Что находится в пределах нашей галактики
Что находится в центре Млечного Пути и других галактик?
Серебристая река на небесах, как называли нашу галактику жители Восточной Азии, буквально кишит звездами и звездной пылью. В представлении древних греков видимый на Земле усеянный звездами путь, считался грудным молоком богини Геры, разбрызганным по небу младенцем Геркулесом. Именно на основе этой легенды ярко светящаяся пылеобразная дуга, протянутая по всему ночному небу получила свое современное научное название: Млечный Путь. Сегодня ученые оценивают количество звезд в галактике примерно в 400 миллиардов. Оценки, сделанные на основе данных, полученных с помощью космического телескопа «Кеплер», позволяют предположить, что в обитаемой зоне этих звезд может обращаться порядка 60 миллиардов планет. Нам, однако, не дано увидеть Млечный Путь во всей его красе – он просто слишком необъятен, чтобы его можно было покинуть. Но если это стало бы вдруг возможно, мы бы рассмотрели и его потрясающие спиральные рукава и заглянули бы в самое его сердце. Как полагают исследователи, в центрах большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры и Млечный Путь не исключение. Но что, если это не так и наша Галактика устроена иначе?
Исследователи полагают, что в центре галактики Млечный Путь находится сверхмассивная черная дыра.
Наш космический дом
Мы видим Млечный Путь таким, потому что находимся внутри него. Так как наша Галактика спиральной формы, снаружи она напоминает две яичницы-глазуньи, приклеенные друг к другу. В ее центре находится похожий на желток балдж, окруженный значительно более плотным диском. Мы находимся примерно на середине пути до края этого диска, на одном из малых спиральных рукавов нашей Галактики.
Большинство астрономов полагают, что ширина Млечного Пути равняется по крайне мере 100 тысячам световых лет. Как пишет в своей книге «Вселенная на ладони» научный журналист Колин Стюарт, луч света, отправившийся в путь с одной стороны галактики 100 тысяч лет назад (когда Homo Sapiens делили планету с неандертальцами), только сейчас добрался бы до другой стороны.
Многие из нас никогда не видели Млечный Путь во всей красе из-за светового загрязнения.
Солнцу требуется приблизительно 220 миллионов лет, чтобы совершить один виток по Млечному Пути. Этот период астрономы называют космическим годом.
Начиная с 1990-х годов астрономы пытались понять и точно установить вокруг чего вращается Галактика. Пристально вглядевшись сквозь 27 тысяч световых лет света и газа, они заметили звезды, которые со свистом вращались вокруг яркого источника радиоволн, сегодня известного как Стрелец А (Sgr A*, произносится как «Звезда А созвездия Стрельца»). Со временем исследователи выяснили колоссальную массу этого объекта – она составила 4 миллиарда Солнц.
«Таким образом, прямо сейчас Солнце тащит нас вокруг черной дыры со скоростью примерно в миллион километров в час», – Колин Стюарт, британский журналист, популяризатор астрономии.
Центр Млечного Пути
Итак, астрономы считают, что в самом сердце нашей Галактики находится сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец А* (Sgr А*). Но могут ли они ошибаться? Что, если это вовсе не черная дыра а ядро темной материи? В это трудно поверить, но результаты нового и увлекательного исследования предполагают, что наблюдаемые орбиты галактического центра, а также орбитальные скорости во внешних областях галактики легче объяснить ядром темной материи в ее центре, а не черной дырой. Но сначала немного предистории.
В последние два десятилетия орбита звезды под названием S2 была предметом пристального изучения астрономов. Дело в том, что она вращается по длинной эллиптической петле, которая служила идеальной лабораторией для одного из самых экстремальных испытаний общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна на сегодняшний день.
Центр Галактики – идеальная лаборатория для проверки общей теории относительности (ОТО) Альберта Эйнштена.
Затем появился еще один объект под названием G2. Как и S2, он вращался на длинной эллиптической орбите, но вел себя странно проходя периапсис – точку на своей орбите, ближайшую к предполагаемой черной дыре. Он превратился из обычного компактного объекта во что-то длинное и вытянутое, прежде чем снова сжаться до компактного объекта.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного!
Это было действительно странно, и природа G2 до сих пор неизвестна. Но как бы то ни было, движение объекта после периапсиса, по-видимому, демонстрирует сопротивление, которое, по мнению группы астрофизиков во главе с Эдуаром Антонио Бесерра-Вергарой из Международного центра релятивистской астрофизики, не полностью согласуется с моделью черной дыры.
Но так как S2 и G2 – не единственные объекты, вращающиеся вокруг галактического центра, команда астрофизиков решила расширить созданную ранее компьютерную модель до 17 наиболее характерных S-звезд. Полученные результаты оказались удивительны – согласно расчетам, в центре Галактики может находиться плотный сгусток темной материи, который истончается до диффузной концентрации на ее окраинах.
Темная материя в сердце Галактики
Вы, вероятно, знаете, что темная материя является одной из самых больших загадок Вселенной. Исследователи полагают, что эта таинственная субстанция ответственна за гравитационные эффекты, которые нельзя объяснить воздействием обычной материи, такой как звезды, пыль и галактики. Темная материя также не вступает в электромагнитное взаимодействие, а потому не доступна прямому наблюдению; считается, что она составляет примерно 80 процентов всей материи во Вселенной.
Таинственное свечение в центре Млечного Пути может свидетельствовать о наличии сгустка темной материи.
Авторы нового исследования предположили, что темная материя может помочь объяснить существование сверхмассивных черных дыр. Полученные результаты показали, что сгусток темной материи может гравитационно схлопнуться в сверхмассивную черную дыру. Это, в свою очередь, могло бы помочь объяснить, как вообще появились сверхмассивные черные дыры, поскольку мы понятия не имеем, как они становятся такими большими и, конечно, не знаем, как много из них появились в ранней Вселенной.
Как пишет Science Alert, разъяснить ситуацию поможет будущий анализ, который либо подтвердит полученные исследователями выводы, либо пробьет брешь в их теории, что тоже не приблизит нас к истине. Как говорится, в космосе все туманно, так что остается только ждать результаты. Полностью ознакомиться с текстом новой научной работы можно здесь, а если вы хотите узнать, как звезды рядом с черной дырой доказали правоту Эйнштейна, обязательно прочтите эту статью.
ТОП-25: Почти невероятные факты о Млечном Пути
Каждая звезда, которую вы видите в ночном небе, является частью Млечного Пути. Тем не менее, если зимой у себя над головой вы увидите расплывчатый объект, то перед вами скопление звезд, находящихся за пределами Млечного Пути, которое больше, чем Млечный Путь. Это Галактика Андромеды.
И как вы понимаете, это будет плохо. Но не волнуйтесь! Мы можем гарантировать вам, что через 4,5 миллиарда лет вас совершено точно не будет в живых. Итак, вместо того, чтобы печалиться о том, что произойдет через 4,5 миллиарда лет, почему бы вам не прочитать эти почти невероятные факты о Млечном Пути и не узнать больше о нашем прекрасном «общем доме»?
25. Млечный Путь так же стар, как и сама Вселенная
Фото: universetoday.com
24. Название Млечного Пути очень древнее
Фото: ianridpath.com
В греческой мифологии Млечный Путь появился, когда Гера кормила грудью Геракла и пролила свое молоко. Его также описывали как дорогу на гору Олимп, или след, оставленный колесницей Гелиоса (солнца).
23. Он состоит из других галактик
Чтобы Млечный Путь смог достичь своего нынешнего размера и формы, на протяжении всего своего существования он поглощал другие галактики. В настоящее время наша галактика поглощает карликовую галактику в Большом Псе, добавляя звезды меньшей галактики к своей собственной спирали.
22. Невообразимые скорости
Фото: dlike.io
Наша Солнечная система вращается вокруг центра галактики со скоростью около 827 000 км/ч. Чтобы получить представление о том, что на самом деле означают эти цифры, имейте в виду, что объект, движущийся с такой скоростью, может обогнуть Землю по экватору менее чем за три минуты.
21. Он очень пыльный и загазованный
Фото: gr.pinterest.com
Хотя обычный наблюдатель может этого не увидеть, но Млечный путь полон пыли и газа. Они составляют колоссальные 10-15% всей светящейся/видимой материи в нашей галактике, а остальное – это звезды.
Ширина нашей галактики составляет примерно 100 000 световых лет в поперечнике, а мы можем видеть только около 6000 световых лет в видимом спектре. Тем не менее, когда световое загрязнение незначительно, в ночном небе можно различить пыльное кольцо Млечного Пути.
20. Неустановленное количество звезд
Фото: science.howstuffworks.com
Сколько звезд в Млечном Пути? Никогда не задумывались? Даже астрономы спорят о том, как лучше всего это вычислить. Их телескопы видят только самые яркие звезды в нашей галактике, и многие из них скрыты за облаками газа и пыли.
Однако они точно знают, что существуют миллиарды невидимых звезд. Таким образом, когда мы смотрим на Млечный Путь ночью, мы видим только около 0,0000025% от сотен миллиардов звезд этой галактики.
19. Красные карлики самые распространенные звезды в галактике Млечный Путь
Фото: universetoday.com
18. Процесс формирования сверхновых
Часто Млечный Путь теряет звезды из-за сверхновых. Что именно астрономы называют сверхновыми? Это процесс, когда в конце своего жизненного пути звезда взрывается, в результате чего исчезает практически вся ее масса.
17. Млечный Путь состоит из многих видов энергии
Фото: thunderbolts.info
16. Мы окружены темным ореолом
Фото: discovermagazine.com
15. В центре Млечного Пути есть гигантские пузыри
Фото: digit.in
Новые наблюдения галактического центра обнаружили пару гигантских пузырей в центре Млечного Пути, которые, согласно недавним исследованиям, опубликованным в Nature, испускают радиоизлучение. Пузыри вытягиваются из черной дыры и распространяются в пространстве в противоположных направлениях.
14. Люди против Млечного Пути
Фото: youtube.com
С тех пор, как около 4,6 миллиарда лет назад появилась наша Солнечная система, она и Солнце совершили полный оборот вокруг галактики менее 20 раз. Не впечатлило? Тогда вот еще что: с момента появления человека они совершили 1/1250 оборота.
13. Маленькие галактики вращаются вокруг Млечного Пути и иногда врезаются в него
Фото: physics-astronomy.org
Согласно данным Европейской южной обсерватории, когда португальский исследователь Фердинанд Магеллан в XVI веке обогнул южное полушарие, он и его команда были одними из первых европейцев, сообщивших о скоплениях звезд круглой формы, видимых в ночном небе.
Эти скопления на самом деле являются маленькими галактиками, которые вращаются вокруг нашего Млечного Пути, точно так же, как планеты вращаются вокруг звезды. Поэтому астрономы решили назвать их Малым и Большим Магеллановыми облаками в честь Фердинанда Магеллана.
12. Млечный Путь движется
Фото: youtube.com
11. Млечный путь полон ядовитого жира
Фото: graptechpedia.com
10. «Толстый», как лист бумаги
Фото: uni-heidelberg.de
Давайте представим себе, что диаметр Млечного Пути равен диаметру фрисби. Какой в таком случае будет его толщина? Хотите верьте, хотите нет, но не толще листа бумаги.
9. Млечный Путь является одновременно спиральным и пересеченным
Фото: upload.wikimedia.org
Две трети галактик в известной Вселенной являются спиральными. А две трети из них пересеченные. Таким образом, Млечный Путь «сидит на двух стульях», что делает его конструкцию одной из самых распространенных среди галактик.
8. Никто не знает, сколько весит Млечный Путь
Фото: thenational.scot
7. Считается, что в самом центре находится черная дыра
Фото: skyandtelescope.com
В самом центре Млечного Пути находится мощная гравитационная сила, которую ученые считают черной дырой. Они даже окрестили эту черную дыру броским именем Стрелец А*. Астрономы считают, что эта черная дыра весит столько же, сколько 4 миллиона наших Солнц вместе взятых. Просто вау!
6. Он является частью Сверхскопления Девы
Фото: en.wikipedia.org
Несмотря на свои размеры, Млечный Путь является частью еще более крупной галактической структуры. В числе наших ближайших соседей Большое и Малое Магеллановы Облака, а также галактика Андромеды – ближайшая к Млечному Пути спиральная галактика.
Наряду с примерно 50 другими галактиками, Млечный Путь и его ближайшие соседи образуют скопление, известное как Местная группа, которая, в свою очередь, является частью еще большего Сверхскопления Девы.
5. Демокрит первым предположил, что Млечный Путь состоит из звезд
Фото: livecuriously.net
Древнегреческий философ Демокрит, живший примерно с 460 по 370 год до нашей эры, был первым известным человеком, который предположил, что Млечный Путь состоит из звезд. Галилео Галилей (1564-1642) был первым, кто с помощью телескопа в 1610 году смог выделить из полосы света много отдельных звезд.
4. В Китае Млечный Путь известен как «Серебряная река»
Фото: en.wikipedia.org
В китайской мифологии говорится, что река была помещена на небо богами, чтобы отгородить их ткачиху от влюбленного в нее пастуха. Это романтическая трагедия, разыгрываемая на макроуровне.
3. «Путь, по которому убежала собака»
Фото: ist25.com
Однако, согласно легенде Чероки, Млечный Путь образовался, когда собака украла мешок кукурузной крупы. Когда за ней гнались, она рассыпала немного крупы. Так, в преданиях племени Чероки наша галактика упоминается как «путь, по которому убежала собака».
2. Посмотреть на него сверху невозможно
Фото: scienceabc.com
1. Млечный Путь не будет жить вечно
Фото: astronomy.com
Примерно через четыре миллиарда лет Млечный Путь столкнется со своим ближайшим соседом, галактикой Андромеда. Две спиральные галактики в настоящее время несутся навстречу друг другу со скоростью 402 336 км в час.
Когда они столкнутся друг с другом, это будет не так катастрофично, как вы можете себе представить. Земля, скорее всего, выживет, и, скорее всего, погибнут не многие звезды. Вместо этого образуется новая мегагалактика, которая будет рисовать в ночном небе пейзаж, совершенно отличный от того, который мы видим сегодня.
Что находится между галактиками?
Все, что астрономы знают о Вселенной известно благодаря наблюдениям. Вглядываясь в глубины космоса, космический телескоп Hubble отправляет на нашу планету снимки далеких звезд, планет и галактик. По оценкам ученых только в наблюдаемой Вселенной находятся около двух триллионов галактик. Это трудно представить, однако благодаря фотографиям мы имеем о них и их расположении некоторое представление. Астроном Эдвин Хаббл еще в 1925 году определил несколько видов галактик: эллиптическая, неправильная, обычная спиральная, пересеченная спиральная и линзообразная. Выходит, ученые знают какие бывают галактики и что происходит внутри них, но знают ли они что находится между галактиками?
15 тысяч галактик в объективе телескопа Hubble
Что такое галактика?
Для начала на примере Млечного Пути давайте разберемся что представляют из себя галактики. Итак, галактика — это огромная гравитационно связанная система. В ней содержится порядка 200 миллиардов звезд, а также туманности, темная материя, планеты, облака пыли и газа, а также звездные скопления. Все объекты, находящиеся в галактике, участвуют в движении относительно общего центра масс. В самом сердце галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая, кстати, по сообщениям ученых в последнее время ведет себя довольно странно.
Так выглядит центр Млечного Пути
В зависимости от вида, согласно классификации Эдвина Хаббла, каждая галактика имеет свои особенности. Так, Млечный Путь по своей форме в профиль отдаленно похож на “летающую тарелку”. А не так давно ученые выяснили, что наша галактика совсем не плоская, как считалось раньше — оказалось, что Млечный Путь больше напоминает гармошку, так как галактика как будто смята ближе к краям.
Расстояние между галактиками чрезвычайно велико. Так, ближайшая к нам галактика Андромеда располагается на расстоянии 2,5 миллионов световых лет от Земли. Такое расстояние сложно себе представить. Но что находится между галактиками?
Кстати, обсудить столкнется ли наша галактика с галактикой Андромеды можно в нашем Telegram чате
Еще одна загадка Вселенной
Вскоре после Большого взрыва Вселенная была заполнена газом, в основном водородом. Со временем, то тут то там, гравитация стала стягивать газ к облакам, которые впоследствии превратились в галактики внутри которых родились звезды. Знаете по какой причине сияют звезды? Все дело в термоядерном горении водорода — те звезды, что превращаются в сверхновые и погибают после взрыва “выталкивают” газ обратно из галактик.
Там, в таинственном межгалактическом пространстве, газ охлаждается и становится плотнее. Там он и находится, пока сила гравитации не втягивает его обратно в галактику, где образуются новые звезды. Процесс повторяется: гравитация конденсирует газ в галактики и звезды, звезды взрываются и выбрасывают газ, гравитация снова притягивает газ и рождаются новые звезды.
Телескоп Hubble сделал снимок взрыва сверхновой
Со временем в любой галактике начинает заканчиваться перерабатываемый газ. А без газа во Вселенной не могут образовываться новые звезды; старые звезды живут своей жизнью и умирают, и в конечном итоге галактика тоже умирает. Галактики обитают в так называемой газовой ванне, среде, из которой они родились, и которая питает их. Галактики вдыхают и выдыхают газ, а звезды продолжают гореть, пока газ не исчезнет. Красиво звучит, правда?
Еще больше удивительных фактах о Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен
Из чего состоит Вселенная?
Раньше проблема с проверкой этой теории заключалась в том, что приборы астрономов были едва способны обнаружить признаки межгалактического газа, не говоря уже о его появлении и исчезновении. Однако сегодня, благодаря более чувствительным инструментам, ученые знают намного больше. Полученные данные говорят о том, что межгалактическая среда богата газом, который наполняет Вселенную и порождает галактики. Чуть менее убедительные, а иногда и загадочные свидетельства в около галактической среде показывают, что галактики живут за счет рециркуляции газа в звезды и из звезд.
А вот доказательства того, что у галактик может закончиться газ, и звезды перестанут рождаться, что приведет к гибели галактики пока только предварительные. Дело в том, что даже в молодой Вселенной газ не однороден. Межгалактическая среда также не является чистым водородом: она частично заполнена элементами, более тяжелыми, чем водород, которые появляются, когда звезды взрываются и умирают.
И все же, несмотря на множество вопросов, ученые сходятся во мнении, что эта древняя, охлаждающая, разреженная межгалактическая среда является хорошо понятой сущностью, которая содержит убедительную картину того, когда и из чего возникли галактики.
Однако, несмотря на появление новых инструментов и совместной работы ученых, на сегодняшний день общей картины рождения, жизни и смерти галактик нет. Чтобы лучше понять это, ученые прибегают к помощи компьютерной симуляции — так, недавно астрономы создали 8 миллионов галактик внутри компьютера. Вне зависимости от того, реальны симуляции или нет, именно с их помощью ученые смогут получить ответы на вопросы о природе межгалактического газа. Дело в том, что симуляции — наиболее ясная визуализация того, как газ мог создать галактики.
Ученые полагают что сегодня, 13,8 миллиардов лет спустя после Большого взрыва, только 60% газа сосредоточено в межгалактической среде; остальное находится в около галактической среде и внутри галактик. Получается, что на просторах Вселенной галактики нанизаны на пустоты, похожие на освещенные автомагистрали. Красиво! Несмотря на то, что многое пока остается загадкой.
Галактика Млечный путь – описание, структура, схемы, открытие, будущее и видео
Планета Земля и планеты Солнечной системы являются частью галактики, именуемой Млечный Путь. Галактика Млечный Путь вместе с миллиардами других галактик составляет Вселенную, а Вселенная – это весь материальный мир, который не имеет границ в пространстве, существует вечно и по формам, принимаемым материей в ходе своего развития, является бесконечным.
Слово галактика ведёт своё происхождение от древнегреческого galaktikós – млечный. Древние греки вкладывали в это слово понятие «молочное кольцо» – именно так в древности наблюдатели описывали видимое на ночном небосводе явление.
Сегодня принято, что если в научной литературе слово Галактика пишется с заглавной буквы, то это означает, что речь идёт о галактике Млечный Путь.
Галактика представляет собой систему из звёзд, скоплений звёзд, межзвёздного газа и межзвездной пыли, а также иного вида материи, называемой тёмной, и планет.
Все перечисленные космические объекты связаны между собой силами гравитации (притяжения). Именно поэтому галактические составляющие и выделяют в отдельную систему.
Млечный Путь – это галактика, в которую входит планета Земля, Солнце и планеты Солнечной системы, а также отдельные звёзды, видимые на ночном небе без специальных приборов, то есть невооружённым глазом.
Строение и основные характеристики
Наша галактика имеет ряд интересных и уникальных особенностей, с которыми вы можете ознакомится ниже:
Размер галактического диска
По своей форме Млечный путь представляет собой диск. Учёные определяют размеры галактики, соотносительно её геометрии. Длина диаметра диска составляет около 30 тысяч парсек, что приблизительно равняется 100 тысячам световых лет или в земном метрическом исчислении одному квинтиллиону километров. Усреднённое значение толщины диска Млечного пути равняется 1 тысяче световых лет.
Учёные Канарского института (Институт астрофизический исследований, Канарские острова, Северная европейская обсерватория) провели изучение данных, полученных при исследовании галактики и сделали вывод, что диаметр диска Млечного Пути равен приблизительно 200 тысячам световых лет.
В результате на сегодняшний день можно предположить, что диаметр диска Млечного Пути находится в пределах от 100 до 200 тысяч световых лет.
Количество звёзд
В настоящее время учёные-астрофизики насчитывают в Галактике от 0,2 до 0,4 триллиона звёзд. Основное их количество образует по форме плоский диск, в котором и сосредоточена основная масса этих галактических тел.
Кроме этого, Млечный Путь имеет от 0,25 до 0,1 триллиона коричневых карликов – космических тел, схожих со звёздами, но имеющими размеры всего лишь в несколько десятков раз больше, чем, например, планета Юпитер Солнечной системы.
Сходство же со звёздами у коричневых карликов проявляется в том, что внутри и тех и других космических тел непрерывно происходят термоядерные реакции, и выделяется тепло в открытое космическое пространство. Вследствие этого такие космические тела, идентичные звёздам по строению и физическим процессам, но отличающиеся от них лишь по размерам, и получили название карлики.
Масса Галактики
Современная астрофизика столкнулась с нерешённой пока задачей – какова общая масса галактики Млечный Путь? С открытием такой составляющей Галактики как тёмная материя, изучение которой в сегодняшнее время находится только на начальной стадии, учёные обнаружили, что масса этой материи составляет большую часть от массы всей Галактики.
Свойства, строение и массу тёмной материи, её влияние на космические тела во Вселенной, в том числе в Млечном Пути, ещё предстоит изучить. Тем не менее, на сегодняшний день можно принять, что масса галактики Млечный Путь на расстоянии 130 000 световых лет от галактического центра составляет приблизительно 1500 масс звезды Солнце.
Эти данные астрофизики представили на основе объединения данных миссии «Gaia» (оптический телескоп Европейского космического агентства (ЕКА), выведен на орбиту Земли 19 декабря 2013 года с целью составления подробной звёздной карты Млечного Пути) и миссии «Hubble» (космический телескоп-обсерватория, совместный проект НАСА (США) и ЕАК, выведен на орбиту Земли 25 апреля 1990 года).
Млечный Путь является спиральной галактикой. Однако, имеет важную особенность, о наличии которой учёные-астрофизики высказали гипотезу в 80-х годах 20 века. Данная особенность заключается в том, что Млечный путь – не обычная спиральная галактика, а спиральная галактика с перемычкой.
Выдвинутая ранее это теоретическое предположение подтвердилась информацией, полученными в 2005 году космическим телескопом имени Лаймана Спитцера (космический телескоп НАСА, выполняет сбор информации в инфракрасном диапазоне излучения, запущен в космос 23 августа 2003 года, назван в честь американского учёного-астрофизика Лаймана Спитцера (1914–1997), изучавшего физику звёзд).
По полученной с него информации астрофизики установили, что Млечный Путь имеет центральную перемычку. Перемычкой спиральной галактика является скопление ярких звёзд, которое в виде «объёмной полосы» или «бара, бруска» проходит через центр галактики. Спиральные ветви в таких галактиках исходят из концов перемычки, а в обычных спиральных галактиках ветви выходят непосредственно из ядра.
В области центра Галактики галактический диск имеет диаметр 0,1 миллиона световых лет. Диск движется во вращении значительно быстрее, чем гало – невидимая сфера галактики, простирающаяся за видимую часть галактики и состоящая из звёзд, горячего газа и тёмной материи.
Скорость вращательного движения диска Галактики в центре нулевая. С увеличением отдалённости от центра она возрастает. На расстояния 2000 световых лет от диска скорость вращения диска уже составляет 240 км/с. На этом участке Галактики учёные-астрофизики определили стремительное возрастание скорости вращения. Далее наблюдается небольшое её снижение. А затем скорость вращательного движения диска возрастает и вновь достигает значения 240 км/с, и уже остаётся приблизительно неизменной, то есть расхождение с данной величиной небольшое.
Именно исследование вращения диска Галактики дало возможность астрофизикам сделать оценку массы диска (150 миллиардов масс Солнца).
Если рассматривать плоскость диска Галактики, то вблизи плоскости можно наблюдать сосредоточение молодых звёзд и звёздных скоплений, которые образуют так называемую плоскую составляющую. Значительная часть этих звёзд имеет высокую яркость и высокую температуру (горячие звёзды).
Аналогично расположению таких звёзд и их скоплений основная масса газа Млечного Пути сконцентрирована около плоскости диска. Особенностью распределения газа является неравномерность, вследствие чего образуются многочисленные газовые облака: гигантские, которые тянутся на несколько тысяч световых лет и малые, гораздо меньших размеров (не более 3,2 светового года).
Интересным представляется вопрос возраста Млечного Пути. Учёные-астрофизики получили информацию с космического телескопа Kepler (космическая обсерватория НАСА, названа в честь немецкого математика и астронома, запущена на орбиту Земли 6 марта 2009 года, функционировала до 12 мая 2013 года, предназначалась для поиска экзопланет и исследования звёзд), на основании которой определили – средний возраст толстого диска Галактики, где сконцентрировано 4/5 от общего числа звёзд системы, составляет 10 миллиардов лет.
В центральной части галактики Млечный Путь расположен участок, который называют галактическим центром. Длина диаметра данного участка равна приблизительно 6400 световых лет, а его свойства имеют ярко выраженные отличия по сравнению с другими частями Галактики.
Учёные, проводящие исследования физических процессов нашей галактической системы, называют центр Галактики своеобразной «космической лабораторией», потому что и в настоящее время здесь происходят процессы образования новых звёзд системы.
Именно здесь и расположено ядро нашей Галактики, давшее много миллиардов лет назад начало конденсации (сгущения) нашей звёздной системы. Расстояние от Солнца до центра Галактики равняется приблизительно 3 тысячам световых лет.
В центре Галактики, как полагают исследователи, расположена чёрная дыра Стрелец A*. Масса её приблизительно равно 4 000 000 масс Солнца. Это сверхмассивный галактический объект. Вторая по величине чёрная дыра, как предполагают учёные, находится и совершает своё обращение вокруг этой сверхмассивной, и является средней по массе (от 1 до 10 тысяч масс Солнца). Свой полный оборот среднемассивная чёрная дыра совершает за время, равное приблизительно 100 земным годам.
Исследователи установили, что кроме этих двух объектов, в галактическом ядре присутствует ещё несколько тысяч чёрных дыр, которые в сравнении с первыми двумя достаточно небольшие по массе и размерам. Каждая чёрная дыра создаём гравитационное поле. Чем больше масса и размер объекта, тем с большей силой данный объект воздействует на другие, и тем большее по силе гравитационное поле он создаёт.
Чёрные дыры галактического ядра в совокупности создают сверхмощное гравитационное поле. Посредством этой суммарной силы притяжения чёрные дыры воздействуют на галактические звёзды и удерживают их на своих орбитах. Учёные наблюдают, что звёзды под воздействием такого сверхмощного поля гравитации двигаются по нестандартным (необычным) траекториям, которые имеют своеобразные впадины и выпуклости.
Следует отметить, что на основе изучения нашей звездной системы учёные по аналогии выдвигают предположение, что подобная галактика имеет в своём ядре чёрную дыру сверхбольшой массы.
Галактические рукава
Галактическим рукавом называют составную часть, которая по форме напоминает рукав (или ответвление) галактики, имеющей спиралевидную форму. Эти структурные элементы состоят из звёздной пыли и газа, молодых звёзд и их скоплений.
Исследователи установили, что спиральные рукава обладают таким свойством, как долгая живучесть, то есть данные структурные галактические элементы имеют достаточно большое время существования, а не «рассеиваются» в окружающем космическом пространстве за сравнительно короткий временной период.
Данный вывод основан на дедукции от обратного: если допустить, что галактические рукава существуют непродолжительное время, тогда следует, что во Вселенной должны преобладать «безрукавные» (неспиральные) типы галактик. Здесь противоречие с наблюдениями за галактиками во Вселенной – во Вселенной преобладающим типом галактик являются спиралевидные объекты.
В основе генезиса (зарождения и развития) галактических рукавов лежит неустойчивость в галактическом диске, вследствие которой материя «отрывается» от диска галактики и в ходе вращения приобретает спиралевидную форму ветвей, который в свою очередь являются волнами плотности.
Галактические спиральные рукава обладают следующими свойствами, доступными для наблюдения:
Интересным представляется факт, что если галактика является спиральной и имеет перемычку, то в спиралевидных галактических рукавах звёзды вращаются по круговой орбите (с очень малыми отклонениями от правильной окружности).
Галактические рукава расположены в плоскости галактического диска. А наша Солнечная система расположена на рукаве Ориона галактики около плоскости Млечного Пути. Расстояние от Солнца до центра Галактики составляет 27 000 световых лет.
Вследствие такого положения Солнца с его планетарной системой возможность визуального наблюдения рукавов Галактики из нашей Солнечной системы отсутствует, а космические расстояния настолько гигантские, что у человечества в настоящее время нет даже зачатков технологий, позволяющих преодолевать такие огромные пространства для наблюдения за нашей Галактикой «со стороны».
Поэтому учёные исследуют форму галактических рукавов, наблюдая молекулярный газ оксид углерода (СО) в космическом пространстве. На основе анализа исследователи определили, что наша галактика Млечный Путь имеет 2 рукава. Эти рукава берут своё начало во внутренней части Млечного пути у перемычки (бара).
Также астрофизики определили, что внутренняя галактическая часть имеет ещё 2 рукава, которые вместе с первой парой составляют структуру четырёх рукавов галактики Млечный Путь во внешней её части, где расположена область (линия) нейтрального водорода.
Галактическое гало
Гало (от греч. halos – круг, диск) представляет собой круги, дуги, столбы, пятна света, видимые вокруг или вблизи дисков звёзд (например, звезды жёлтого карлика Солнца), планет (например, спутника Земли планеты Луна), которые вызываются преломлением и отражением света от материальных частиц в космическом пространстве (соответственно для галактик такие преломления и отражения света соотносятся со звёздами).
Гало Млечного Пути имеет форму сферы и простирается за границы Галактики на 10 световых лет. Диск галактики Млечный Путь окружён гало, которое образуют старые звёзды и шаровые скопления. Почти 90% из этих космических объектов находится на расстояниях до 100 тысяч световых лет от центра Галактики.
Исследования гало непрерывно продолжаются и в настоящее время обнаружено несколько шаровидных скоплений, отстоящих от центра нашей Галактики на расстоянии 2х10 5 световых лет. Состав гало Млечного пути однороден и имеет преимущественно старые неяркие звёзды с малой массой.
Сферическое гало Млечного Пути имеет космические объекты, возраст которых оценивается более, чем 12 миллиардов лет. Этот возраст принимают за возраст самого Млечного Пути.
Диск Галактики имеет в своём составе большое количество пыли и газа. Эти материальные объекты препятствуют свободному прохождению видимого света. В отличие от этого, сфероидное гало не содержит ни космической пыли, ни космического газа, поэтому видимый свет имеет свободное прохождение и может наблюдаться.
В галактике Млечный Путь в диске идёт интенсивный процесс образования новых звёзд. Особенно активно звёзды образуются в спиралевидных рукавах Млечного Пути, которые являются областями высокой плотности материи. В гало, наоборот, процесса образования новых звёзд нет, он уже завершился.
Современные исследователи выдвигают теорию о том, что основную массу галактики Млечный Путь образует тёмная материя, которая в свою очередь образует гало тёмной материи со сверхгигантской массой, оцениваемой величиной от 600 до 3000 миллиардов масс Солнца.
Относительно особенностей движения гало Млечного Пути учёными на данный момент определено, что составляющие гало звёзды и звёздные скопления движутся относительно центра Млечного Пути, и орбиты из движения являются значительно вытянутыми.
Сами же звёзды, составляющие гало, по отдельности могут двигаться немного хаотично, то есть звёзды-соседи могут иметь самые разные направления своих скоростей. Однако, совокупное движение гало единообразно и происходит с медленной скоростью вращения.
Светимость
В общефизическом смысле под светимостью тела понимают величину полного потока света, испускаемого единицей поверхности источника.
В астрофизике используется термин светимость звезды, под которым понимается мощность светового излучения этого космического объекта. Обычно светимость звёзд определяется относительно светимости звезды Солнце. Аналогично данное понятие переносится и на галактику. Здесь рассматривают совокупную (полную) светимость Галактики. Астрофизики оценивают эту величину равной 2х10 10 светимостей Солнца.
Движение
Галактика Млечный Путь имеет два вида движения. Объекты, составляющие галактическую систему непрерывно совершают вращение относительно галактического центра.
Сама же галактическая система в целом движется в космическом пространстве относительно реликтового (древнего) излучения со скоростью, равной приблизительно 620 км/с. Вектор движения Млечного Пути как единой системы направлен в сторону созвездия Гидры.
История открытия
История открытия галактики Млечный Путь и открытия множественности галактик во Вселенной связано с именами выдающихся учёных. К таковым относятся:
Астрономическая наука развивалась с древнейших времён посредством наблюдений за небосводом. На основании этих наблюдений учёные старались понять, как устроена Вселенная.
В основу понимания устройства Вселенной легла следующая цепь логических рассуждений: Луна вращается вокруг Земли и составляет систему планета – спутник, другие большие планеты Солнечной системы также имеют свои спутники и также формируют системы планета – спутники; далее планета Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца и образуют Солнечную систему; отсюда появляется вопрос: входит ли Солнце вместе с планетами Солнечной системы в систему большего размера?
Уильям Гершель первым из учёных провёл систематическое научное исследование данного вопроса. Он занимался подсчётом звёзд в различных областях неба. На основании своих астрономических наблюдений У. Гершель открыл на небосводе большой круг, который делит небо на две части, равные между собой. Количество звёзд, расположенных на этом круге, оказывается наибольшим.
Следующим важным научным выводом из наблюдений У. Гершеля было положение – участок неба, расположенный ближе к этому кругу, имеет большее число звёзд, а с отдалённостью число звёзд уменьшается. Открытый Уильямом Гершелем большой круг позднее получил название галактического экватора. И наиболее важный вывод – именно на этом круге лежит галактика Млечный Путь, а созерцаемые звёзды образуют гигантскую систему, и эта система является сплюснутой в направлении экватора Галактики.
Немецкий философ Иммануил Кант также внес вклад в концепцию понимания устройства Вселенной. Он выдвинул предположение, что отдельные туманности могут быть галактиками, такими как Млечный путь.
Данная идея Канта получила окончательное доказательство в 20-е годы 20 века. В это время два выдающихся учёных-астрофизика Эрнст Эпик и Эдвин Хаббл смогли измерить расстояние до некоторых туманностей, имеющих форму спирали, и, что самое важное – доказали, что данные космические объекты слишком удалены и поэтому не могут являться частью галактики Млечный Путь.
Расположение Солнечной системы, Солнца и Земли в Галактике Млечный путь
Астрофизики в процессе изучения нашей галактики сделали предположительную оценку расстояния от нашей звезды Солнце до галактической перемычки. Оно приблизительно равно 3,5х10 4 световых года.
Последние астрономические данные показали, что Солнце отстоит от галактического центра приблизительно на расстоянии, равном 2,7х10 4 световых года.
Разница в числовых данных указала учёным на однозначный вывод – Солнце расположено ближе к краю галактического диска, чем к центру галактики.
Солнце является звездой (жёлтый карлик), входящей во множество других звёзд нашей галактики. И вместе с ними наша звезда движется вокруг галактического центра со скоростью от 220 до 240 км/с и при этом совершает полный оборот приблизительно за время, равное 200 000 000 лет.
Нетрудно подсчитать, что планета Земля за время своего существования сделала не более 30 полных оборотов вокруг центра Млечного Пути.
Галактика Млечный Путь имеет спиралевидные рукава, два из которых учёным удалось отследить на расстоянии около 3 000 световых лет от Солнца. Участки эти галактических рукавов наблюдаются в двух созвездиях, по названиям которых и были наименованы рукавом Стрельца и рукавом Персея. Солнце расположено между этими спиральными ветвями почти посередине.
Кроме этих двух рукавов (Стрельца и Персея) около нашей Солнечной системы проходит ещё один – рукав Ориона. Этот галактический рукав не столь чётко выражен, как два других и считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Млечного Пути.
Учёными установлено, что в спиральных рукавах Галактики происходят очень бурные процессы, следствием которых является мощнейшее излучение, несущее гибель любому живому организму. Земная атмосфера не может защитить от такой радиации.
Но Земля расположена в относительно спокойном месте Млечного Пути и за время своего существования не была подвергнута воздействию, губительному для всего живого.
Возможно, именно вследствие этого на планете Земля зародилась жизнь и существуют условия, благоприятные для её продолжения.
Окрестности
Помимо изучения самой галактики Млечный Путь, интересным представляется исследование окрестностей нашей звездной системы.
На данном этапе исследования Галактики основной задачей учёных при изучении окрестностей Млечного пути является обнаружение других, карликовых галактик, которые могли бы быть связаны с нашей.
Вначале астрофизики пытаются получить данные о спутниках Млечного Пути. Такие данные были получены и астрофизики открыли 9 новых спутников нашей галактики в 2015 году.
Также изучается вопрос, связанный с карликовыми галактиками, которые могли бы быть поглощены нашей галактикой. К таким относится, например, галактика Омега Центавра – шаровое звёздное скопление в созвездии Центавр, одно из самых близких к Земле и самое крупное из известных.
Исследования, нацеленные на поиск новых галактик-спутников Млечного Пути, активно продолжаются.
Развитие Галактики и ее будущее
В настоящее время наука обладает определёнными знаниями об эволюции нашей галактики. Следующие события относительно генезиса (зарождения и развития) таковы:
Об эволюционных перспективах нашей звёздной системы учёные делают следующие предположения:
По этой модели спустя четыре миллиарда наша галактика сойдётся в столкновении с Большим и Малым Магеллановыми Облаками. А затем спустя один миллиард после этого события Млечный Путь будет поглощён галактикой Туманность Андромеды.
Сейчас у человечества немало о нашей галактике Млечный Путь. Однако очевидно, что эти знания лишь небольшая крупица в бесконечном пространстве знаний, таком же бескрайнем, как и наша Вселенная.