Происхождение нашей галактики кратко
Обновлено: 05.07.2024
В какой-то степени мы знаем о далеких звездных системах больше, чем о нашей родной Галактике – Млечный Путь. Исследовать его структуру трудней, чем строение любых других галактик, потому как изучать ее приходится изнутри, и многое не так легко разглядеть. Межзвездные пылевые облака поглощают свет, излучаемый мириадами отдаленных звезд.
Только с развитием радиоастрономии и появлением инфракрасных телескопов ученые смогли понять, как устроена наша Галактика. Но многие детали остаются неясны и по сей день. Даже число звезд в Млечном Пути оценивается довольно приблизительно. Новейшие электронные справочники называют цифры от 100 до 300 миллиардов звезд.
С начала 90-х годов XX века, наблюдения, проводимые в инфракрасном диапазоне, все больше и больше меняют наши знания о структуре Млечного Пути, ведь инфракрасные телескопы дают возможность заглянуть сквозь газопылевые облака и увидеть то, что недоступно для обычных телескопов.
2004 год — возраст нашей Галактики был оценен в 13,6 миллиарда лет. Она возникла в скором времени после Большого взрыва. Вначале это был диффузный газовый пузырь, содержавший в основном водород и гелий. Со временем он превратился в громадную спиральную галактику, в которой мы сейчас живем.
Но как протекала эволюция нашей Галактики? Как она формировалась – медленно или, напротив, очень быстро? Как она насыщалась тяжелыми элементами? Как изменялись за миллиарды лет форма Млечного Пути и его химический состав? Подробные ответы на эти вопросы еще предстоит дать ученым.
Протяженность нашей Галактики составляет около 100 000 световых лет, а средняя толщина галактического диска – около 3 000 световых лет (толщина выпуклой его части – балджа – достигает 16 000 световых лет). Впрочем, в 2008 г. австралийский астроном Брайан Генслер, проанализировав результаты наблюдений за пульсарами, предположил, что, вероятно, галактический диск в два раза толще, чем принято считать.
Велика или мала наша Галактика по космическим меркам? Для сравнения: протяженность туманности Андромеды, ближайшей к нам крупной галактики, составляет приблизительно 150 000 световых лет.
В конце 2008 г. исследователи установили методами радиоастрономии, что Млечный Путь вращается быстрей, чем предполагали ранее. Судя по этому показателю, его масса приблизительно в полтора раза выше, чем принято было считать. По разным оценкам, она варьируется от 1,0 до 1,9 триллиона солнечных масс. Опять же для сравнения: массу туманности Андромеды оценивают самое меньшее в 1,2 триллиона солнечных масс.
Центральная часть Млечного Пути располагается в созвездии Стрельца. Эта область окружена темными газопылевыми облаками, за которыми нельзя ничего увидеть. Только начиная с 1950-х годов, используя средства радиоастрономии, ученые смогли постепенно рассмотреть то, что таится там. В этой части Галактики был обнаружен мощный радиоисточник, получивший название Стрелец А. Как показали наблюдения, здесь сосредоточена масса, превосходящая массу Солнца в несколько миллионов раз. Самое приемлемое объяснение этого факта возможно только одно: в центре нашей Галактики находится черная дыра.
Сейчас она по каким-то причинам устроила себе передышку и не проявляет особой активности. Приток вещества сюда очень скуден. Может быть, со временем у черной дыры пробудится аппетит. Тогда она снова начнет поглощать окружившую ее пелену газа и пыли, и Млечный Путь пополнит список активных галактик. Возможно, что перед этим в центре Галактики начнут бурно зарождаться звезды. Подобные процессы, вероятно, регулярно повторяются.
2010 год — американские астрономы при помощи Космического телескопа имени Ферми, предназначенного для наблюдения за источниками гамма-излучения, обнаружили в нашей Галактике две загадочные структуры – два громадных пузыря, испускающих гамма-излучение. Диаметр каждого из них составляет в среднем 25 000 световых лет. Они разлетаются из центра Галактики в северном и южном направлениях. Может быть, речь идет о потоках частиц, которые испустила некогда черная дыра, находящаяся посредине Галактики. Другие исследователи считают, что речь идет о газовых облаках, взорвавшихся при зарождении звезд.
Происхождение Млечного пути
На протяжении долгого времени считалось, что Млечный Путь формировался постепенно. 1962 год — Олин Эгген, Дональд Линден-Белл и Аллан Сендедж предложили гипотезу, которая стала известна, как модель ELS (ее назвали по начальным буквам их фамилий). Согласно ей, на месте Млечного Пути когда-то медленно вращалось однородное облако газа. Оно напоминало шар и достигало в поперечнике приблизительно 300 000 световых лет, а состояло в основном из водорода и гелия. Под действием гравитации протогалактика сжалась и стала плоской; при этом ее вращение заметно ускорилось.
Почти два десятка лет такая модель устраивала ученых. Но новые результаты наблюдений показали, что Млечный Путь не мог возникнуть так, как ему предписали теоретики.
Согласно этой модели, сначала образуется гало, а потом – галактический диск. Но в диске также встречаются очень древние звезды, к примеру, красный гигант Арктур, чей возраст больше 10-ти миллиардов лет, или многочисленные белые карлики того же возраста.
И в галактическом диске, и в гало обнаружены шаровые скопления, которые моложе, чем допускает модель ELS. Очевидно, они поглощены нашей Галактикой поздней.
Теперь вместо одного огромного облака в видениях ученых возникли сразу несколько небольших, причудливо разбросанных облаков. Среди них виднелись и звезды; правда, они были расположены только в гало. Внутри гало все бурлило: облака сталкивались; газовые массы перемешивались и уплотнялись. С течением времени из этой смеси образовался галактический диск. В нем начали возникать новые звезды. Но и эту модель впоследствии раскритиковали.
Нельзя было понять, что связывало гало и галактический диск. Этот сгущавшийся диск и реденькая звездная оболочка вокруг него имели мало общего. Уже после того, как Сирл и Цинн составили свою модель, выяснилось, что гало вращается слишком медленно, чтобы из него образовался галактический диск. Судя по распределению химических элементов, последний возник из протогалактического газа. Наконец, момент количества движения диска оказался в 10 раз выше, чем гало.
Весь секрет в том, что обе модели содержат зерно истины. Вся беда в том, что они слишком простые и односторонние. Обе они кажутся теперь фрагментами одного и того же рецепта, по которому был сотворен Млечный Путь. Эгген и его коллеги прочитали несколько одних строк из этого рецепта, Сирл и Цинн – несколько других. Потому, пытаясь заново представить историю нашей Галактики, мы то и дело замечаем знакомые, уже читанные однажды строки.
Млечный путь. Компьютерная модель
В протогалактиках было много очень массивных звезд. Не прошло и нескольких десятков миллионов лет, как большинство из них взорвалось. Эти взрывы обогатили облака газа тяжелыми химическими элементами. Потому в галактическом диске рождались не такие звезды, как в гало, – они содержали в сотни раз больше металлов. Кроме этого, эти взрывы породили мощные галактические вихри, которые разогревали газ и выметали его за пределы протогалактик. Произошло разделение газовых масс и темного вещества. Это была важнейшая стадия формирования галактик, не учтенная прежде ни в одной модели.
История Млечного Пути гораздо хаотичней, чем считали раньше. Наша родная Галактика, внушительная даже по космическим меркам, образовалась после череды ударов и слияний – после серии космических катастроф. Следы тех давних событий возможно обнаружить и сегодня.
Кроме этого, Млечный Путь притягивает к себе огромные массы газа. Так, в 1958 г. нидерландские астрономы заметили в гало множество небольших пятен. На поверку они оказались газовыми облаками, которые состояли в основном из атомов водорода и мчались в сторону галактического диска.
Всего одно упражнение поможет быстро привести мышцы в тонус.
Главной и яркой сицилийской достопримечательностью по праву считается ущелье Алькантара, представляющее собой образованные в результате
Во время войны первой коалиции, в 1795 году из-за аномальных холодам морское побережье у порта
Возьми на заметку, какие упражнения помогут тебе быстро привести тело в тонус, чтобы смело носить
Бронзовая призерка Олимпийских игр Елена Говорова рассказала о главных аспектах здорового образа жизни.
Если у тебя по каким-то причинам нет возможности посещать спортзал – не беда. Американский фитнес-тренер
В мире набирает популярность вид спорта, который сочетает в себе не только здоровый образа жизни,
Лето не за горами. Именно сейчас очень важно не тратить время впустую, а прокачать свое
Собственно говоря, эволюция галактик-это процесс их развития. Он сопровождается изменением структуры и состава.
Давайте рассмотрим, как происходили галактические изменения.
Можно выделить три основные стадии в истории галактики:
- образование;
- развитие и рост;
- конец или гибель.
Эволюция — это факт, а не теория
Карл Саган
Как появились галактики
Для начала обратимся к теории Большого взрыва. Как известно, происхождение галактик, как и других объектов глубокого космоса, стало возможным именно после него.
Галактики
К тому же, сразу после взрыва появилась сингулярность. То есть в первые секунды состояние Вселенной было бесконечно плотным и с одной огромной температурой. В дальнейшем однородная среда при остывании начала расширяться. С течением времени более плотные участки притягивались друг к другу силой гравитации.
Существует принцип гравитационной неустойчивости. Его смысл заключается в том, что частицы вещества не могут постоянно быть равномерно распределены в пространстве. Потому как элементы стремятся и притягиваются друг к другу, создавая уплотнённые соединения.
Таким образом, образовались газовые облака и сгустки материи. Затем сформировались звёзды, а из них появились целые галактики.
Газовые облака
Развитие и эволюция галактик
Проще говоря, рост и слияние галактик это и есть эволюция.
Как известно, под силой тяжести галактики притягиваются друг к другу. Так происходит процесс их объединения. Сейчас нам известны галактические группы, скопления и сверхскопления галактик.
Скопление галактик
Вдобавок ко всему, большие галактики поглощают малые. Из этого следует увеличение их массы. Причём галактики приблизительно равного размера сливаются в единое объединение. Из них образуются гигантские эллиптические галактики.
Конечная стадия развития галактик
Когда в межзвёздном пространстве иссякает запас газа и пыли, прекращается формирование звёзд. Этот процесс замедляется в течении миллиардов лет. Однако при этом все же происходит слияние объектов глубокого космоса. Что ведёт к росту количества звёзд, газа и пыли. В результате система галактики поддерживается и растёт.
Иногда такие галактики поглощаются другими. В таком случае, им как-бы даётся вторая жизнь, но только в новом составе.
Существует интересная теория о том, что когда-нибудь все галактики сольются в одного огромного эллиптического гиганта.
Эллиптическая галактика
Бесспорно, эволюция галактик является очень долгим и сложным процессом. Только представьте, что было вначале и что есть сейчас. Это целая история, которой нет конца. По крайней мере, пока. Мы можем только предполагать, что в будущем ждёт галактики и Вселенную в целом.
Вселенная 13 миллиардов лет назад была совсем не такой, какой она видится ученым сегодня. Последние считают, что в то время в бескрайних просторах космоса происходил активный процесс звездообразования. Новые светила рождались и притягивались ближе друг к другу под воздействием гравитационных сил. Это приводило к формированию первых звездных скоплений, затем небольших (карликовых галактик), которые сталкивались между собой и образовывали более крупные галактики, такие как наш Млечный Путь.
Ученые из Канарского института астрофизики считают, что они смогли раскрыть эту загадку.
Как сформировался Млечный Путь
В ходе исследования им удалось выяснить точное местоположение и яркость одного миллиона звезд нашей галактики в пределах 6500 световых лет от Солнца с помощью космического телескопа Gaia.
Ориентируясь на возраст звезд, ученые определили время столкновения галактик. По их расчетм, оно произошло 10 млрд лет назад.
Примитивный Млечный Путь формировал звезды на протяжении трех миллиардов лет. Меньшая галактика прошла такой же путь, но она была химически беднее и имела меньшую массу. Таким образом, она была поглощена, – говорится в исследовании.
Исследователи отмечают, что сам процесс слияния происходил в течение нескольких миллионов лет.
Слияние – это не одномоментный, а постепенный процесс, который оказывает огромное влияние на звездные скопления, — говорят авторы исследования.
Ученые создали 3D-анимацию, которая демонстрирует этот процесс слияния. Видео можно посмотреть ниже.
По мнению исследователей, тепло, выделенное при слиянии, и большое количество галактического газа в конечном итоге привели к формированию современной формы Млечного Пути. Вместе с тем, это был не первый случай такого слияния, отмечают исследовали. За историю своего существования Млечный Путь поглотил много других меньших галактик. Нашу собственную галактику примерно через 5 миллиардов лет ожидает та же участь. Она будет поглощена соседней галактикой Андромеды.
Подписывайтесь на наш Яндекс.Дзен. Удобно следить за новостями из мира науки и технологий.
Точный ответ получилось добыть лишь после измерения расстояний к далеким цефеидам в галактике Андромеды Эдвином Хабблом. Оказалось, что звезды находились на огромной дистанции.
Тогда поняли, что существует отдельная галактика Андромеды, Млечный Путь и множество других. Но как появилась наша родная галактика?
Напомним, что мы живем в галактике спирального типа с перемычкой. В диаметре охватывает около 100 000 световых лет, а в толщине – 1000 световых лет. По сути, вы можете всматриваться в родную галактику, когда видите белую звездную полосу, из-за которой она и получила название Млечный Путь (будто кто-то пролил молоко в небе).
Возраст составляет до 13.3-13.6 млрд. лет (возраст самой древней звезды - 13.2 млрд. лет). Со стороны напоминает гигантское вращающееся колесо.
Графическое представление Млечного Пути: вид сверху
Начнем с того, что Млечный Путь не возник с начала времен и это не первое формирование после Большого Взрыва. После рождения космического пространства Вселенная немного остыла, позволяя газу и прочим веществам равномерно распространиться в космосе.
Небольшие неровности позволяли газу вливаться в более крупные скопления. Они нагревались, активировали ядерный синтез, формируя звезды. Эти объекты стали формироваться в кучках, создавая более плотные группы. Древнейшие объекты сформировали шаровые скопления, которые также располагались рядом, создавая более крупные структуры – галактики.
Это наиболее популярная среди ученых теория – иерархическая. Однако в последнее время ее поставили под сомнение, потому что современные телескопы фиксируют объекты, появившиеся спустя 400 млн. лет после начала всего.
То есть, уже на тот момент удалось найти галактики, чего раньше никто не мог представить. Поэтому сейчас проводят дополнительные исследования, чтобы лучше понять процесс.
Млечный Путь представлен огромным количеством древних звезд. Они стараются приближаться к галактическому гало (полагают, что изначально галактика была сферической), а молодые оказываются на диске. Считается, что при увеличении массы взаимная орбита материала начала вращаться, создавая спираль.
Мессье 83 - наиболее похожая на Млечный Путь галактика, изучая которую, мы сможем узнать больше и о Млечном Пути
Но не все объекты принадлежат изначальной Вселенной. Галактика создает более 7 звезд в год, однако большая часть массивности получена более насильственным путем.
Слышали ли вы что-нибудь о космическом каннибализме? Это излюбленное дело каждой крупной галактики. Сначала наш Млечный Путь располагал более скромными размерами и гораздо меньшим количеством звезд.
Однако в течение миллиардов лет он сталкивался с другими галактиками, формируя более крупное скопление звезд и создавая современную спиральную форму.
Считается, что еще в древние времена Млечный Путь плотно пообедал 15-ю галактиками. Одно из последних исследований показывает, что всего 10 млрд. лет назад он поглотил галактику с ¼ от своей массивности. Причем это было одно из сильнейших прямых столкновений, занявшее миллионы лет.
Такой вид на ночное небо предстоит увидеть нам через несколько миллиардов лет
Итак, рождение Млечного Пути включало в себя группирование звезд, сближение скоплений и столкновение с другими галактиками. Думаете, что это конец? Нет!
Млечный Путь на всех парах мчится навстречу галактике Андромеды, с которой должен столкнуться примерно через 4 млрд. лет. И пока вы читаете эту статью, Млечный Путь с жадностью разрывает на части карликовую галактику в Большом Псе.
Кстати, перед тем, как столкнуться с галактикой Андромеды, Млечный Путь успеет пообедать Магеллановыми Облаками. Так что наша галактика все еще развивается и это довольно жестокий космический процесс.
Результаты космологических исследований туманностей в 20 годах прошлого века перевернули представление астрономов о Вселенной и объектах ее населяющих.
Главным открытием стало подтверждение гипотезы о том, что казавшиеся тогда туманности не простое скопление газов или космической пыли, а представляет собой огромные скопления звезд – галактики.
Теория происхождения галактик
Теория происхождения галактик основывается на принципе гравитационной неустойчивости. Принцип гласит: частицы вещества не могут постоянно находиться в равномерно распределенном состоянии в пространстве. Элементы вещества будут стремиться друг к другу, создавая конгломераты.
Столкновение и слияние галактик
В юной Вселенной вследствие гравитационной неустойчивости образовались дискообразные скопления вещества. На границах этих дисков образовывались завихрения и отслаивание вещества. Формировались протогалактические структуры, внутри которых в свою очередь начинался процесс фрагментации – рождались первые звезды. С появлением звезд протогалактическое облако становилось звездной системой — галактикой. Галактики различны по объему и форме. Те, что на момент появления имели большую скорость вращения, приобрели форму шара или диска с отходящими от него рукавами-спиралями. Медленно вращавшиеся или неподвижные протогалактические облака превратились в галактики элипсоидной или неправильной формы.
Материалы по теме
Галактики могут быть единичными, располагаться попарно или множественными галактическими скоплениями. Галактические группы объединяют звездные системы различных форм и размеров. Самыми близкими нашими соседями являются галактическое скопление Большой Медведицы и небольшое плотное скопление галактик созвездия Волосы Вероники. Наша галактика Млечный Путь совместно со звездными системами Магеллановых облаков, галактикой Андромеда и множеством других, образуют Местную группу галактик, объединенную общим водородным облаком.
Состав галактики очень неоднороден. Достоверно известно, что элементами галактик являются: звезды, звездные скопления, пылевые облака, газовые туманности, частицы вещества рассеянные в пространстве, а также всякие экзотические объекты вроде черных дыр и нейтронных звезд. Все галактические элементы взаимосвязаны и подчинены вращению вокруг центра галактики содержащего сверхмассивную черную дыру. Распределение элементов галактики неравномерно. Наибольшая плотность галактических компонентов приходится на плоскость, являющуюся перпендикуляром оси вращения. Также стоит упомянуть наличие вокруг галактики протяженного гало из темной материи.
Читайте также: