Наш дом

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.

Старая рана

Изучая детализированную карту галактики, ученые обнаружили кое-что необычное – странное скопление звезд, демонстрирующих необычное поведение. В целом они образовали диск вместе с остальными звездами региона, но не входящими в эту группу, и вращались вокруг галактического центра. Но помимо этого, они вращались еще и вокруг друг друга. Визуально это напоминало завитки на раковине улитки.

В 2018 году ученые решили «обернуть время вспять». Они взяли данные о шести миллионах звезд, содержащие информацию об их положении и скорости, и попытались с помощью них и компьютерного моделирования «развернуть» раковину улитки. Результат показал, что необычная форма скопления звезд, скорее всего, является своеобразным галактическим «шрамом». Около 300-900 миллионов лет назад очень сильное гравитационное возмущение, вызванное непонятным источником, «ударило» по Млечному Пути и буквально надорвало у галактики небольшой кусочек.

Основным подозреваемым ученые выбрали ближайшую карликовую галактику Стрелец. Предыдущие исследования показали, что примерно от 200 миллионов до 1 миллиарда лет назад галактический диск Стрельца мог быть задет галактическим диском Млечного Пути. Эти результаты полностью соответствуют тому, что наблюдалось в последующих исследованиях, о которых говорится выше. Наша галактика, как оказалось, очень мстительна. Млечный Путь сейчас крадет звезды у Стрельца и примерно через 100 миллионов лет уничтожит (или поглотит) галактику, которая ее ранила.

Загадочный сигнал

Ученые уже долгое время спорят о том, что вызывает массовые выбросы гамма-излучения из галактического центра Млечного Пути – так называемой галактической выпуклости. Согласно большинству предположений, источником этих выбросов может быть темная материя. Выбросы якобы связаны с тем, что частицы темного вещества (WIMP) натыкаются друг на друга или с обычным веществом. На это действительно намекают некоторые полученные данные. Например, сглаженность сигналов, которую ученые ожидали бы от темной материи.

Однако в 2018 году международная группа исследователей обнаружила доказательства того, что за выбросы гамма-излучения отвечает не темная материя, тип звездообразования вблизи центра Млечного Пути.

В качестве основы для исследования были взяты данные с космического телескопа Ферми. Исследователи увидели, что гамма-лучи фактически отражают распределение звезд вблизи центра галактики — они формируются в форме X, а не сферы, как можно было бы ожидать, если бы это было вызвано взаимодействиями темной материи. Создав модель для воссоздания происходящих процессов, команда обнаружила, что более вероятным объяснением была бы коллекция миллисекундных пульсаров (быстро вращающихся нейтронных звезд) — их объединенные излучения, похоже, слились, чтобы создать сигнал, который первоначально был отнесен к темной материи.

Этимология

Название Млечный Путь распространено в западной культуре и является калькой с лат. via lactea «молочная дорога», которое, в свою очередь, калька с др.-греч. ϰύϰλος γαλαξίας «молочный круг». Название Галактика образовано по аналогии с др.-греч. γαλαϰτιϰός «молочный». По древнегреческой легенде, Зевс решил сделать своего сына Геракла, рождённого от смертной женщины, бессмертным, и для этого подложил его спящей жене Гере, чтобы Геракл выпил божественного молока. Гера, проснувшись, увидела, что кормит не своего ребёнка, и оттолкнула его от себя. Брызнувшая из груди богини струя молока превратилась в Млечный Путь.

В советской астрономической школе галактика Млечный Путь называлась просто «наша Галактика» или «система Млечный Путь»; словосочетание «Млечный путь» использовалось для обозначения видимых звёзд, которые оптически для наблюдателя составляют Млечный Путь.

Вне западной культуры имеется масса других названий Млечного Пути. Слово «Путь» часто остаётся, слово «Млечный» заменяется на другие эпитеты.

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.

Расположение Земли в Млечным Пути

Земля находится в галактике Млечный Путь. Мы живем в огромном и просторном месте, охватывающем в диаметре 100000-120000 световых лет и примерно 1000 световых лет в ширину. На территории проживает 400 миллиардов звезд.

Сравнительный размер Млечного Пути и крупнейшей из известных галактик IC1101

Такие масштабы галактика получила благодаря необычному рациону – поглощала и продолжает подпитываться другими маленькими галактиками. Например, сейчас на обеденном столе находится Карликовая галактика в Большом Псе, чьи звезды присоединяются к нашему диску. Но если сравнивать с другими, то наша – средняя. Даже соседняя Андромеда вдвое крупнее.

Строение галактики Млечный Путь

Галактический диск не однороден по своему составу. Как и другие спиральные гравитационные системы, Млечный Путь имеет три различаемых области:

  • ядро, сформированное плотным звездным скоплением, насчитывающим миллиард звезд разного возраста;
  • сам галактический диск, сформированный из скоплений звезд, звездного газа и пыли;
  • корона, сферическое гало — область в которой располагаются шаровые скопления, карликовые галактики, отдельные группы звезд, космическая пыль и газ.

Центр галактики

Вблизи плоскости галактического диска располагаются молодые звезды, собранные в скопления. Плотность звездных скоплений в центре диска выше. Вблизи центра плотность составляет 10000 звезд на один кубический парсек. В районе, где находится Солнечная система, плотность звезд составляет уже 1-2 светила на 16 кубических парсеков. Как правило, возраст этих небесных тел не более нескольких миллиардов лет.

Строение галактики Млечный Путь

Если на схеме строение галактики достаточно понятно и прозрачное, то в реальности рассмотреть центральные области галактического диска практически невозможно. Газопылевые облака и скопления звездного газа скрывают от нашего взора свет из центра Млечного пути, в котором живет настоящий космический монстр — сверхмассивная черная дыра. Масса этого сверхгиганта составляет приблизительно 4,3 миллиона M☉. Рядом со сверхгигантом располагается черная дыра меньших размеров. Дополняют эту мрачную компанию сотни карликовых черных дыр. Черные дыры Млечного пути являются не только пожирателями звездной материи, но и выполняют функцию родильного дома, выбрасывая в пространство огромные сгустки протонов, нейтронов и электронов. Именно из них образуется атомарный водород — главное топливо звездного племени.

Перемычка

Геометрически структура галактики выглядит достаточно просто. Каждый спиральный рукав, а их у Млечного пути целых четыре, берет свое начало из газового кольца. Рукава расходятся под углом 20⁰. На внешних границах галактического диска основным элементом является атомарный водород, который распространяется от центра галактики к периферии. Толщина водородного слоя на окраинах Млечного пути значительно шире, чем в центре, при этом плотность его крайне низкая. Разряжению водородного слоя способствует воздействие карликовых галактик, которые неотлучно следуют с нашей галактикой на протяжении десятков миллиардов лет.

Млечный путь  Красивая съемка с самой высокой точки в ИспанииМлечный путь Красивая съемка с самой высокой точки в Испании

Когда можно увидеть Млечный Путь

Млечный Путь хорошо виден далеко не всегда. Весной, особенно в апреле, он находится очень низко в северной части неба, выглядывая из-за горизонта тусклой дугой. В это время ночная сторона Земли обращена в сторону от Млечного Пути. Потому и небо весной удивительное темное и беззвездное.

Зимой Млечный Путь проходит по ярким созвездиям Возничего, Тельца, Ориона и Малого Пса. Но и в это время он мало заметен. Дело в том, что зимой мы смотрим в направлении окраин Галактики, и Млечный Путь, как ее наиболее плотная часть, здесь слабый и крайне бесформенный.

Когда же лучше всего виден Млечный Путь?

В России Млечный Путь лучше всего наблюдать в августе и в сентябре. В это время мы смотрим на самые яркие его участки в направлении созвездий Лебедя, Щита и Стрельца. Неплохо расположен Млечный Путь и в первой половине лета, но в это время почти везде в России короткие и светлые ночи.

Млечный Путь в направлении созвездий Щита и Стрельца. Снимок сделан в августе 2013 года в Канаде. Фото: Adam Woodworth

Галактика Млечный Путь и что ее окружает

Все небесные тела, включая планеты Млечного пути, спутники, астероиды, кометы и звезды, постоянно находятся в движении. Рожденные в космическом вихре Большого взрыва, все эти объекты пребывают на пути своего развития. Одни имеют более древний возраст, другие — явно моложе.

Млечный Путь и Солнечная система

Ощутить визуально галактические границы невозможно. Еще 100 лет назад научный мир даже не подозревал о том, что наша галактика Млечный Путь не единственная во Вселенной. Только благодаря стараниям американцам Эдвина Хаббла стало понятным, что Вселенная буквально напичкана гравитационными образованиями. Есть среди них совсем маленькие галактики, есть средних размеров, подобные нашей, а есть настоящие гиганты. Яркий тому пример, ближайшая к Млечному пути галактика Андромеда, которая больше в 2-2,5 раза. Что касается карликовых галактик, то их судьба незавидна. Им выпала роль быть спутниками более крупных образований, которые впоследствии поглотят их.

Место Млечного пути во Вселенной

Странная нить

Недавно астрономические обсерватории нескольких стран обратили взор своих телескопов на один и тот же объект – черную дыру в центре нашей галактики. Благодаря этому ученые получили наиболее детализированное на данный момент изображение Стрельца А*.

Иногда радиотелескопы захватывают изображение неких нетермальных радионитей. Они не проявляются в оптическом спектре и при этом никто не знает, что это такое. Одна такая нить проявилась на изображении черной дыры Стрелец А*. Ее протяженность составляет около 2,3 светового года и, судя по всему, один из ее концов попадает в самый центр черной дыры.

Увиденное пока не поддается объяснению, но имеется несколько предположений на этот счет. Согласно одной из выдвинутых ранее теоретиками версий, радионити способны генерировать так называемое синхротронное излучение, возникающее при ускорении заряженных частиц под воздействием магнитного поля. Однако в таком случае непонятно — откуда в принципе берутся эти заряженные частицы? Кто их «зарядил»?

Согласно другому предположению, нити – это не что иное, как «разлом» в пространстве, так называемый топологический дефект, теоретически возникающий под действием изменяющегося состояния вакуума. Согласно некоторым мнениям, эти нити обладают аналогичным зарядом и массой с галактическими нитями, которые как паутина покрывают все пространство Вселенной.

Теоретические модели нашей галактики

Еще древние астрономы пытались доказать, что видимая полоса на небосклоне — это часть огромного звездного диска, вращающегося вокруг своего центра. Этому утверждению способствовали проводимые математические подсчеты. Получить представление о нашей галактике удалось только спустя тысячи лет, когда в помощь науке пришли инструментальные методы исследования космоса. Прорывом в исследовании природы Млечного пути стала работа англичанина Уильяма Гершеля. В 1700 году он сумел опытным путем доказать, что наша галактика имеет форму диска.

Млечный Путь в телескоп

Эдвин Хаббл

Основополагающей теорией существования галактик является теория американского астрофизика Эдвина Хаббла. Ему принадлежит идея классифицировать все гравитационные образования, деля их на эллиптические галактики и образования спирального типа. Последние, спиральные галактики представляют самую обширную группу, в которую входят образования различных размеров. Крупнейшей из недавно открытых спиральных галактик является NGC 6872, диаметр которой превышает 552 тыс. световых лет.

Расположение Солнечной системы в Млечном Пути

Земля отдалена от галактического центра на 25000 световых лет и на столько же от края. Если представлять галактику как гигантскую музыкальную пластинку, то мы располагаемся на полдороге между центральной частью и краем. Если конкретнее, то занимаем местечко в рукаве Ориона между двумя главными рукавами. Он простирается на 3500 световых лет в диаметре и вытягивается на 10000 световых лет.

Положение Солнечной системы в Млечном Пути

Видно, что галактика делит небеса на два полушария. Это говорит о том, что мы расположены близко к галактической плоскости. У Млечного Пути низкая поверхностная яркость из-за обилия пыли и газа, скрывающих диск. Это мешает не только рассмотреть центральную часть, но и заглянуть на другую сторону.

Система тратит 250 миллионов лет на то, чтобы обойти весь орбитальный путь – «космический год». В последний проход по Земле бродили динозавры. А что будет дальше? Может люди вообще вымрут или их заменит новый вид?

В общем, мы проживаем в огромном и удивительном месте. Новые знания заставляют привыкать к тому, что Вселенная намного больше всех предположений. Теперь вы знаете, где находится Земля в Млечном Пути.

Вращение Млечного Пути

Масса Млечного Пути

Карта Млечного Пути

Центр Млечного Пути

Сколько звезд в Млечном Пути?

Вся информация о Млечном Пути

Млечный Путь: главные особенности

Карта Млечного Пути

У секрета названия нашей галактики, связанного с богами, есть еще одна, менее известная версия. В древнегреческом пантеоне были два титана: Кронос и Рея, которые дали жизнь всем олимпийским богам. Однако процесс деторождения сперва шел медленно: гигант Кронос опасался, что дети захватят его трон, и потому поедал их всех. Рее, как матери, было больно смотреть на кончину собственных детей. Поэтому последнего ребенка, Зевса, она спрятала, а вместо него в пеленки завернула камень и отдала его мужу. Кронос, ощупав «младенца», заявил, что ребенок слишком твердый и худой, и попросил его откормить. Брызги молока богини, которые отразились от холодного камня в небо, и стали звездной полосой Млечного Пути. А спасенный Зевс позже сверг отца-тирана.

К чему вся эта страшная история? Дело в том, что галактика Млечный Путь полностью унаследовала характер своего мифологического отца. Она большая, словно титан, и все также поедает своих спутников-детей. Прямо сейчас внутрь нашего «звездного острова» затягивается карликовая галактика Стрельца. Похожая участь ждет и другие спутники, который видны глазу — Большое и Малое Магеллановы Облака. Гравитационные взаимодействия с Млечным Путем уже сейчас разрушают их спиральные структуры, сбивая «звездные острова» в расплывчатые облака из газа и звезд.

Большое и Малое Магеллановы Облака

Поглощение, что правда, не ведет к мгновенной смерти звездного острова. «Проглоченные» галактики могут спокойно пройти сквозь Млечный Путь, растеряв немного звезд, и продолжить кружить вокруг него. Но как и в мифе, гиганта ждет возмездие. В Местной Группе галактик Млечный Путь лишь на втором месте по размеру и массе, уступая первенство галактике Андромеды. От ее «рук» наша галактика и примет свою гибель — большая соседка поглотит ее через 3-4 миллиарда лет.

О том, и чем оно грозит, мы уже вам рассказывали. А в этой статье пойдет речь о Млечном пути как уникальной спиральной галактике, которую нам повезло увидеть изнутри.

Солнечная система в Млечном пути

Научные наблюдения определили, что Солнце движется вокруг центра Галактики со скоростью 220-240 км/с, делая 1 оборот за 200 миллионов лет. А это означает, что за все время существования, наше Солнце сделало не более 30 оборотов. В то же время Солнечная система расположена в коротационном круге. То есть скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики совпадает со скоростью волны уплотнения спирального рукава. В рукавах происходят бурные процессы, сопровождаемые мощными излучениями, от которых нет спасения. А расположение Солнца позволяет избежать этого пагубного влияния.

Наш звездный остров

Однако с Земли мы видим только крошечную часть от общего количества звезд Млечного пути. Наша галактика является спиральной и возможно имеет перемычку.

Текущая оценка общего количества звезд, лежит в пределах от 200 до 400 миллиардов. Таковы лишь некоторые факты.

Наш Млечный путь

Представленные фотографии Млечного пути, вы можете сделать самостоятельно, используя обычный зеркальный фотоаппарат и приложив немного времени и терпения.

Наш общий дом вдали от городов и засветки

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий