Місце Сонячної системи в галактиці Чумацький шлях. Декілька цікавих фактів про нашу Галактику - Чумацький шлях

Чумацький шлях - Галактика, яка є найважливішою для людини, тому що є для неї домом. Але коли справа доходить до досліджень, наша галактика стає нічим не примітною середньостатистичною спіральною галактикою, як і мільярди інших галактик розкиданих по Всесвіту.

Поглянувши на нічне небо, поза міським засвіченням, можна чітко побачити широку яскраву смугу, що проходить через все небо. Стародавні жителі Землі називали це яскравий об'єкт, що утворився задовго до формування Землі - рікою, дорогою та іншими схожими за змістом назвами. Насправді ж це ні що інше як центр нашої галактики, видимий з одного з її рукавів.

Будова галактики Чумацький шлях

Чумацький шлях належить до типу спіральних галактик із перемичкою, що має розмір близько 100 000 світлових років у діаметрі. Якби ми мали можливість подивитись на неї зверху, то змогли б побачити центральну опуклість, оточену чотирма великими спіральними рукавами, які обгортають. центральну область. Спіральні галактики є найпоширенішими і становлять приблизно дві третини від усіх відомих людству галактик.

На відміну від звичайної спіралі, спіральна галактика з перемичкою містить якийсь «місток», що пролягає через її центральну область і дві головні спіралі. Крім того, у внутрішній частині є ще пара рукавів, які на певному видаленні переходять у чотирирукавну структуру. В одному з маленьких рукавів відомого під назвою рукав Оріона, який розташований між великими рукавами Персея та Стрільця, знаходиться наша Сонячна система.

Чумацький шлях не стоїть на місці. Він постійно обертається довкола свого центру. Таким чином рукави постійно рухаються у просторі. Наша Сонячна система разом з рукавом Оріона рухається зі швидкістю приблизно 828 000 кілометрів на годину. Навіть рухаючись за такої величезної швидкості, Сонячній системі знадобиться близько 230 млн років, щоб зробити один оберт навколо Чумацького шляху.

Цікаві факти про галактику Чумацький шлях

Історія галактики Чумацький шлях починає свій шлях незадовго після Великого вибуху;
Чумацький шлях містить самі одні з перших зірок у Всесвіті;
Чумацький шлях у минулому приєднав себе інші галактики. В даний час наша галактика збільшує свій розмір за рахунок притягування матеріалу з хмар з Магеллана;
Чумацький шлях рухається у просторі зі швидкістю 552 кілометри на секунду;
У центрі Чумацького шляху розташована надмасивна чорна діра під назвою Sgr A* масою близько 4,3 млн. мас Сонців;
Зірки, газ та пил Чумацького шляху рухаються навколо центру зі швидкістю близько 220 кілометрів на секунду. Постійність цієї швидкості всім зірок незалежно від їх відстані до ядра галактики, говорить про існування загадкової темної матерії;

Вигнуті навколо центру галактики спіральні рукави містять велику кількість пилу та газу, з яких згодом утворюються нові зірки. Ці рукави утворюють те, що астрономи називають диском галактики. Його товщина в порівнянні з діаметром галактики невелика і становить близько 1000 світлових років.

У центрі Чумацького шляху знаходиться ядро галактики. Воно переповнене пилом, газом та зірками. Ядро Чумацького шляху є причиною того, що ми бачимо лише невелику частину від усіх зірок у нашій галактиці. Пил і газ у ній настільки щільний що вчені просто не в змозі побачити, що знаходиться в центрі.

Останні дослідження вчених підтверджують той факт, що в центрі Чумацького шляху знаходиться надгігантська чорна діра, маса якої можна порівняти з масою ~4,3 млн мас Сонця. На самому початку історії ця надмасивна чорна діра могла бути набагато меншою, проте великі запаси пилу та газу дозволили їй вирости до таких величезних розмірів.

Хоча чорні дірки не можуть бути виявлені безпосереднім спостереженням, астрономи можуть побачити їх завдяки гравітаційним ефектам. На думку вчених, більшість галактики у Всесвіті містять у своєму центрі надмасивну чорну діру.

Центральне ядро та спіральні рукави є не єдиними складовими елементами спіральної галактики Чумацький шлях. Наша галактика оточена сферичним гало гарячого газу, старих зірок та кульових скупчень. Хоча гало і простягається на сотні тисяч світлових років, він містить приблизно на 2 відсотки більше зірок, ніж ті, що розташовані в диску галактики.

Пил, газ і зірки є «видимими» компонентами нашої галактики, але Чумацький шлях містить у собі ще один поки що невловимий компонент - темну матерію. Астрономи поки що не можуть безпосередньо виявити її, проте вони можуть говорити про її наявність так само, як у випадку з чорними дірками, за допомогою непрямих ознак. Останні дослідження в цій галузі показують, що 90% нашої галактики припадає на невловиму темну матерію.

Майбутнє галактики Чумацький шлях

Чумацький шлях як обертається навколо себе, а й рухається у Всесвіті. Незважаючи на те, що космос є відносно порожнім місцем, на шляху може зустрітися пил, газ та інші галактики. Наша галактика також не застрахована від випадкової зустрічі з іншим масивним скупченням зірок.

Приблизно через 4 мільярди років Чумацький шлях зіткнеться зі своєю найближчою сусідкою, галактикою Андромеди. Обидві галактики мчать назустріч одна одній зі швидкістю приблизно 112 км/с. Після зіткнення обидві галактики забезпечать нових приток зоряного матеріалу, що призведе до нової хвилі зіркоутворення.

На щастя мешканців Землі даний фактне дуже турбує. На той час наше Сонце перетворитися на червоного гіганта і життя на нашій планеті буде неможливим.

Корисні статті які дадуть відповідь на більшість цікавих питаньпро галактику Чумацький шлях.

Об'єкти глибокого космосу

ЧУМАЦЬКИЙ ШЛЯХ
туманне свічення на нічному небі від мільярдів зірок нашої Галактики. Смуга Чумацького Шляху оперізує хмарочос широким кільцем. Особливо добре Чумацький Шлях видно далеко від міських вогнів. У Північній півкулі його зручно спостерігати близько півночі в липні, о 10 годині вечора у серпні або о 8 годині вечора у вересні, коли Північний Хрест сузір'я Лебідь знаходиться поблизу зеніту. Наслідуючи погляд за мерехтливою смугою Чумацького Шляху на північ або північний схід, ми пройдемо сузір'я Кассіопеї (у формі літери W) і рухаємося у бік яскравої зірки Капелла. За Капеллою можна побачити, як менш широка і яскрава частина Чумацького Шляху проходить трохи на схід від Пояса Оріона і схиляється до горизонту неподалік Сіріуса - найяскравішої зірки на небі. Найбільш яскрава частина Чумацького Шляху видно на півдні або південному заході, коли Північний Хрест знаходиться над головою. При цьому видно дві гілки Чумацького Шляху, розділені темним проміжком. Хмара в Щиті, яку Е. Барнард називав "перлиною Чумацького Шляху", розташовується на півдорозі до зеніту, а нижче видно чудові сузір'я Стрілець і Скорпіон.

На жаль, найяскравіші частини Чумацького Шляху недоступні для спостерігачів Північної півкулі. Щоб побачити їх, потрібно вирушити до екватора, а ще краще - розташуватися між 20 і 40 ° пд.ш. і спостерігати небо прибл. 10 год вечора наприкінці квітня чи на початку травня. Високо на небі розташований Південний Хрест, а низько на північному заході видно Сіріус. Між ними проходить неяскравий і вузький Чумацький Шлях, але він стає набагато яскравішим і цікавішим за 30° на захід від Південного Хреста, у сузір'ї Кіля. У міру того як на сході піднімаються Стрілець і Скорпіон, з'являються найяскравіші і найпрекрасніші частини Чумацького Шляху. Найбільш чудова його область видно пізно ввечері в червні-липні, коли Хмара Стрільця розташована поблизу зеніту. На тлі однорідного свічення, викликаного тисячами і тисячами не помітних для ока далеких зірок, можна помітити темні хмари та "прожилки" холодного космічного пилу. Кожен, хто хоче зрозуміти будову нашої Галактики, повинен знайти час для спостереження Чумацького Шляху – цього воістину чудового та найграндіознішого з небесних явищ.

Щоб розрізнити міріади зірок, що становлять Чумацький Шлях, достатньо бінокля чи невеликого телескопа. Найбільша концентрація зірок та максимальна ширина Чумацького Шляху спостерігаються у сузір'ях Стрільця та Скорпіона; найменш населений зірками він на протилежному боці неба - поблизу Пояса Оріона та Капели. Точні астрономічні спостереження підтверджують перше візуальне враження: смуга Чумацького Шляху наголошує на центральній площині гігантської дископодібної зіркової системи - нашої Галактики, яку часто називають "галактика Чумацький Шлях". Однією із її зірок є наше Сонце, розташоване дуже близько від центральної площини Галактики. Однак Сонце знаходиться не в центрі галактичного диска, а на відстані двох третин від центру до краю. Зірки, що становлять Чумацький Шлях, знаходяться від Землі на різних відстанях: деякі не далі 100 св. років, а більшість видалено на 10000 св. років, і навіть далі. Зоряна хмара у Стрільці та Скорпіоні відзначає напрямок на центр Галактики, що знаходиться від Землі приблизно на відстані 30 000 св. років. Діаметр усієї Галактики становить по Крайній мірі 100 000 св. років.
Склад Чумацького Шляху.Галактика складається в основному із зірок, більш-менш подібних до Сонця. Одні з них у кілька разів масивніші за Сонце і світяться в кілька тисяч разів яскравіше, інші - у кілька разів менш масивні і світяться в кілька тисяч разів слабше. Сонце, за багатьма параметрами, – середня зірка. Залежно від температури поверхні зірки мають різний колір: біло-блакитні зірки найгарячіші (20 000-40 000 К), а червоні - найбільш холодні (бл. 2500 К). Частина зірок утворює групи, які називають зоряними скупченнями. Деякі їх видно неозброєним оком, наприклад Плеяди. Це типове розсіяне скупчення; зазвичай такі скупчення містять від 50 до 2000 зірок. Крім розсіяних скупчень існують значно більші кульові скупчення, що містять кілька мільйонів зірок. Ці скупчення значно різняться за віком і зоряним складом. Розсіяні скупчення порівняно молоді: їх типовий вік прибл. 10 млн. років, тобто. бл. 1/500 віку Землі та Сонця. Вони містять багато потужних яскравих зірок. Кульові скупчення дуже старі: з їх формування пройшло 10-15 млрд. років, тобто. вони складаються із найстаріших зірок Галактики, серед яких збереглися лише маломасивні. Розсіяні скупчення розташовані поблизу галактичної площини, де багато міжзоряного газу, з якого формуються зірки. Кульові скупчення заповнюють галактичне гало, що оточує диск і помітно концентруються до центру Галактики.
Див. також
ГАЛАКТИКИ;
ЗІРКИ ;
Сузір'я. Маса Галактики щонайменше 2*10 11 мас Сонця. В основному це зірки, але 5% її маси посідає міжзоряну речовину - газ і пил. Міжзоряна речовина заповнює простір між зірками в галактичному диску завтовшки прибл. 600 св. років, причому всередині диска воно концентрується до спіральних рукавів Галактики. Значна частина міжзоряної речовини об'єднана у масивні холодні хмари, у надрах яких формуються зірки.
Див. такожМІЖЗОРОВА РЕЧОВИНА. Галактика Чумацький Шлях - одна з сотень мільйонів подібних до неї зіркових систем, виявлених у Всесвіті за допомогою великих телескопів. Її часто називають "нашою зірковою системою". Вона відноситься до великих галактик, що мають швидке обертання та чіткі спіральні рукави, в яких сконцентровані молоді гарячі зірки та розігріті їх випромінюванням хмари газу, які називаються "емісійними туманностями". За допомогою оптичних телескопів не вдається вивчити всю Галактику, оскільки світло не проникає крізь щільні міжзоряні хмари газу та пилу, яких особливо багато у напрямку до центру Галактики. Однак для інфрачервоного випромінювання та радіовипромінювання пил не перешкода: за допомогою відповідних телескопів вдається дослідити всю Галактику і навіть пробитися до її щільного ядра. Спостереження показали, що зірки та газ у галактичному диску рухаються зі швидкістю близько 250 км/с навколо центру Галактики. Наше Сонце разом із планетами теж рухається з такою швидкістю, здійснюючи один оберт навколо галактичного центру приблизно за 200 млн. років.

Енциклопедія Кольєра. - Відкрите суспільство. 2000 .

Синоніми:

Дивитись що таке "МЛІЧНИЙ ШЛЯХ" в інших словниках:

Галактика Чумацький шлях (комп'ютерна модель). Спіральна галактика із перемичкою. Домінують два із чотирьох рукавів. Характеристики Тип SBbc (спіральна галактика з баром) Діамі … Вікіпедія

МЕЧНИЙ ШЛЯХ, смуга, що слабо світиться, видима на небі в ясні темні ночі, що проходить по лінії галактичного екватора. Вона утворюється в результаті свічення величезної кількості зірок, у деяких ділянках закритих хмарами міжзоряного газу та… Науково-технічний енциклопедичний словник

Широка смуга на небі, що складається з незліченних зірок. Порівн. Все небо посипане весело миготливими зірками, і чумацький шлях вимальовується так ясно, наче його перед святом помили і потерли снігом. А. П. Чехов. Ванька. Див Мойсеєва ... ... Великий тлумачно-фразеологічний словник Міхельсона (оригінальна орфографія)

МЕЛЕЧНИЙ ШЛЯХ, 1) сірка, що перетинає зоряне небо неяскраво світиться. Є величезною кількістю візуально невиразних зірок, що концентруються до основної площини Галактики. Поблизу цієї площини розташоване Сонце, так що… Сучасна енциклопедія

1) смуга, що перетинає зоряне небо неяскраво світиться. Є величезною кількістю візуально невиразних зірок, що концентруються до основної площини Галактики. Поблизу цієї площини розташоване Сонце, так що більшість зірок. Великий Енциклопедичний словник

МЕЛЕЧНИЙ, ая, ое Тлумачний словникОжегова. С.І. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Тлумачний словник Ожегова

1) Галактика. 2)Светлая смуга на нічному небі проекція на небесну сферу віддалених (від Сонця) зірок Галактики, близьких до її площині. Підвищення. яскравість цієї лінії зумовлена підвищення. концентрацією зірок у площині Галактики. Фізична… … Фізична енциклопедія

Чумацький шлях (комп'ютерна модель). Спіральна галактика із перемичкою. Домінують два із чотирьох рукавів.

Чумацький Шлях (або Галактика, з великої літери) - , у якій знаходяться , і всі окремі , видимі неозброєним оком. Належить до спіральних галактик з перемичкою.

Чумацький Шлях разом з Галактикою Андромеди (М31), Галактикою Трикутника (М33), і понад 40 карликовими галактиками-супутниками - своїми та Андромеди - утворюють Місцеву , яка входить до (Надскоплення Діви).

Етимологія

Назва Чумацький шляхпоширене у західній культурі і є калькою з латів. via lactea«молочна дорога», яке, своєю чергою, калька з др.-греч. ϰύϰλος γαλαξίας «молочне коло». Назва Галактикаутворено за аналогією з др.-грец. γαλαϰτιϰός «молочний». за давньогрецькій легендіЗевс вирішив зробити свого сина Геракла, народженого від смертної жінки, безсмертним, і для цього підклав його сплячій дружині Гері, щоб Геракл випив божественного молока. Гера, прокинувшись, побачила, що годує не свою дитину, і відштовхнула її від себе. Бризнувши з грудей богині струмінь молока перетворився на Чумацький Шлях.

У радянській астрономічній школі галактика Чумацький шлях називалася просто «наша Галактика» або «система Чумацький Шлях»; словосполучення «Чумацький шлях» використовувалося для позначення видимих зірок, які оптично для спостерігача становлять Чумацький Шлях.

Поза західної культуриє безліч інших назв Чумацького Шляху. Слово "Шлях" часто залишається, слово "Млечний" замінюється на інші епітети.

Структура Галактики

Діаметр Галактики становить близько 30 тисяч парсек (близько 100 000 світлових років, 1 квінтильйон кілометрів) при оціночній середній товщині близько 1000 світлових років. Галактика містить, за найнижчою оцінкою, близько 200 мільярдів зірок (сучасна оцінка коливається в діапазоні припущень від 200 до 400 мільярдів). Основна маса зірок розташована у формі плоского диска. Станом на січень 2009 року, маса Галактики оцінюється в 3·10 12 мас Сонця, або 6·10 42 кг. Нова мінімальна оцінка визначає масу галактики всього 5·10 11 мас Сонця. Велика частина маси Галактики міститься не в зірках і міжзоряному газі, а в гало, що не світиться.

Диск

Лише у 1980-х роках астрономи висловили припущення, що Чумацький Шлях є спіральною галактикою з перемичкою, а не звичайною спіральною галактикою. Це припущення було підтверджено у 2005 році імені Лаймана Спітцера, який показав, що центральна перемичка нашої галактики є більшою, ніж вважалося раніше.

За оцінками вчених, галактичний диск, який видається в різні боки в районі галактичного центру, має діаметр близько 100 000 світлових років. У порівнянні з гало диск обертається помітно швидше. Швидкість його обертання неоднакова різних відстанях від центру. Вона стрімко зростає від нуля в центрі до 200-240 км/с на відстані 2 тис. світлових років від нього, потім дещо зменшується, знову зростає приблизно до того ж значення і далі майже постійною. Вивчення особливостей обертання диска дозволило оцінити його масу, виявилося, що вона в 150 млрд разів більша за M ☉ .

Поблизу площини диска концентруються молоді зірки та зоряні скупчення, вік яких не перевищує кількох мільярдів років. Вони утворюють так звану плоску складову. Серед них дуже багато яскравих та гарячих зірок. Газ у диску Галактики також зосереджений переважно поблизу його площині. Він розподілений нерівномірно, утворюючи численні газові хмари - від гігантських неоднорідних структурою хмар, довжиною понад кілька тисяч світлових років, до невеликих хмар розмірами трохи більше парсека.

Ядро

Галактичний центр Чумацького Шляху в інфрачервоному діапазоні.

У середній частині Галактики знаходиться потовщення, яке називається балджем (bulge - потовщення), що становить близько 8 тисяч парсек у поперечнику. Центр ядра Галактики знаходиться в сузір'ї Стрільця (α = 265 °, δ = -29 °). Відстань від Сонця до центру Галактики 8,5 кілопарсек (2,62 10 17 км, або 27 700 світлових років). У центрі Галактики, мабуть, розташовується надмасивна (Стрілець A) (близько 4,3 мільйона M ☉) навколо якої, імовірно, обертається чорна діра середньої маси від 1000 до 10 000 M ☉ і періодом обігу близько 100 років і кілька тисяч порівняно невеликі. Їхня спільна гравітаційна дія на сусідні зірки змушує останні рухатися незвичайними траєкторіями. Існує припущення, що більшість галактик мають надмасивні чорні дірки у своєму ядрі.

Для центральних ділянок Галактики характерна сильна концентрація зірок: у кожному кубічному парсекі поблизу центру їх міститься багато тисяч. Відстань між зірками в десятки і сотні разів менша, ніж на околицях Сонця. Як і в більшості інших галактик, розподіл маси в Чумацькому Шляху такий, що орбітальна швидкість більшості зірок Галактики не залежить значною мірою від відстані до центру. Далі від центральної перемички до зовнішнього кола, нормальна швидкість звернення зірок становить 210-240 км/с. Таким чином, такий розподіл швидкості, що не спостерігається в сонячній системі, де різні орбіти мають суттєво різні швидкості звернення, є однією з передумов існування темної матерії.

Вважається, що довжина галактичної перемички становить близько 27 000 світлових років. Ця перемичка проходить через центр галактики під кутом 44 ± 10 градусів до лінії між Сонцем і центром галактики. Вона складається з червоних зірок, які вважаються дуже старими. Перемичка оточена кільцем, званим «Кільцем п'ять кілопарсек». Це кільце містить більшу частину молекулярного водню Галактики та є активним регіоном зіркоутворення у нашій Галактиці. Якщо вести спостереження з галактики Андромеди, то галактична перемичка Чумацького Шляху була яскравою його частиною.

У 2016 році японські астрофізики повідомили про виявлення у Галактичному центрі другої гігантської чорної діри. Ця чорна діра знаходиться за 200 світлових років від центру Чумацького Шляху. Астрономічний об'єкт з хмарою, що спостерігається, займає область простору діаметром 0,3 світлового року, а його маса становить 100 тисяч мас Сонця. Поки точно не встановлено природу цього об'єкта - це чорна діра чи інший об'єкт.

Рукави

Рукави Галактики

Галактика відноситься до класу спіральних галактик, це означає, що Галактика має спіральні. рукава, що розташовані в площині диска. Диск занурений у галосферичної форми, а навколо нього розташовується сферична корона. Сонячна система знаходиться на відстані 8,5 тисяч парсек від галактичного центру, поблизу площини Галактики (зміщення до Північного полюса Галактики складає всього 10 парсек), на внутрішньому краї рукава, що має назву рукав Оріона. Таке розташування не дозволяє спостерігати форму рукавів візуально. Нові дані щодо спостережень молекулярного газу (СО) говорять про те, що наша Галактика має два рукави, що починаються біля бару у внутрішній частині Галактики. Крім того, у внутрішній частині є ще пара рукавів. Потім ці рукави переходять у чотирирукавну структуру, що спостерігається в лінії нейтрального водню у зовнішніх частинах Галактики.

Гало

Околиці Чумацького шляху та його гало.

Галактичне гало має сферичну форму, що виходить за межі галактики на 5-10 тисяч світлових років, і температуру близько 5·10 5 K. Галактичний диск оточений сфероїдним гало, що складається зі старих зірок та кульових скупчень, 90 % яких знаходиться на відстані менше 100 000 світлових літ від центру галактики. Однак у Останнім часомбуло знайдено кілька кульових скупчень, таких як PAL 4 та AM 1, що знаходяться на відстані більш ніж 200 000 світлових років від центру галактики. Центр симетрії гало Чумацького Шляху збігається із центром галактичного диска. Складається гало в основному з дуже старих, неяскравих маломасивних зірок. Вони зустрічаються як поодинці, так і у вигляді кульових скупчень, які можуть містити до мільйона зірок. Вік населення сферичної складової Галактики перевищує 12 млрд. років, його зазвичай вважають віком самої Галактики.

У той час як галактичний диск містить газ та пил, що ускладнює проходження видимого світласфероїдна компонента таких складових не містить. Активне зіркоутворення відбувається у диску (особливо у спіральних рукавах, є зонами підвищеної щільності). У гало зіркоутворення завершилося. Розсіяні скупчення також зустрічаються переважно у диску. Вважається, що основну масу нашої галактики становить темна матерія, яка формує гало темної матерії масою приблизно 600 – 3000 мільярдів M☉. Гало темної матерії сконцентровано у напрямку до центру галактики.

Зірки і зоряні скупчення гало рухаються навколо центру Галактики дуже витягнутими орбітами. Так як обертання окремих зірок відбувається дещо безладно (тобто швидкості сусідніх зірок можуть мати будь-які напрямки), гало загалом обертається дуже повільно.

Історія відкриття Галактики

Більшість небесних тілоб'єднуються в різні системи, що обертаються. Так, обертається навколо Землі, планет-гігантів утворюють свої, багаті на тіла, системи. Більше високому рівні, Земля та інші звертаються навколо Сонця. Виникало природне питання: чи не входить Сонце в систему ще більшого розміру?

Перше систематичне дослідження цього питання виконав у XVIII столітті англійський астроном Вільям Гершель. Він підраховував кількість зірок у різних областяхнеба і виявив, що на небі є велике коло(згодом він був названий галактичним екватором), який ділить небо на дві рівні частини і на якому кількість зірок виявляється найбільшою. Крім того, зірок виявляється тим більше, чим ближче ділянка неба розташована до цього кола. Нарешті виявилося, що саме на цьому колі знаходиться Чумацький Шлях. Завдяки цьому Гершель здогадався, що всі зірки, які ми спостерігаємо, утворюють гігантську зоряну систему, яка сплюснута до галактичного екватора.

Спочатку передбачалося, що це об'єкти є частинами нашої Галактики, хоча ще Кант висловлював припущення, деякі туманності може бути галактиками, подібними Чумацького Шляху. Ще 1920 року питання існування позагалактичних об'єктів викликав дебати (наприклад, відомий Великий суперечка між Харлоу Шеплі і Гебером Кертисом; перший відстоював єдиність нашої Галактики). Гіпотеза Канта була остаточно доведена лише у 1920-х роках, коли Ернсту Епіку та Едвіну Хаблу вдалося виміряти відстань до деяких спіральних туманностей і показати, що за своїм видаленням вони не можуть входити до складу Галактики.

Розташування Сонця в Галактиці

Згідно з останніми науковими оцінками, відстань від Сонця до галактичного центру становить 26 000 ± 1 400 світлових років, тоді як згідно з попередніми оцінками наша зірка повинна знаходитись на відстані близько 35 000 світлових років від перемички. Це означає, що Сонце розташоване ближче до краю диска, ніж його центру. Разом з іншими зірками Сонце обертається навколо центру Галактики зі швидкістю 220-240 км/с, роблячи один оборот приблизно за 200 млн. років. Таким чином, за весь час існування Земля облетіла навколо центру Галактики трохи більше 30 разів.

На околицях Сонця вдається відстежити ділянки двох спіральних рукавів, які віддалені від нас приблизно на 3 тис. світлових років. За сузір'ями, де спостерігаються ці ділянки, їм назвали рукав Стрільця і рукав Персея. Сонце розташоване майже посередині між спіральними гілками. Але порівняно близько від нас (за галактичними мірками), у сузір'ї Оріона, проходить ще один, не дуже чітко виражений рукав - рукав Оріона, який вважається відгалуженням одного з основних спіральних рукавів Галактики.

Швидкість обертання Сонця навколо центру Галактики майже збігається із швидкістю хвилі ущільнення, що утворює спіральний рукав. Така ситуація є нетиповою для Галактики в цілому: спіральні рукави обертаються з постійною кутовою швидкістю, як спиці в колесах, а рух зірок відбувається з іншою закономірністю, тому майже все зіркове населення диска то потрапляє всередину спіральних рукавів, то випадає з них. Єдине місце, де швидкості зірок та спіральних рукавів збігаються – це так зване коротаційне коло, і саме на ньому розташоване Сонце.

Для Землі ця обставина надзвичайно важлива, оскільки в спіральних рукавах відбуваються бурхливі процеси, що утворюють потужне випромінювання, згубне для живого. І жодна атмосфера не змогла б від нього захиститись. Але наша планета існує в порівняно спокійному місці Галактики і протягом сотень мільйонів (або навіть мільярдів) років не зазнавала впливу цих космічних катаклізмів. Можливо, саме тому на Землі змогло народитися та зберегтися життя.

Еволюція та майбутнє Галактики

Можливі зіткнення нашої Галактики з іншими галактиками, у тому числі з настільки великою, як галактика Андромеди, проте конкретні передбачення поки що неможливі через незнання поперечної швидкості позагалактичних об'єктів.

Панорама Чумацького Шляху, зробленого в Долині Смерті, США, 2005 рік.

Панорама південного неба, зроблений біля обсерваторії Параналь, Чилі, 2009 рік.

Чумацький шлях - наша рідна галактика, в якій знаходиться Сонячна система, в якій знаходиться планета Земля, на якій живуть люди. Відноситься до спіральних галактик з перемичкою і входить до Місцеву групугалактик разом із галактикою Андромеди, галактикою Трикутника та 40 карликовими галактиками. Діаметр Чумацького Шляху – 100 000 світлових років. Зірок у нашій галактиці близько 200-400 мільярдів. Наша Сонячна система знаходиться на околиці диска галактики, у порівняно спокійному місці, яке дозволило зародитися життю на нашій планеті. Можливо, в Чумацькому Шляху живемо не тільки ми, але це ще тільки потрібно дізнатися. Хоча, в океані Всесвіту вся історія людства - не більше ніж ледь помітна бриж, нам дуже цікаво пізнавати Чумацький Шлях і стежити за розвитком подій у рідній галактиці.

За даними астрономів, більшість зірок повільно обертається навколо галактичних центрів зі швидкістю не більше 100 кілометрів на секунду. Однак у цьому правилі є винятки. За останні кілька десятиліть вчені відкрили у нашій галактиці близько 20 надшвидкісних зірок. Останнім таким відкриттям є PSR J0002+6216. його рухи становить 1130 кілометрів на секунду або більше чотирьох мільйонів кілометрів на годину. Цілком достатньо, щоб за 6 хвилин дістатися того ж Місяця. На думку астрономів з американської Національної радіоастрономічної обсерваторії, які його відкрили, за збереження такої динаміки, у далекому майбутньому об'єкт втече з нашої галактики.

Наша галактика. Загадки Чумацького шляху

Якоюсь мірою ми знаємо про далекі зіркові системи більше, ніж про нашу рідну Галактику – Чумацький Шлях. Дослідити його структуру складніше, ніж будова будь-яких інших галактик, тому що вивчати її доводиться зсередини, і багато не так легко розглянути. Міжзоряні пилові хмари поглинають світло, що випромінюється міріадами віддалених зірок.

Тільки з розвитком радіоастрономії та появою інфрачервоних телескопів вчені змогли зрозуміти, як влаштовано нашу Галактику. Але багато деталей залишаються незрозумілими і донині. Навіть кількість зірок у Чумацькому шляху оцінюється досить приблизно. Найновіші електронні довідники називають цифри від 100 до 300 мільярдів зірок.

Ще недавно вважалося, що у нашої Галактики є 4 великі рукави. Але у 2008 р. астрономи з Вісконсинського університету опублікували результати обробки близько 800 000 інфрачервоних знімків, зроблених космічним телескопом «Спітцер». Їхній аналіз показав, що у Чумацького Шляху всього два рукави. Щодо інших рукавів, то вони є лише вузькими бічними відгалуженнями. Отже, Чумацький Шлях – це спіральна галактика із двома рукавами. Слід зазначити, що у більшості відомих нам спіральних галактик також лише два рукави.

«Завдяки телескопу “Спітцер” ми маємо можливість знову переосмислити структуру Чумацького Шляху, – підкреслив астроном Роберт Бенджамін з Вісконсинського університету, виступаючи на конференції Американського астрономічного товариства. – Ми уточнюємо наше уявлення про Галактику так само, як сторіччя тому першовідкривачі, здійснюючи подорожі земною кулею, уточнювали та переосмислювали колишні уявлення про те, як виглядає Земля».

З початку 90-х років XX століття, спостереження, що проводяться в інфрачервоному діапазоні, дедалі більше змінюють наші знання про структуру Чумацького Шляху, адже інфрачервоні телескопи дають змогу заглянути крізь газопилові хмари та побачити те, що недоступне для звичайних телескопів.

2004 - вік нашої Галактики був оцінений в 13,6 мільярда років. Вона виникла незабаром після . Спочатку це був дифузний газовий міхур, що містив в основному водень та гелій. Згодом він перетворився на величезну спіральну галактику, в якій ми зараз живемо.

Загальна характеристика

Але як протікала еволюція нашої Галактики? Як вона формувалася – повільно чи навпаки дуже швидко? Як вона насичувалась важкими елементами? Як змінювалися за мільярди років форма Чумацького Шляху та його хімічний склад? Детальні відповіді на ці питання ще треба дати вченим.

Протяжність нашої Галактики становить близько 100 000 світлових років, а середня товщина галактичного диска – близько 3 000 світлових років (товщина опуклої частини – балджа – досягає 16 000 світлових років). Втім, 2008 р. австралійський астроном Браян Генслер, проаналізувавши результати спостережень за пульсарами, припустив, що, ймовірно, галактичний диск вдвічі товщі, ніж прийнято вважати.

Велика чи мала наша Галактика за космічними мірками? Для порівняння: довжина туманності Андромеди, найближчої до нас великої галактики, становить приблизно 150 000 світлових років.

Наприкінці 2008 р. дослідники встановили методами радіоастрономії, що Чумацький Шлях обертається швидше, ніж передбачали раніше. Судячи з цього показника, його маса приблизно в півтора рази вища, ніж прийнято було рахувати. За різними оцінками, вона варіюється від 1,0 до 1,9 трлн сонячних мас. Знову ж таки для порівняння: масу туманності Андромеди оцінюють щонайменше в 1,2 трильйони сонячних мас.

Будова галактик

Чорна діра

Отже, Чумацький Шлях не поступається розмірами туманності Андромеди. «Нам не слід більше ставитися до нашої Галактики як молодшої сестри туманності Андромеди», – зазначив астроном Марк Рейд зі Смітсонівського центру астрофізики при Гарвардському університеті. У той же час, оскільки маса нашої Галактиці більша, ніж передбачалося, сила її тяжіння також вища, а отже, зростає і ймовірність її зіткнення з іншими галактиками поблизу нас.

Нашу Галактику оточує кулясте гало, що досягає в діаметрі 165 000 світлових років. Астрономи часом називають гало «галактичною атмосферою». Воно містить приблизно 150 кульових скупчень, а також невелику кількість давніх зірок. Решта простору гало заповнена розрідженим газом, а також темною речовиною. Масу останнього оцінюють приблизно трильйон сонячних мас.

У спіральних рукавах Чумацького Шляху міститься величезна кількість водню. Саме тут продовжують зароджуватись зірки. Згодом молоді зірки залишають рукави галактик і переселяються в галактичний диск. Втім, найпотужніші та найяскравіші зірки живуть досить недовго, тому не встигають відійти від місця свого народження. Невипадково рукави нашої Галактики так яскраво світяться. Більша частина Чумацького Шляху складається з невеликих, не дуже масивних зірок.

Центральна частина Чумацького Шляху знаходиться в сузір'ї Стрільця. Ця область оточена темними газопиловими хмарами, за якими нічого не можна побачити. Тільки починаючи з 1950-х років, використовуючи засоби радіоастрономії, вчені змогли поступово розглянути те, що там таїться. У цій частині Галактики було виявлено потужне радіоджерело, що отримало назву Стрілець А. Як показали спостереження, тут зосереджена маса, що перевищує масу Сонця в кілька мільйонів разів. Найприйнятніше пояснення цього можливе лише одне: у центрі нашої Галактики перебуває .

Зараз вона з якихось причин влаштувала собі перепочинок і не виявляє особливої активності. Приплив речовини сюди дуже мізерний. Можливо, згодом у чорної дірки прокинеться апетит. Тоді вона знову почне поглинати пелену газу і пилу, що оточила її, і Чумацький Шлях поповнить список активних галактик. Можливо, що перед цим у центрі Галактики почнуть бурхливо зароджуватися зірки. Подібні процеси, мабуть, регулярно повторюються.

2010 рік - американські астрономи за допомогою Космічний телескопімені Фермі, призначеного для спостереження за джерелами гамма-випромінювання, виявили в нашій Галактиці дві загадкові структури - два величезні бульбашки, що випускають гамма-випромінювання. Діаметр кожного з них становить середньому 25 000 світлових років. Вони розлітаються з центру Галактики у північному та південному напрямках. Може бути, мова йдепро потоки частинок, які випустила колись чорна дірка, що перебуває посередині Галактики. Інші дослідники вважають, що йдеться про газові хмари, що вибухнули під час зародження зірок.

Навколо Чумацького Шляху розташовано кілька карликових галактик. Найвідоміші з них – Велика та Мала Магелланови Хмари, які пов'язані з Чумацьким Шляхомсвого роду водневим мостом, величезним шлейфом газу, що тягнеться за цими галактиками. Він отримав назву "Магелланова потоку". Його довжина становить близько 300 000 світлових років. Наша Галактика постійно поглинає найближчі до неї карликові галактики, зокрема, галактику Сагітаріуса, розташовану на відстані 50 000 світлових років від галактичного центру.

Залишається додати, що Чумацький Шлях та туманність Андромеди рухаються назустріч один одному. Імовірно, через 3 мільярди років обидві галактики зіллються воєдино, утворивши більшу еліптичну галактику, яку вже назвали «Млечномедой».

Походження Чумацького шляху

Туманність Андромеди

Протягом тривалого часу вважалося, що Чумацький Шлях формувався поступово. 1962 - Олін Егген, Дональд Лінден-Белл і Аллан Сендедж запропонували гіпотезу, яка стала відома, як модель ELS (її назвали за початковими літерами їх прізвищ). Згідно з нею, на місці Чумацького Шляху колись повільно оберталася однорідна хмара газу. Воно нагадувало кулю і досягало в діаметрі приблизно 300 000 світлових років, а складалося переважно з водню і гелію. Під впливом гравітації протогалактика стиснулася і стала плоскою; у своїй її обертання помітно прискорилося.

Майже два десятки років така модель влаштовувала вчених. Але нові результати спостережень показали, що Чумацький Шлях було виникнути оскільки йому написали теоретики.

Згідно з цією моделлю, спочатку утворюється гало, а потім – галактичний диск. Але в диску також зустрічаються дуже давні зірки, наприклад, червоний гігант Арктур, чий вік понад 10 мільярдів років, або численні білі карлики того ж віку.

І в галактичному диску, і в гало виявлені кульові скупчення, які молодші, ніж допускає модель ELS. Очевидно, вони поглинені нашою пізньою Галактикою.

Багато зірок в гало обертаються в іншому напрямку, ніж Чумацький Шлях. Можливо, вони теж знаходилися колись за межами Галактики, але потім були втягнуті в цей «зоряний вихор» – наче випадковий плавець у вир.

1978 - Леонард Сірл і Роберт Цинн запропонували свою модель становлення Чумацького Шляху. Її позначили як модель SZ. Тепер історія Галактики помітно ускладнилася. Ще недавно її молодість, в уявленні астрономів, описувалася так само просто, як на думці фізиків - прямолінійний поступальний рух. Механіка того, що відбувається, було чітко видно: була однорідна хмара; воно складалося тільки з газу, що рівномірно розлився. Ніщо своєю присутністю не ускладнювало розрахунки теоретиків.

Тепер замість однієї величезної хмари у видіннях вчених виникли відразу кілька невеликих, химерно розкиданих хмар. Серед них виднілись і зірки; щоправда, вони були лише гало. Всередині гало все вирувало: хмари стикалися; газові маси перемішувалися та ущільнювалися. З часом із цієї суміші утворився галактичний диск. У ньому почали з'являтися нові зірки. Але й цю модель згодом розкритикували.

Не можна було зрозуміти, що пов'язувало гало та галактичний диск. Цей диск і ріденька зоряна оболонка навколо нього мали мало спільного. Вже після того, як Сірл і Цин склали свою модель, з'ясувалося, що гало обертається надто повільно, щоб з нього утворився галактичний диск. Судячи з розподілу хімічних елементів, останній виник із протогалактичного газу. Нарешті, момент кількості руху диска виявився у 10 разів вищим, ніж гало.

Весь секрет у тому, що обидві моделі містять зерно істини. Вся біда в тому, що вони надто прості та односторонні. Обидві вони здаються тепер фрагментами одного і того ж рецепту, за яким було створено Чумацький Шлях. Егген та його колеги прочитали кілька одних рядків із цього рецепту, Сірл та Цін – кілька інших. Тому, намагаючись заново уявити історію нашої Галактики, ми раз у раз помічаємо знайомі, вже читані одного разу рядки.

Чумацький шлях. Комп'ютерна модель

Отже, все почалося невдовзі після Великого вибуху. Сьогодні прийнято вважати, що флуктуації щільності темної речовини породили перші структури - так звані темні гало. Завдяки силі гравітації ці структури не розпадалися», – зазначає німецький астроном Андреас Буркерт, авторка нової моделі народження Галактики.

Темні гало стали зародками – ядрами – майбутніх галактик. Навколо них під впливом гравітації накопичувався газ. Відбувся однорідний колапс, як описує його модель ELS. Вже через 500-1000 мільйонів років після Великого вибуху газові скупчення, що оточували темні гало, стали «інкубаторами» зірок. Тут виникли маленькі протогалактики. У щільних хмарах газу виникли перші кульові скупчення, адже зірки тут народжувалися в сотні разів частіше, ніж будь-де. Протогалактики стикалися і зливалися один з одним - так утворилися великі галактики, у тому числі наш Чумацький Шлях. Сьогодні він оточений темною речовиною і гало, що складається з одиночних зірок та їх кульових скупчень, цими руїнами світобудови, вік яких перевищує 12 мільярдів років.

У протогалактиках було багато дуже потужних зірок. Не минуло й кількох десятків мільйонів років, як більшість із них вибухнула. Ці вибухи збагатили хмари газу важкими хімічними елементами. Тому в галактичному диску народжувалися не такі зірки, як у гало, вони містили в сотні разів більше металів. Окрім цього, ці вибухи породили потужні галактичні вихори, які розігрівали газ та виметали його за межі протогалактик. Відбувся поділ газових мас та темної речовини. Це була найважливіша стадія формування галактик, не врахована раніше в жодній моделі.

Натомість темні гало дедалі частіше стикалися один з одним. Причому протогалактики витягувалися чи розпадалися. Про ці катастрофи нагадують ланцюжки зірок, що збереглися в гало Чумацького Шляху з часів «юності». Вивчаючи їхнє розташування, можна оцінити події, які відбувалися в ту епоху. Поступово із цих зірок утворилася велика сфера – видиме нами гало. У міру остигання всередину нього проникали газові хмари. Їх момент кількості руху зберігався, тому вони не стиснулися в одну-єдину точку, а утворили диск, що обертається. Все це сталося понад 12 мільярдів років тому. Тепер газ стискався так, як описано в моделі ELS.

У цей час утворюється і «балдж» Чумацького Шляху – його серединна частина, що нагадує еліпсоїд. Балдж складається із дуже старих зірок. Ймовірно, він виник при злитті найбільших протогалактик, які найдовше утримували газові хмари. Серед нього виявилися нейтронні зірки і крихітні чорні дірки - релікти наднових зірок, що вибухнули. Вони зливалися один з одним, принагідно поглинаючи потоки газу. Можливо, так зародилася величезна чорна діра, яка нині перебуває в центрі нашої Галактики.

Історія Чумацького Шляху набагато хаотичніша, ніж вважали раніше. Наша рідна Галактика, велика навіть за космічними мірками, утворилася після низки ударів і злиттів – після серії космічних катастроф. Сліди тих давніх подій можна знайти і сьогодні.

Приміром, не всі зірки Чумацького Шляху звертаються навколо галактичного центру. Ймовірно, за мільярди років свого існування наша Галактика поглинула чимало попутників. Вік кожної десятої зірки в галактичному гало – менше 10 мільярдів років. На той час Чумацький Шлях вже сформувався. Можливо, це залишки захоплених колись карликових галактик. Група англійських учених з Астрономічного інституту (Кембридж) на чолі з Джерардом Гілмором підрахувала, що Чумацький Шлях, очевидно, міг поглинути від 40 до 60 карликових галактик Каріна.

Крім цього, Чумацький Шлях притягує до себе величезні маси газу. Так, 1958 р. нідерландські астрономи помітили в гало безліч невеликих плям. Насправді вони виявилися газовими хмарами, які складалися в основному з атомів водню і мчали у бік галактичного диска.

Наша Галактика не стримає свій апетит і надалі. Можливо, вона поглине найближчі до нас карликові галактики - Форнакс, Каріну і, мабуть, Секстанс, а потім зіллється з туманністю Андромеди. Навколо Чумацького Шляху – цього ненаситного «зоряного канібалу» – стане ще пустелею.