Млечный путь ядро кратко

Обновлено: 02.07.2024

Центр Галактики, место где развлекаются боги. Законы физики могут там не действовать.

Некоторые учёные считают что законы физики в ядрах галактик не действуют, или что нам не хватает знаний для описания происходящих там событий, предполагая, что там должна быть какая-то совсем другая, новая физика. И не мудрено, ведь те процессы, что порождают исполинские потоки излучения и материи истекающей из центра звёздных систем как-то заставляют задуматься о масштабах, которые под силу только абсолюту.

Считается что больше всего на наш Млечный путь похожа NGC 6744 - большая спиральная галактика, которая расположенна примерно в 30 миллионах световых лет от Земли, на удивление одинаковые с Млечным путем удлиненное ядро и спиральные рукава

Возраст нашей Галактики чуть больше 13 млрд. лет, в ней продолжается активное звёздообразование, т.е. она живёт своей жизнью, где каждый миг что-то происходит, порой не доступное нашему разуму.

Но самое интересное и грандиозное по своим масштабам происходит несомненно в центе Галактики, в его ядре. Ядро, как уже писалось выше, скрыто от наших глаз мощной пылевой завесой и по этому информацию о нём мы можем получать только в инфракрасном и радиодиапазонах, гамма и рентгеновское излучение тоже в значительной степени скрыто, так как поглощается космической пылью.

Что там происходит, с материей, не подготовленному человеческому разуму представить не возможно, ведь мы привыкли что вода это вода, земля это земля, а воздух есть воздух, их физические свойства мы себе представляем по нашим ощущениям, понимаем что вода состоящая из водорода и кислорода на ощупь будет мокрой, а ещё может быть холодной или горячей. Но там, в центре, в ядре Галактики, всё это теряет смысл, ибо материя переходит в экзотическое состояние, когда даже плазме перестаёт быть плазмой и просто превращается в нечто..

Но ядро нашей Галактики можно считать сравнительно спокойным по сравнению с другими, где активность просто зашкаливает даже по космическим меркам. Мощность энергии, выделяемой такими объектами на столько велика, что даже вспышки Сверхновых звезд, одни из самых грандиозных катастрофических взрывных процессов во Вселенной, вы¬глядит просто жалко. Например, галактика в созвездии Центавра, выделяет энергию, составляющую 10 в 1052-1054 степени эрг. Какие процессы заставляют это происходить пока не совсем понятно. Любопытен так же и спектр такого излучения. Оказывается, что ядро светит в инфракрасном диапазоне на порядок ярче нежели все остальные звёзды галактики во всех диапазонах.

Какие же источники могут обеспечить столь колоссальное выделение энергии? Тайна хранится за семью печатями в крошечном ярком объекте в центре ядра, окруженного обычным газом, — именно там в сравнительно небольшом объеме аккумулирована невообразимая энер¬гия, иногда превышающая 10 в 1060степени эрг. На данный момент ведущие астрофизики и физики-теоретики, сходятся в мысли, что для обеспечения столь колоссального выделения энергии ядерных процессов не достаточно. Из предполагаемых известных нам источников можно предположить лишь падение вещества в гравитационном поле. Не ясным так же остаётся и возможная роль тёмной энергии, кинетическая энергия вещества Вселенной, полученной им во время Большого Взрыва.

Нельзя тут не помянуть квазары, чрезвычайно компактные объекты, находящиеся от нас на метагалактических расстояниях в многие миллиарды парсек и имеющие громадное красное смещение в спектре, что говорит об огромных скоростях их удаления от нас. История квазаров уходит в начало 60 годов, когда считалось, что они расположены где-то внутри нашей галактики из-за переменности в их свечении, но потом всё же выяснилось что это совсем не так.

Так же оказалось, что часть квазаров имеет некие дополнительные структуры вокруг центрального компонента и несколько напоминают ядра галактик. Возможно, что все галактики проходят через стадию квазаров, когда их ядра посылают в космос экстремальные потоки энергии. И тогда можно предположить, что в центе галактик могут находиться мертвые квазары. Астрофизики считают, что в центре действующего квазара имеется компактный сверхмассивный объект - черная дыра с массой примерно в миллиард солнечных масс. Они-то и служат источниками чудовищного излучения квазаров. При этом надо понимать, что мы на самом деле видим объект таким, каким он был более 10 миллиардов лет тому назад..

Само собой разумеется, что чёрные дыры в центре галактик обладают всеми атрибутами этих экзотических объектов и способны творить чудеса со временем и пространством. По мере приближения к горизонту событий чёрной дыры время будет замедляться, а пространство вокруг них будет сильно искривляться. Отсюда можно предположить, что окружающая такой объект материя, в том числе и ближайшие звёзды, будет вести себя совершенно не предсказуемо по наши меркам. Некоторые учёные так же считают что через чёрные дыры можно попасть в параллельные миры. Какие парадоксы мы сможем ещё встретить в условиях колоссального тяготения, энергии, которая не поддаётся описанию и сверхмощным физическим полям, можно только фантазировать. Воистину ядра галактик, это места, где боги развлекаются.

Млечный путь (компьютерная модель). Спиральная галактика с перемычкой. Доминируют два из четырёх рукавов.

Млечный Путь (или Галактика, с заглавной буквы) — галактика, в которой находятся Земля, Солнечная система и все отдельные звёзды, видимые невооружённым глазом. Относится к спиральным галактикам с перемычкой .

Млечный Путь вместе с Галактикой Андромеды (М31), Галактикой Треугольника (М33), и более 40 карликовыми галактиками-спутниками — своими и Андромеды — образуют Местную Группу галактик, которая входит в Местное Сверхскопление (Сверхскопление Девы).

Этимология

Структура Галактики

Диаметр Галактики составляет около 30 тысяч парсек (порядка 100 000 световых лет, 1 квинтиллион километров) при оценочной средней толщине порядка 1000 световых лет. Галактика содержит, по самой низкой оценке, порядка 200 миллиардов звёзд (современная оценка колеблется в диапазоне предположений от 200 до 400 миллиардов). Основная масса звёзд расположена в форме плоского диска. По состоянию на январь 2009, масса Галактики оценивается в 3·10 12 масс Солнца, или 6·10 42 кг. Новая минимальная оценка определяет массу галактики всего в 5·10 11 масс Солнца. Бо́льшая часть массы Галактики содержится не в звёздах и межзвёздном газе, а в несветящемся гало из тёмной материи.

Лишь в 1980-х годах астрономы высказали предположение, что Млечный Путь является спиральной галактикой с перемычкой, а не обычной спиральной галактикой. Это предположение было подтверждено в 2005 году космическим телескопом имени Лаймана Спитцера, который показал, что центральная перемычка нашей галактики является большей, чем считалось ранее.

По оценкам ученых, галактический диск, выдающийся в разные стороны в районе галактического центра, имеет диаметр около 100 000 световых лет. По сравнению с гало, диск вращается заметно быстрее. Скорость его вращения неодинакова на различных расстояниях от центра. Она стремительно возрастает от нуля в центре до 200—240 км/с на расстоянии 2 тыс. световых лет от него, затем несколько уменьшается, снова возрастает примерно до того же значения и далее остается почти постоянной. Изучение особенностей вращения диска позволило оценить его массу, оказалось, что она в 150 млрд раз больше M_☉.

Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звезды и звездные скопления, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет. Они образуют так называемую плоскую составляющую. Среди них очень много ярких и горячих звезд. Газ в диске Галактики также сосредоточен в основном вблизи его плоскости. Он распределен неравномерно, образуя многочисленные газовые облака — от гигантских неоднородных по структуре облаков, протяженностью свыше нескольких тысяч световых лет, к небольшим облакам размерами не более парсека.

Галактический центр Млечного Пути в инфракрасном диапазоне.

В средней части Галактики находится утолщение, которое называется балджем ( bulge — утолщение), составляющее около 8 тысяч парсек в поперечнике. Центр ядра Галактики находится в созвездии Стрельца (α = 265°, δ = −29°). Расстояние от Солнца до центра Галактики 8,5 килопарсек (2,62·10 17 км, или 27 700 световых лет). В центре Галактики, по всей видимости, располагается сверхмассивная чёрная дыра (Стрелец A) (около 4,3 миллиона M_☉) вокруг которой, предположительно, вращается чёрная дыра средней массы от 1000 до 10 000 M_☉ и периодом обращения около 100 лет и несколько тысяч сравнительно небольших. Их совместное гравитационное действие на соседние звёзды заставляет последние двигаться по необычным траекториям. Существует предположение, что большинство галактик имеют сверхмассивные чёрные дыры в своем ядре.

Для центральных участков Галактики характерна сильная концентрация звезд: в каждом кубическом парсеке вблизи центра их содержится многие тысячи. Расстояния между звездами в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. Как и в большинстве других галактик, распределение массы в Млечном Пути такое, что орбитальная скорость большинства звезд Галактики не зависит в значительной степени от их расстояния до центра. Далее от центральной перемычки к внешнему кругу, обычная скорость обращения звезд составляет 210—240 км/с. Таким образом, такое распределение скорости, не наблюдаемое в солнечной системе, где различные орбиты имеют существенно различные скорости обращения, является одной из предпосылок к существованию темной материи.

В 2016 году японские астрофизики сообщили об обнаружении в Галактическом центре второй гигантской чёрной дыры. Эта чёрная дыра находится в 200 световых годах от центра Млечного Пути. Наблюдаемый астрономический объект с облаком занимает область пространства диаметром 0,3 светового года, а его масса составляет 100 тысяч масс Солнца. Пока точно не установлена природа этого объекта — это чёрная дыра или иной объект.

Рукава

Галактика относится к классу спиральных галактик, это означает, что у Галактики есть спиральные рукава, расположенные в плоскости диска. Диск погружён в гало сферической формы, а вокруг него располагается сферическая корона. Солнечная система находится на расстоянии 8,5 тысяч парсек от галактического центра, вблизи плоскости Галактики (смещение к Северному полюсу Галактики составляет всего 10 парсек), на внутреннем крае рукава, носящего название рукав Ориона. Такое расположение не даёт возможности наблюдать форму рукавов визуально. Новые данные по наблюдениям молекулярного газа (СО) говорят о том, что у нашей Галактики есть два рукава, начинающиеся у бара во внутренней части Галактики. Кроме того, во внутренней части есть ещё пара рукавов. Затем эти рукава переходят в четырёхрукавную структуру, наблюдающуюся в линии нейтрального водорода во внешних частях Галактики.

Окрестности Млечного пути и его гало.

Галактическое гало имеет сферическую форму, выходящую за пределы галактики на 5—10 тысяч световых лет, и температуру около 5·10 5 K. Галактический диск окружен сфероидным гало, состоящим из старых звезд и шаровых скоплений, 90 % которых находится на расстоянии менее 100 000 световых лет от центра галактики. Однако в последнее время было найдено несколько шаровых скоплений, таких как PAL 4 и AM 1, находящихся на расстоянии более чем 200 000 световых лет от центра галактики. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска. Состоит гало в основном из очень старых, неярких маломассивных звезд. Они встречаются как поодиночке, так и в виде шаровых скоплений, которые могут содержать до миллиона звезд. Возраст населения сферической составляющей Галактики превышает 12 млрд лет, его обычно считают возрастом самой Галактики.

В то время как галактический диск содержит газ и пыль, что затрудняет прохождение видимого света, сфероидная компонента таких составляющих не содержит. Активное звездообразование происходит в диске (особенно в спиральных рукавах, являющихся зонами повышенной плотности). В гало звездообразование завершилось. Рассеянные скопления также встречаются преимущественно в диске. Считается, что основную массу нашей галактики составляет темная материя, которая формирует гало темной материи массой примерно 600 — 3000 миллиардов M☉. Гало темной материи сконцентрировано в направлении центра галактики.

Звезды и звездные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Так как вращение отдельных звезд происходит несколько беспорядочно (то есть скорости соседних звезд могут иметь любые направления), гало в целом вращается очень медленно.

История открытия Галактики

Большинство небесных тел объединяются в различные вращающиеся системы. Так, Луна обращается вокруг Земли, спутники планет-гигантов образуют свои, богатые телами, системы. На более высоком уровне, Земля и остальные планеты обращаются вокруг Солнца. Возникал естественный вопрос: не входит ли и Солнце в систему ещё большего размера?

Первое систематическое исследование этого вопроса выполнил в XVIII веке английский астроном Уильям Гершель. Он подсчитывал количество звёзд в разных областях неба и обнаружил, что на небе присутствует большой круг (впоследствии он был назван галактическим экватором), который делит небо на две равные части и на котором количество звёзд оказывается наибольшим. Кроме того, звёзд оказывается тем больше, чем ближе участок неба расположен к этому кругу. Наконец обнаружилось, что именно на этом круге располагается Млечный Путь. Благодаря этому Гершель догадался, что все наблюдаемые нами звёзды образуют гигантскую звёздную систему, которая сплюснута к галактическому экватору.

Вначале предполагалось, что все объекты Вселенной являются частями нашей Галактики, хотя ещё Кант высказывал предположение, что некоторые туманности могут быть галактиками, подобными Млечному Пути. Ещё в 1920 году вопрос о существовании внегалактических объектов вызывал дебаты (например, известный Большой спор между Харлоу Шепли и Гебером Кёртисом; первый отстаивал единственность нашей Галактики). Гипотеза Канта была окончательно доказана лишь в 1920-х годах, когда Эрнсту Эпику и Эдвину Хабблу удалось измерить расстояние до некоторых спиральных туманностей и показать, что по своему удалению они не могут входить в состав Галактики.

Расположение Солнца в Галактике

Согласно последним научным оценкам, расстояние от Солнца до галактического центра составляет 26 000 ± 1 400 световых лет, в то время как согласно предварительным оценкам наша звезда должна находиться на расстоянии около 35 000 световых лет от перемычки. Это означает, что Солнце расположено ближе к краю диска, чем к его центру. Вместе с другими звездами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220—240 км/с, делая один оборот примерно за 200 млн лет. Таким образом, за все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не более 30 раз.

В окрестностях Солнца удается отследить участки двух спиральных рукавов, которые удалены от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где наблюдаются эти участки, им дали название рукав Стрельца и рукав Персея. Солнце расположено почти посередине между этими спиральными ветвями. Но сравнительно близко от нас (по галактическим меркам), в созвездии Ориона, проходит ещё один, не очень четко выраженный рукав — рукав Ориона, который считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.

Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики почти совпадает со скоростью волны уплотнения, образующей спиральный рукав. Такая ситуация является нетипичной для Галактики в целом: спиральные рукава вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы в колесах, а движение звезд происходит с другой закономерностью, поэтому почти все звездное население диска то попадает внутрь спиральных рукавов, то выпадает из них. Единственное место, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают — это так называемый коротационный круг, и именно на нём расположено Солнце.

Для Земли это обстоятельство чрезвычайно важно, поскольку в спиральных рукавах происходят бурные процессы, образующие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не смогла бы от него защитить. Но наша планета существует в сравнительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов (или даже миллиардов) лет не подвергалась воздействию этих космических катаклизмов. Возможно, именно поэтому на Земле смогла родиться и сохраниться жизнь.

Эволюция и будущее Галактики

Возможны столкновения нашей Галактики с иными галактиками, в том числе со столь крупной, как галактика Андромеды, однако конкретные предсказания пока невозможны ввиду незнания поперечной скорости внегалактических объектов.

Модель

100 000 Звезд — Творческий проект компании Google по визуализации галактики Млечный Путь

Панорамы

Панорама Млечного Пути, сделанная в Долине Смерти, США, 2005 год.

Панорама южного неба, сделанная около обсерватории Параналь, Чили, 2009 год.

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.

Как устроена галактика: ядро, балдж, гало, звездный диск.

Спиральный галактики (к которым относится и наша галактика Млечный путь) имеют схожее внутреннее строение.

Типичная спиральная галактика состоит из трех основных частей:

Ядро расположено в центре галактики, область вокруг ядра называется гало, а само гало уже окружено массой звезд называемых звездным диском.

Галактическое ядро

Галактическое ядро представляет собой очень малую по сравнению с размерами всей галактики область, однако именно здесь располагается центр притяжения всей галактики – обычно сверхмассивная черная дыра, обладающая невероятно большой массой (для Млечного пути расчетный “вес” такой черной дыры составил вес около трех миллионов масс Солнца!).

Галактическое гало

Галактическое гало – гигантское сферообразное “звездное облако” или “звездная сфера” сконцентрированное вокруг галактического ядра. Фактически границы нашей Галактики определяются именно размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров звездного диска галактики и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч световых лет.

Состоит гало в основном из очень старых, неярких мало массивных звёзд. Они встречаются как поодиночке, так и в виде шаровых скоплений, которые могут включать в себя более миллиона звёзд. Возраст населения сферической составляющей Галактики превышает 12 млрд. лет. Его обычно принимают за возраст самой Галактики.

Характерной особенностью звёзд гало является чрезвычайно малая доля в них тяжёлых химических элементов. Звёзды, образующие шаровые скопления, содержат металлов в сотни раз меньше, чем Солнце.

Звёзды сферической составляющей концентрируются к центру Галактики. Центральная, наиболее плотная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галактики называется балдж (в переводе с английского “утолщение”).

Звёзды и звёздные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Из-за того, что вращение отдельных звёзд происходит почти беспорядочно (т. е. скорости соседних звёзд могут иметь самые различные направления), гало в целом вращается очень медленно.

Балдж

Внутренняя, ближняя к ядру и самая плотная часть гало называется балдж (англ. bulge – “вздутие”). Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся внутри балджа Галактики, то на небе были бы видны не привычные взгляду “звездные точки”, а сразу несколько десятков звезд, по яркости сопоставимых с нашей Луной.

Однако Солнце расположено достаточно далеко от ядра Галактики – на расстоянии около 26 000 световых лет. Поэтому, если в окрестностях Солнца, в диске, одна звезда приходится на 8 кубических парсеков, то в центре Галактики в одном кубическом парсеке находится 10 000 звезд. Центр Галактики находится в направлении созвездия Стрельца.

Звездный диск

Звездный диск (на самом деле правильнее говорить про звездный диск и газопылевой диск, но мы упростим) – самая крупная и массивная область галактики простирающаяся на сотни и тысячи световых лет от центра. Приблизительная масса звездного диска Млечного пути равна 150 млрд. масс Солнца. В отличие от центральной части галактики, имеющей сферическую форму, звездный диск больше напоминает две тарелки сложенные вместе – то есть почти плоский в поперечнике и все более истончающийся от центра к краю.

“Население” звездного диска очень сильно отличается от населения гало. Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звёзды и звёздные скопления, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет. Они образуют так называемую плоскую составляющую. Среди них очень много ярких и горячих звёзд.

Газ в диске Галактики также сосредоточен в основном вблизи его плоскости. Он распределён неравномерно, образуя многочисленные газовые облака — от гигантских неоднородных по структуре сверх облаков протяжённостью несколько тысяч световых лет до маленьких облачков размерами не больше парсека.

Основным химическим элементом в нашей Галактике является водород. Приблизительно на 1/4 она состоит из гелия. По сравнению с этими двумя элементами остальные присутствуют в очень небольших количествах. В среднем химический состав звёзд и газа в диске почти такой же, как у Солнца.

Спиральные рукава

Одним из наиболее заметных образований в звездных дисках галактик, подобных нашей, являются спиральные ветви (или рукава). Они и дали название этому типу объектов – спиральные галактики. Спиральная структура в нашей Галактике очень хорошо развита. Вдоль рукавов в основном сосредоточены самые молодые звёзды, многие рассеянные звёздные скопления и ассоциации, а также цепочки плотных облаков меж звёздного газа, в которых продолжают образовываться звёзды.

В спиральных ветвях находится большое количество переменных и вспыхивающих звёзд, в них чаще всего наблюдаются взрывы некоторых типов сверхновых. В отличие от гало, где какие-либо проявления звёздной активности чрезвычайно редки, в ветвях продолжается бурная жизнь, связанная с непрерывным переходом вещества из межзвёздного пространства в звёзды и обратно. Галактическое магнитное поле, пронизывающее весь газовый диск, также сосредоточено главным образом в спиралях.

Спиральные рукава Млечного Пути в значительной степени скрыты от нас поглощающей материей. Подробное их исследование началось после появления радиотелескопов. Они позволили изучать структуру Галактики по наблюдениям радиоизлучения атомов межзвёздного водорода, концентрирующегося вдоль Длинных спиралей.

По современным представлениям, спиральные Рукава связаны с волнами сжатия, распространяющимися по диску галактики. Проходя через области сжатия, вещество диска уплотняется, а образование звёзд из газа становится более интенсивным. Причины возникновения в дисках спиральных галактик такой своеобразной волновой структуры не вполне ясны. Над этой проблемой работают многие астрофизики.

Полные размеры нашей Галактики составляют: 30 килопарсек (100 000 световых лет) в диаметре, и 1000 световых лет в толщину. Иными словами, при взгляде “сбоку”, галактика имеет форму линзы.

Её галактический диск вращается вокруг оси по часовой стрелке, если смотреть на Галактику сверху со стороны ее “северного полюса”, находящегося в созвездии Волосы Вероники.

Галактика имеет хорошо выраженную спиральную структуру. Спирали представляют собой волны плотности, распространяющиеся в сторону вращения диска Галактики с постоянной угловой скоростью.

Образование в галактике звезд I и II поколения

Галактика Млечный путь (впрочем и другие спиральные галактики) образовалась из медленно вращавшегося газового облака, по своим размерам превосходившего ее в десятки раз.

Первоначально это газовое облако состояло из смеси 75% водорода и 25% гелия и почти не содержало тяжелых элементов. В течение примерно миллиарда лет это облако свободно сжималось под действием сил гравитации. Этот коллапс неизбежно привел к фрагментации и началу процесса звездообразования.

Сначала газа было много, и он находился на больших расстояниях от плоскости вращения. Возникли звезды первого поколения, в том числе и весьма массивные, а также шаровые скопления. Их современное пространственное распределение соответствует первоначальному распределению газа, близкому к сферическому.

Наиболее массивные звезды первого поколения быстро проэволюционировали и обогатили межзвездную среду тяжелыми элементами, главным образом за счет вспышек сверхновых. Та часть газа, которая не превратилась в звезды, продолжала свой процесс сжатия к центру Галактики. Из-за сохранения момента количества движения, ее вращение становилось быстрее, образовался диск, и, в нем снова начался процесс звездообразования.

Это второе поколение звезд оказалось богатым тяжелыми элементами. Оставшийся газ сжался в более тонкий слой, так возникла плоская составляющая – основная арена современного звездообразования. Разумеется, выделения двух или трех поколений звезд весьма условно: скорее всего, звездообразование было единым непрерывным процессом, хотя в нем и возможны были отдельные этапы замедления.

Тем не менее, общее правило верно: к галактическому диску относятся звезды ранних спектральных классов О и В, т.е. молодые звезды. Гало, наоборот, составляют объекты, возникшие на ранних стадиях эволюции Галактики, старые звезды. Их возраст составляет порядка 10 – 12 миллиардов лет.

Почему с Земли не видно ярко сияющий центр нашей галактики?

Почти все молекулярное вещество межзвездной среды (облака пыли и газа) находится на расстоянии до 3-7 килопарсек от центра, поэтому и видимое излучение центральных областей Галактики полностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи (к счастью мы можем наблюдать эти области в инфракрасном диапазоне).

Эволюция спиральных галактик: от Большого взрыва до наших дней

Место Солнечной системы в галактике Млечный путь

Наше Солнце в галактике Млечный путь расположено между спиральными рукавами Стрельца и Персея. Солнце (а вместе с ним и вся солнечная система) движется со скоростью около 220 км/с, и делает полный оборот вокруг центра Галактики за 200 миллионов лет. Всего за время своего существования (4,5 млрд.лет) Солнце облетело Галактику примерно 30 раз.

Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики практически совпадает с той скоростью, с которой в данном районе движутся спиральные рукава галактики. Такая зона внутри галактики, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают, называется коротационной окружностью и является расчетной “зоной жизни”, т.е. если и есть внутри галактики благоприятные “тихие гавани”, где может развиться жизнь, то это именно коротационная окружность.

Читайте также: