактик, а потому является их остатками. По предварительным данным, возраст гало превышает двенадцать миллиардов лет и оно является ровесницей Млечного Пути, а потому звездообразование здесь уже завершилось.

Звёздное пространство

Если посмотреть на ночное звездное небо, Млечный Путь можно увидеть абсолютно с любой точки земного шара в виде полосы светловатого цвета (поскольку наша звёздная система находится внутри рукава Ориона, для обзора доступна лишь часть Галактики).

Интересные факты о Солнце 9915 5 11

Карта Млечного Пути показывает, что наше Светило находится почти на диске Галактики, у самого её края, и его расстояние до ядра составляет от 26-28 тыс. световых лет. Учитывая, что Солнце двигается на скорости около 240 км/ч, чтобы сделать один оборот, ему нужно затратить около 200 млн. лет (за весь период своего существования наша звезда не облетела Галактику и тридцати раз).

Интересно, что наша планета расположена в коротационном кругу – месте, где скорость вращения звёзд совпадает со скоростью вращения рукавов, поэтому звёзды никогда эти рукава не покидают, или не входят в них. Для этого круга характерен высокий уровень радиации, поэтому считается, что жизнь может возникнуть лишь на планетах, возле которых находится очень мало звёзд.

Именно этот факт и относится к нашей Земле. Находясь на периферии, она размещается в довольно спокойном месте Галактики, а потому на протяжении нескольких миллиардов лет почти не подвергалась глобальным катаклизмам, на которые так богата Вселенная. Возможно, это и является одной из основных причин того, что на нашей планете смогла зародиться и сохраниться жизнь.

Читайте также: