Космосът, който се опитваме да изследваме, е огромно и безгранично пространство, в което има десетки, стотици, хиляди трилиони звезди, обединени в определени групи. Нашата Земя не живее сама. Ние сме част от слънчевата система, която е малка частица и част от Млечния път – по-голямо космическо образувание.
Нашата Земя, подобно на други планети от Млечния път, нашата звезда, наречена Слънце, както и други звезди от Млечния път, се движат във Вселената в определен ред и заемат определените места. Нека се опитаме да разберем по-подробно каква е структурата на Млечния път и какви са основните характеристики на нашата галактика?
Произход на Млечния път
Нашата галактика има своя собствена история, подобно на други области на космоса, и е продукт на катастрофа от универсален мащаб. Основната теория за произхода на Вселената, която днес доминира в научната общност, е Големият взрив. Моделът, който идеално характеризира теорията за Големия взрив, е ядрената верижна реакция на микроскопично ниво. Първоначално е имало някакво вещество, което по силата на определени причинив един миг започна да се движи и избухна. Не си струва да говорим за условията, довели до началото на експлозивната реакция. Това е далеч от нашето разбиране. Сега, формирана преди 15 милиарда години в резултат на катаклизъм, Вселената е огромен безкраен многоъгълник.
Първичните продукти на експлозията са първоначално натрупвания и облаци от газ. По-късно под въздействието на гравитационните сили и други физически процеси се образуват по-големи обекти от универсален мащаб. Всичко се случи много бързо по космически стандарти, в продължение на милиарди години. Първо имаше образуване на звезди, които образуваха клъстери и по-късно се сляха в галактики, чийто точен брой не е известен. По своя състав галактическата материя представлява атоми водород и хелий в компанията на други елементи, които са градивният материал за образуването на звезди и други космически обекти.
Не е възможно да се каже точно къде във Вселената се намира Млечният път, тъй като центърът на Вселената не е точно известен.
Поради сходството на процесите, които са формирали Вселената, нашата галактика е много подобна по своята структура на много други. По своя тип това е типична спирална галактика, вид обекти, които се срещат във Вселената в огромно разнообразие. По отношение на размерите галактиката е в златната среда - нито малка, нито огромна. Нашата галактика има много повече по-малки съседи в звезден дом от онези, които са колосални по размер.
Възрастта на всички галактики, които съществуват в космоса, е една и съща. Нашата галактика е почти на същата възраст като Вселената и има възраст от 14,5 милиарда години. През този огромен период от време структурата на Млечния път многократно се е променяла и това се случва днес, само незабележимо, в сравнение с темпото на земния живот.
Любопитна е историята с името на нашата галактика. Учените смятат, че името Млечен път е легендарно. Това е опит да се свърже разположението на звездите в нашето небе с древногръцкия мит за бащата на боговете Кронос, който поглъща собствените си деца. Последното дете, сполетяло същата тъжна съдба, се оказало слабо и било дадено на дойката за угояване. По време на хранене пръски мляко падаха в небето, като по този начин създаваха млечна пътека. Впоследствие учени и астрономи от всички времена и народи се съгласиха, че нашата галактика наистина е много подобна на млечен път.
В момента Млечният път е в средата на своя цикъл на развитие. С други думи, космическият газ и материя за образуването на нови звезди са към своя край. Съществуващите звезди са все още доста млади. Както в историята със Слънцето, което може да се превърне в червен гигант след 6-7 милиарда години, нашите потомци ще наблюдават трансформацията на други звезди и цялата галактика като цяло в червената последователност.
Нашата галактика също може да престане да съществува в резултат на друг вселенски катаклизъм. Изследователски теми последните годините се водят от предстоящата среща на Млечния път с най-близкия ни съсед – галактиката Андромеда, в далечното бъдеще. Вероятно Млечният път след среща с галактиката Андромеда ще се разпадне на няколко малки галактики. Във всеки случай това ще е причината за появата на нови звезди и реконструкцията на най-близкото до нас пространство. Остава само да гадаем каква е съдбата на Вселената и нашата галактика в далечното бъдеще.
Астрофизични параметри на Млечния път
За да си представите как изглежда Млечният път в мащаба на космоса, достатъчно е да погледнете самата Вселена и да сравните отделните й части. Нашата галактика е част от подгрупа, която от своя страна е част от Местната група, по-голямо образувание. Тук нашият космически метрополис е в съседство с галактиките Андромеда и Триъгълник. Около триединството има повече от 40 малки галактики. Местната група вече е част от още по-голяма формация и е част от суперклъстера Дева. Някои твърдят, че това са само груби предположения за това къде се намира нашата галактика. Мащабът на образуванията е толкова огромен, че е почти невъзможно да си представим всичко това. Днес ние знаем разстоянието до най-близките съседни галактики. Други обекти от дълбокото небе не се виждат. Само теоретично и математически тяхното съществуване е допустимо.
Местоположението на галактиката стана известно само благодарение на приблизителните изчисления, които определиха разстоянието до най-близките съседи. Спътниците на Млечния път са галактики джуджета - Малък и Голям Магеланов облак. Общо, според учените, има до 14 сателитни галактики, които съставляват ескорта на универсалната колесница, наречена Млечен път.
Що се отнася до наблюдавания свят, днес има достатъчно информация за това как изглежда нашата галактика. Съществуващият модел, а с него и картата на Млечния път, е съставен на базата на математически изчисления, получени от астрофизични наблюдения. Всяко космическо тяло или фрагмент от галактиката заема своето място. Това е като Вселената, само че в по-малък мащаб. Интересни са астрофизичните параметри на нашия космически мегаполис, при това впечатляващи.
Нашата галактика е спираловидна с лента, която на звездните карти се обозначава с индекса SBbc. Диаметърът на галактическия диск на Млечния път е около 50-90 хиляди светлинни години или 30 хиляди парсека. За сравнение, радиусът на галактиката Андромеда е 110 хиляди светлинни години в мащаба на Вселената. Човек може само да си представи колко по-голям е нашият съсед Млечният път. Размерите на най-близките до Млечния път галактики джуджета са десет пъти по-малки от параметрите на нашата галактика. Магелановите облаци имат диаметър само 7-10 хиляди светлинни години. В този огромен звезден цикъл има около 200-400 милиарда звезди. Тези звезди са събрани в купове и мъглявини. Значителна част от него са ръкавите на Млечния път, в един от които се намира нашата Слънчева система.
Всичко останало е тъмна материя, облаци от космически газ и мехурчета, които изпълват междузвездното пространство. Колкото по-близо до центъра на галактиката, толкова повече звезди, толкова по-тясно пространство става. Нашето Слънце се намира в област на космоса, състояща се от по-малки космически обекти, разположени на значително разстояние един от друг.
Масата на Млечния път е 6x1042 kg, което е трилиони пъти масата на нашето Слънце. Почти всички звезди, обитаващи нашата звездна страна, са разположени в равнината на един диск, чиято дебелина според различни оценки е 1000 светлинни години. Не е възможно да се знае точната маса на нашата галактика, тъй като по-голямата част от видимия спектър от звезди е скрит от нас от ръкавите на Млечния път. В допълнение, масата на тъмната материя, която заема огромни междузвездни пространства, е неизвестна.
Разстоянието от Слънцето до центъра на нашата галактика е 27 хиляди светлинни години. Намирайки се в относителната периферия, Слънцето бързо се движи около центъра на галактиката, като прави пълна революция за 240 милиона години.
Центърът на галактиката е с диаметър 1000 парсека и се състои от ядро с интересна последователност. Центърът на ядрото има формата на издутина, в която са концентрирани най-големите звезди и клъстер от горещи газове. Именно този регион освобождава огромно количество енергия, което като цяло е повече от това, което излъчват милиардите звезди, съставляващи галактиката. Тази част от ядрото е най-активната и най-ярката част от галактиката. По ръбовете на ядрото има джъмпер, който е началото на ръкавите на нашата галактика. Такъв мост възниква в резултат на колосалната сила на гравитацията, причинена от бързото въртене на самата галактика.
Като се има предвид централната част на галактиката, следният факт изглежда парадоксален. Учените дълго време не можеха да разберат какво е в центъра на Млечния път. Оказва се, че в самия център на звездна страна, наречена Млечен път, се е установила свръхмасивна черна дупка, чийто диаметър е около 140 км. Именно там отива по-голямата част от енергията, освободена от ядрото на галактиката, именно в тази бездънна бездна се разтварят и умират звездите. Наличието на черна дупка в центъра на Млечния път показва, че всички процеси на формиране във Вселената трябва един ден да приключат. Материята ще се превърне в антиматерия и всичко ще се повтори отново. Как ще се държи това чудовище след милиони и милиарди години, черната бездна мълчи, което показва, че процесите на усвояване на материята само набират скорост.
Два основни ръкава на галактиката се простират от центъра - Щитът на Кентавъра и Персей. Тези структурни образувания са кръстени на съзвездията, разположени в небето. В допълнение към основните ръкави, галактиката е заобиколена от още 5 малки ръкава.
Близко и далечно бъдеще
Рамените, родени от ядрото на Млечния път, се извиват спираловидно навън, изпълвайки космическото пространство със звезди и космически материал. Тук е подходяща аналогия с космическите тела, които се въртят около Слънцето в нашата звездна система. Огромна маса от големи и малки звезди, купове и мъглявини, космически обекти с различни размери и естество се въртят на гигантска въртележка. Всички те създават прекрасна картина на звездното небе, което човек гледа повече от хиляда години. Когато изучавате нашата галактика, трябва да знаете, че звездите в галактиката живеят според собствените си закони, като днес са в един от ръкавите на галактиката, утре ще започнат пътуването си в другата посока, напускайки единия ръкав и летейки в друг .
Земята в галактиката Млечен път далеч не е единствената планета, подходяща за живот. Това е само частица прах с размерите на атом, която е била изгубена в необятния звезден свят на нашата галактика. В галактиката може да има огромен брой такива планети, подобни на Земята. Достатъчно е да си представим броя на звездите, които по някакъв начин имат свои собствени звездни планетарни системи. Друг живот може да е далеч, на самия край на галактиката, на десетки хиляди светлинни години, или, обратно, да присъства в съседни региони, които са скрити от нас от ръкавите на Млечния път.
Астрономите казват, че с просто око човек може да види около 4,5 хиляди звезди. И това, въпреки факта, че само малка част от една от най-невероятните и неидентифицирани картини на света се отваря пред очите ни: само в Галактиката на Млечния път има повече от двеста милиарда небесни тела (учените имат възможност да наблюдавайте само два милиарда).
Млечният път е спирална галактика с прегради, която е огромна звездна система, гравитационно свързана в космоса. Заедно със съседните галактики Андромеда и Триъгълник и повече от четиридесет сателитни галактики джуджета, тя е част от суперклъстера Дева.
Възрастта на Млечния път надхвърля 13 милиарда години и през това време в него са се образували от 200 до 400 милиарда звезди и съзвездия, повече от хиляда огромни газови облаци, клъстери и мъглявини. Ако погледнете карта на Вселената, можете да видите, че Млечният път е представен на нея под формата на диск с диаметър 30 хиляди парсека (1 парсек е равен на 3,086 * 10 на 13-та степен километра) и средна дебелина около хиляда светлинни години (за една светлинна година почти 10 трилиона километра).
Колко тежи Галактиката, астрономите трудно могат да отговорят, тъй като по-голямата част от теглото се съдържа не в съзвездията, както се смяташе досега, а в тъмната материя, която не излъчва и не взаимодейства с електромагнитно излъчване. Според много груби изчисления теглото на Галактиката варира от 5*10 11 до 3*10 12 слънчеви маси.
Както всички небесни тела, Млечният път се върти около оста си и се движи във Вселената. Трябва да се има предвид, че при движение галактиките постоянно се сблъскват една с друга в пространството и по-голямата поглъща по-малките, но ако размерите им са еднакви, след сблъсъка започва активно звездообразуване.
И така, астрономите излагат предположението, че след 4 милиарда години Млечният път във Вселената ще се сблъска с галактиката Андромеда (те се приближават един към друг със скорост от 112 km / s), което ще доведе до появата на нови съзвездия във Вселената.
Що се отнася до движението около оста си, Млечният път се движи в пространството неравномерно и дори хаотично, тъй като всяка звездна система, облак или мъглявина, разположени в него, има своя собствена скорост и орбита различен види форми.
Структура на Галактиката
Ако се вгледате внимателно в картата на космоса, можете да видите, че Млечният път е много компресиран в равнина и прилича на „летяща чиния“ (Слънчевата система се намира почти на самия край на звездната система). Галактиката Млечен път се състои от ядро, лента, диск, спирални ръкави и корона.
Ядро
Ядрото се намира в съзвездието Стрелец, където се намира източник на нетермично излъчване, чиято температура е около десет милиона градуса – явление, характерно само за ядрата на галактиките. В центъра на ядрото има уплътнение - изпъкналост, състояща се от голям брой стари звезди, движещи се в удължена орбита, много от които са в края на своя жизнен цикъл.
И така, преди време американски астрономи откриха тук област с размери 12 на 12 парсека, състояща се от мъртви и умиращи съзвездия.
В самия център на ядрото има свръхмасив Черна дупка(зона в космоса, която има толкова мощна гравитация, че дори светлината не е в състояние да я напусне), около която се върти по-малка черна дупка. Заедно те имат толкова силно гравитационно влияние върху близките звезди и съзвездия, че се движат по необичайни за небесните тела във Вселената траектории.
Освен това центърът на Млечния път се характеризира с изключително силна концентрация на звезди, разстоянието между които е няколкостотин пъти по-малко, отколкото в периферията. Скоростта на движение на повечето от тях е абсолютно независима от това колко далеч са от ядрото и следователно средната скорост на въртене варира от 210 до 250 km / s.
Скачач
Мост от 27 000 светлинни години пресича централната част на Галактиката под ъгъл от 44 градуса спрямо въображаемата линия между Слънцето и ядрото на Млечния път. Състои се главно от стари червени звезди (около 22 милиона) и е заобиколен от газообразен пръстен, който съдържа по-голямата част от молекулярен водород и следователно е областта, където се образуват най-много звезди. Според една теория такова активно звездообразуване се случва в лентата поради факта, че тя пропуска през себе си газа, от който се раждат съзвездия.
диск
Млечният път е диск, състоящ се от съзвездия, газови мъглявини и прах (диаметърът му е около 100 хиляди светлинни години с дебелина няколко хиляди). Дискът се върти много по-бързо от короната, която се намира в краищата на Галактиката, докато скоростта на въртене на различни разстояния от ядрото не е еднаква и хаотична (варира от нула в ядрото до 250 km/h на разстояние на 2 хиляди светлинни години от него). В близост до равнината на диска са концентрирани газови облаци, както и млади звезди и съзвездия.
От външната страна на Млечния път има слоеве от атомен водород, който отива в космоса на една и половина хиляди светлинни години от екстремните спирали. Въпреки факта, че този водород е десет пъти по-дебел, отколкото в центъра на Галактиката, неговата плътност е също толкова по-ниска. В покрайнините на Млечния път са открити плътни натрупвания на газ с температура 10 хиляди градуса, чиито размери надхвърлят няколко хиляди светлинни години.
спираловидни рамена
Непосредствено зад газовия пръстен има пет основни спирални ръкава на Галактиката, чийто размер варира от 3 до 4,5 хиляди парсека: Лебед, Персей, Орион, Стрелец и Кентавър (Слънцето е разположено от вътрешната страна на ръкава на Орион) . Молекулярният газ е разположен в ръкавите неравномерно и в никакъв случай не винаги се подчинява на правилата на въртене на Галактиката, внасяйки грешки.
Корона
Короната на Млечния път е представена като сферичен ореол, който се простира отвъд Галактиката в космоса за пет до десет светлинни години. Короната се състои от кълбовидни купове, съзвездия, отделни звезди (предимно стари и с малка маса), галактики джуджета, горещ газ. Всички те се движат около ядрото в удължени орбити, докато въртенето на някои звезди е толкова произволно, че дори скоростта на близките светила може да се различава значително, така че короната се върти изключително бавно.
Според една от хипотезите короната е възникнала в резултат на поглъщането на по-малки галактики от Млечния път и следователно е техни останки. По предварителни данни възрастта на ореола надхвърля дванадесет милиарда години и е на същата възраст като Млечния път, поради което звездообразуването тук вече е приключило.
звездно пространство
Ако погледнете нощното звездно небе, Млечният път може да се види от абсолютно навсякъде. Глобусътпод формата на светла ивица (тъй като нашата звездна система се намира вътре в ръкава на Орион, само част от Галактиката е достъпна за преглед).
Картата на Млечния път показва, че нашето Светило се намира почти на диска на Галактиката, на самия му край, а разстоянието му до ядрото е от 26-28 хиляди светлинни години. Като се има предвид, че Слънцето се движи със скорост от около 240 км / ч, за да направи едно завъртане, трябва да прекара около 200 милиона години (за целия период на своето съществуване нашата звезда не е обиколила Галактиката дори тридесет пъти) .
Интересно е, че нашата планета се намира в коротационен кръг - място, където скоростта на въртене на звездите съвпада със скоростта на въртене на рамената, така че звездите никога не напускат тези ръкави или влизат в тях. Този кръг се характеризира високо ниворадиация, следователно се смята, че животът може да възникне само на планети, в близост до които има много малко звезди.
Това е фактът, който се отнася за нашата Земя. Намирайки се в периферията, той се намира на доста спокойно място в Галактиката и следователно в продължение на няколко милиарда години почти не е бил подложен на глобални катаклизми, на които Вселената е толкова богата. Може би това е една от основните причини животът да е възникнал и да оцелее на нашата планета.
Космосът, който се опитваме да изследваме, е огромно и безгранично пространство, в което има десетки, стотици, хиляди трилиони звезди, обединени в определени групи. Нашата Земя не живее сама. Ние сме част от слънчевата система, която е малка частица и част от Млечния път – по-голямо космическо образувание.
Нашата Земя, подобно на други планети от Млечния път, нашата звезда, наречена Слънце, както и други звезди от Млечния път, се движат във Вселената в определен ред и заемат определените места. Нека се опитаме да разберем по-подробно каква е структурата на Млечния път и какви са основните характеристики на нашата галактика?
Произход на Млечния път
Нашата галактика има своя собствена история, подобно на други области на космоса, и е продукт на катастрофа от универсален мащаб. Основната теория за произхода на Вселената, която днес доминира в научната общност, е Големият взрив. Моделът, който идеално характеризира теорията за Големия взрив, е ядрената верижна реакция на микроскопично ниво. Първоначално имаше някакво вещество, което поради определени причини в един миг се задвижи и избухна. Не си струва да говорим за условията, довели до началото на експлозивната реакция. Това е далеч от нашето разбиране. Сега, формирана преди 15 милиарда години в резултат на катаклизъм, Вселената е огромен безкраен многоъгълник.
Първичните продукти на експлозията са първоначално натрупвания и облаци от газ. По-късно под въздействието на гравитационните сили и други физически процеси се образуват по-големи обекти от универсален мащаб. Всичко се случи много бързо по космически стандарти, в продължение на милиарди години. Първо имаше образуване на звезди, които образуваха клъстери и по-късно се сляха в галактики, чийто точен брой не е известен. По своя състав галактическата материя представлява атоми водород и хелий в компанията на други елементи, които са градивният материал за образуването на звезди и други космически обекти.
Не е възможно да се каже точно къде във Вселената се намира Млечният път, тъй като центърът на Вселената не е точно известен.
Поради сходството на процесите, които са формирали Вселената, нашата галактика е много подобна по своята структура на много други. По своя тип това е типична спирална галактика, вид обекти, които се срещат във Вселената в огромно разнообразие. По отношение на размерите галактиката е в златната среда - нито малка, нито огромна. Нашата галактика има много повече по-малки съседи в звезден дом от онези, които са колосални по размер.
Възрастта на всички галактики, които съществуват в космоса, е една и съща. Нашата галактика е почти на същата възраст като Вселената и има възраст от 14,5 милиарда години. През този огромен период от време структурата на Млечния път многократно се е променяла и това се случва днес, само незабележимо, в сравнение с темпото на земния живот.
Любопитна е историята с името на нашата галактика. Учените смятат, че името Млечен път е легендарно. Това е опит да се свърже разположението на звездите в нашето небе с древногръцкия мит за бащата на боговете Кронос, който поглъща собствените си деца. Последното дете, сполетяло същата тъжна съдба, се оказало слабо и било дадено на дойката за угояване. По време на хранене пръски мляко падаха в небето, като по този начин създаваха млечна пътека. Впоследствие учени и астрономи от всички времена и народи се съгласиха, че нашата галактика наистина е много подобна на млечен път.
В момента Млечният път е в средата на своя цикъл на развитие. С други думи, космическият газ и материя за образуването на нови звезди са към своя край. Съществуващите звезди са все още доста млади. Както в историята със Слънцето, което може да се превърне в червен гигант след 6-7 милиарда години, нашите потомци ще наблюдават трансформацията на други звезди и цялата галактика като цяло в червената последователност.
Нашата галактика също може да престане да съществува в резултат на друг вселенски катаклизъм. Темите на изследванията през последните години са насочени към предстоящата среща на Млечния път с най-близкия ни съсед, галактиката Андромеда. Вероятно Млечният път след среща с галактиката Андромеда ще се разпадне на няколко малки галактики. Във всеки случай това ще е причината за появата на нови звезди и реконструкцията на най-близкото до нас пространство. Остава само да гадаем каква е съдбата на Вселената и нашата галактика в далечното бъдеще.
Астрофизични параметри на Млечния път
За да си представите как изглежда Млечният път в мащаба на космоса, достатъчно е да погледнете самата Вселена и да сравните отделните й части. Нашата галактика е част от подгрупа, която от своя страна е част от Местната група, по-голямо образувание. Тук нашият космически метрополис е в съседство с галактиките Андромеда и Триъгълник. Около триединството има повече от 40 малки галактики. Местната група вече е част от още по-голяма формация и е част от суперклъстера Дева. Някои твърдят, че това са само груби предположения за това къде се намира нашата галактика. Мащабът на образуванията е толкова огромен, че е почти невъзможно да си представим всичко това. Днес ние знаем разстоянието до най-близките съседни галактики. Други обекти от дълбокото небе не се виждат. Само теоретично и математически тяхното съществуване е допустимо.
Местоположението на галактиката стана известно само благодарение на приблизителните изчисления, които определиха разстоянието до най-близките съседи. Спътниците на Млечния път са галактики джуджета - Малък и Голям Магеланов облак. Общо, според учените, има до 14 сателитни галактики, които съставляват ескорта на универсалната колесница, наречена Млечен път.
Що се отнася до наблюдавания свят, днес има достатъчно информация за това как изглежда нашата галактика. Съществуващият модел, а с него и картата на Млечния път, е съставен на базата на математически изчисления, получени от астрофизични наблюдения. Всяко космическо тяло или фрагмент от галактиката заема своето място. Това е като Вселената, само че в по-малък мащаб. Интересни са астрофизичните параметри на нашия космически мегаполис, при това впечатляващи.
Нашата галактика е спираловидна с лента, която на звездните карти се обозначава с индекса SBbc. Диаметърът на галактическия диск на Млечния път е около 50-90 хиляди светлинни години или 30 хиляди парсека. За сравнение, радиусът на галактиката Андромеда е 110 хиляди светлинни години в мащаба на Вселената. Човек може само да си представи колко по-голям е нашият съсед Млечният път. Размерите на най-близките до Млечния път галактики джуджета са десет пъти по-малки от параметрите на нашата галактика. Магелановите облаци имат диаметър само 7-10 хиляди светлинни години. В този огромен звезден цикъл има около 200-400 милиарда звезди. Тези звезди са събрани в купове и мъглявини. Значителна част от него са ръкавите на Млечния път, в един от които се намира нашата Слънчева система.
Всичко останало е тъмна материя, облаци от космически газ и мехурчета, които изпълват междузвездното пространство. Колкото по-близо до центъра на галактиката, толкова повече звезди, толкова по-тясно пространство става. Нашето Слънце се намира в област на космоса, състояща се от по-малки космически обекти, разположени на значително разстояние един от друг.
Масата на Млечния път е 6x1042 kg, което е трилиони пъти масата на нашето Слънце. Почти всички звезди, обитаващи нашата звездна страна, са разположени в равнината на един диск, чиято дебелина според различни оценки е 1000 светлинни години. Не е възможно да се знае точната маса на нашата галактика, тъй като по-голямата част от видимия спектър от звезди е скрит от нас от ръкавите на Млечния път. В допълнение, масата на тъмната материя, която заема огромни междузвездни пространства, е неизвестна.
Разстоянието от Слънцето до центъра на нашата галактика е 27 хиляди светлинни години. Намирайки се в относителната периферия, Слънцето бързо се движи около центъра на галактиката, като прави пълна революция за 240 милиона години.
Центърът на галактиката е с диаметър 1000 парсека и се състои от ядро с интересна последователност. Центърът на ядрото има формата на издутина, в която са концентрирани най-големите звезди и клъстер от горещи газове. Именно този регион освобождава огромно количество енергия, което като цяло е повече от това, което излъчват милиардите звезди, съставляващи галактиката. Тази част от ядрото е най-активната и най-ярката част от галактиката. По ръбовете на ядрото има джъмпер, който е началото на ръкавите на нашата галактика. Такъв мост възниква в резултат на колосалната сила на гравитацията, причинена от бързото въртене на самата галактика.
Като се има предвид централната част на галактиката, следният факт изглежда парадоксален. Учените дълго време не можеха да разберат какво е в центъра на Млечния път. Оказва се, че в самия център на звездна страна, наречена Млечен път, се е установила свръхмасивна черна дупка, чийто диаметър е около 140 км. Именно там отива по-голямата част от енергията, освободена от ядрото на галактиката, именно в тази бездънна бездна се разтварят и умират звездите. Наличието на черна дупка в центъра на Млечния път показва, че всички процеси на формиране във Вселената трябва един ден да приключат. Материята ще се превърне в антиматерия и всичко ще се повтори отново. Как ще се държи това чудовище след милиони и милиарди години, черната бездна мълчи, което показва, че процесите на усвояване на материята само набират скорост.
Два основни ръкава на галактиката се простират от центъра - Щитът на Кентавъра и Персей. Тези структурни образувания са кръстени на съзвездията, разположени в небето. В допълнение към основните ръкави, галактиката е заобиколена от още 5 малки ръкава.
Близко и далечно бъдеще
Рамените, родени от ядрото на Млечния път, се извиват спираловидно навън, изпълвайки космическото пространство със звезди и космически материал. Тук е подходяща аналогия с космическите тела, които се въртят около Слънцето в нашата звездна система. Огромна маса от големи и малки звезди, купове и мъглявини, космически обекти с различни размери и естество се въртят на гигантска въртележка. Всички те създават прекрасна картина на звездното небе, което човек гледа повече от хиляда години. Когато изучавате нашата галактика, трябва да знаете, че звездите в галактиката живеят според собствените си закони, като днес са в един от ръкавите на галактиката, утре ще започнат пътуването си в другата посока, напускайки единия ръкав и летейки в друг .
Земята в галактиката Млечен път далеч не е единствената планета, подходяща за живот. Това е само частица прах с размерите на атом, която е била изгубена в необятния звезден свят на нашата галактика. В галактиката може да има огромен брой такива планети, подобни на Земята. Достатъчно е да си представим броя на звездите, които по някакъв начин имат свои собствени звездни планетарни системи. Друг живот може да е далеч, на самия край на галактиката, на десетки хиляди светлинни години, или, обратно, да присъства в съседни региони, които са скрити от нас от ръкавите на Млечния път.
Млечният път е нашата родна галактика, семейство от 100 милиарда звезди. Тяхната светлина образува бледа пътека в нощното небе; различните му части се виждат навсякъде по Земята. Нашата Галактика има спирални ръкави, звезди, газ и прах. Възможно е в центъра му да има гигантска черна дупка. Дискът на Галактиката е заобиколен от огромен облак - ореол - от невидима материя.
Какво всъщност представлява Млечният път? Има 100 милиарда звезди, подредени в тънък диск със спираловидни рамена. Тъй като живеем в Галактиката, нейната форма е трудно да си представим директно. Когато наблюдаваме Млечния път от десния борд, ние гледаме в посока, която лежи в равнината на диска.
Как да видите Млечния път е възпрепятстван от гага и хленчене. Те са прозрачни за радиовълните и радиоастрономите са установили, че Галактиката е голяма спирала, а Слънцето също се намира на разстояние 25 000 светлинни години от центъра. Диаметърът на основната част на диска, състоящ се от звезди, достига 100 000 снежни години, но дебелината му е много по-малка. В частта, където се намира Слънцето, то не надвишава няколкостотин снежни години.
В центъра на вътрешната част на диска има удебеляване, сфера от звезди с дебелина около 3000 светлинни години. В този регион звездите са опаковани много по-плътно, отколкото в диска. Спиралният диск, заедно с централното си удебеляване, се намира вътре в огромен ореол - облак от материя, който се простира на 150 000 светлинни години от центъра.
Вътре в диска
Дискът на Галактиката прилича на тънка палачинка. Има четири спираловидни клона - ръкави, съдържащи газ, прах и млади звезди. Нашето Слънце е в ръкава на Орион, който е клонът, който включва мъглявината Орион и мъглявината Северна Америка. Между Слънцето и централното удебеление е ръкавът на Стрелец - Карина, дълъг около 75 000 светлинни години.
Галактиката се върти. Вътрешните части преминават през орбитите си много по-бързо от външните. Същият модел се наблюдава в Слънчевата система, където Меркурий обикаля около Слънцето за 88 дни, а Плутон за 243 години. Галактическото пътуване на нашето Слънце отнема около 200 милиона години. Възрастта на Слънцето е около 25 галактически години, тъй като успя да обиколи Галактиката 25 пъти.
Тъй като областите, които са по-близо до центъра на Галактиката, се въртят по орбитите си по-бързо, възниква въпросът защо спиралните ръкави не са се увили стотици пъти един над друг в този космически водовъртеж. Отговорът е: спиралните разклонения са "вълни на плътност", задръствания по космическата магистрала, където задръстванията винаги се образуват на едни и същи места, въпреки че всяка "кола" (всяка звезда в Млечния път) в крайна сметка преминава.
Когато звезди и газ, в своето орбитално движение около Галактиката, се доближат до спиралния ръкав, те се блъскат в бавно движещия се материал на ръкава. В такива зони на взаимодействие могат да се раждат нови звезди. Докато газът и прахът се струпват в плътна формация, компресираните облаци се свиват под силата на гравитацията и създават нови звезди. При наблюдение на други спирални галактики могат да се видят млади звезди и ярки излъчващи мъглявини в техните спирални ръкави. В тези рамена има отворени клъстери, цели семейства от най-младите звезди.
Звезди бегълци
Повечето звезди в близост до Слънцето се движат по галактически орбити със скорости от 30 до 50 км в секунда, но има някои звезди, които пътуват повече от два пъти по-бързо. Орбитите на тези бързи звезди пресичат диска на Галактиката през цялото време. Навън, в галактическия ореол, звездите имат много високи скорости.
невидима галактика
Познавайки орбиталните скорости на звездите и газа, астрономите изчисляват количеството материя вътре в Галактиката. Колкото по-бързо една звезда се движи в орбита с даден радиус, толкова по-масивна трябва да бъде нейната галактика. По абсолютно същия начин се намира масата на Слънцето, като се използва връзката между орбиталната скорост на планетата, радиуса на нейната орбита и масата на Слънцето.
Скоростта на Слънцето и разстоянието му от центъра на Галактиката показват, че масата на Галактиката, съдържаща се в орбитата на Слънцето, е около 100 милиарда слънчеви маси. Това приблизително съвпада с масата на видимите звезди и газ.
Звездите извън слънчевата орбита обаче ни казват нещо съвсем различно. Вместо да се забавят, докато се отдалечавате от центъра (както се случва с планетите и слънчевата система), скоростите на звездите остават повече или по-малко постоянни. Това може да се случи само когато звездите са привлечени от много по-силни гравитационни сили, създадени от гигантско количество невидима материя. Куповете в галактическия ореол се движат така, сякаш са привлечени от фактор 10 голямо количествовещества от това, което виждаме.
Млечният път има придружаваща галактика в дъното, Големия и Малкия Магеланов облак. Орбитата на един от тях показва, че масата, съдържаща се в ореола, е 5 до 10 пъти масата, която наблюдаваме в диска.
Невидима субстанция в ореола
По-голямата част от материята в галактическия ореол е невидима и следователно не може да се съдържа в обикновените звезди. Той също не е газ, тъй като би бил открит от радиотелескопи или ултравиолетови телескопи. Светлината от далечни галактики преминава през ореола към нас, така че допълнителната маса не може да бъде прах. Скритата от нас тъмна материя може да се състои от мистериозни атомни или ядрени частици, които все още не са открити на Земята. От друга страна, безброй студени "планети" или черни дупки могат да образуват скритата маса. Както и да е, сега девет десети от галактиката Млечен път е невидима. В бъдеще ще видим, че този проблем със скритата маса се простира до други галактики и дори до цялата Вселена.
Център
Центърът на галактиката Млечен път се намира в посока на съзвездието Стрелец. Центърът не може да се види в оптични телескопи, тъй като е засенчен от огромни натрупвания на нили. Те обаче са пропускливи за радиовълни и инфрачервено лъчение, които ни предоставят информация за центъра на Галактиката.
В рамките на 1000 светлинни години от центъра, звездите са много плътно опаковани. Ако попаднете на която и да е планета в тази претъпкана зона, ще видите милион много ярки звезди в нощното небе, така че тъмнината никога няма да настъпи. Най-близките звезди биха били само на няколко светлинни дни.
Нещо голямо се случва в сърцето на Млечния път. Централната област е мощен източник на радиовълни, инфрачервени и рентгенови лъчи. Мощното инфрачервено лъчение идва от регион с диаметър само 20 светлинни години. Радиокартите на тази област показват облаци от газ, които се втурват към центъра. Накъсан пръстен от газ се върти около центъра; горещ газ, излизащ от вътрешния му ръб, пада в центъра.
централно чудовище
В самото сърце на Млечния път се намира мистериозен източник на колосална енергия. Сияещ като сто милиона слънца, той е толкова малък по размер, че може да се побере изцяло в орбитата на Юпитер. Масата му е около милион пъти по-голяма от тази на Слънцето. Почти сигурно там има черна дупка, която лакомо поглъща междузвезден газ и прах и извлича прясна храна от накъсания газов пръстен. Попадайки в черна дупка, този газ се нагрява и отделя енергия, която ние наблюдаваме.
Не всички астрономи са съгласни с хипотезата, че енергията се генерира от черна дупка. Според тях освобождаването на такава енергия може да бъде резултат от мощна експлозия на звездни раждания.
Нашите съседи, Магелановите облаци
Две галактики, които са спътници на Млечния път, Големият и Малкият Магеланов облак, са открити през 16 век. Португалски навигатори, докато плават до бреговете на Южна Африка. Впоследствие те са кръстени на Фердинанд Магелан (1480-1521), ръководител на първото околосветско пътешествие (1519-1522). Магелановите облаци се виждат в южното полукълбо. Големият облак е на 165 000 светлинни години от нас, докато Малкият облак е на 200 000 светлинни години.
Големият облак има централна лента от звезди, но няма спирална структура. Това е галактика със среден размер - съдържа около 20 милиарда звезди. Тя е 10 пъти по-близо до нас от най-близката голяма галактика. Тъй като отделни звезди могат да се видят в Големия облак, астрономите често наблюдават тази галактика, опитвайки се да я изучават житейски пътобикновени звезди. В Големия облак се намира гигантска лъчиста мъглявина - Тарантула. Това е гигантски облак от свръхгигантски звезди и газ. Тук има голяма "фабрика за звезди". През 1987 г. именно в този регион се случи известната експлозия на свръхнова.
Галактически канибализъм
И двата Магеланови облака се движат в орбити около нашата Галактика. Тъй като са толкова далеч от нас, движението им по небето е почти незабележимо. Но през 1993 г. астрономите все пак успяха да измерят това движение, като сравниха снимки, направени с интервал от 17 години. Звездите на Големия облак се преместиха достатъчно за това време, за да открият това движение. Знаейки скоростта му, астрономите изчислиха орбитата на Големия облак. По този начин те се натъкнаха на две големи изненади.
Първо, скоростта беше по-голяма от очакваната. Това може да се обясни само като се приеме, че Млечният път е дори по-голям, отколкото се смяташе досега. Очевидно невидимият масивен ореол е около 10 пъти по-голям от спиралния диск на Галактиката. Пътуването в орбита около Млечния път отнема на Големия облак около 2,5 милиарда години.
Второ, орбитата минава много близо до масивния ореол. В резултат на това всеки път, когато Големият облак се приближи достатъчно, гравитационните сили го разкъсват на парчета. Гигантска опашка от отломки, състояща се от звездни купове и водород, се изсмуква. В резултат на това дълга тънка дъга от материя се отдели от Големия облак, който в момента пада върху Млечния път. Същата съдба е и с Малкия облак. Сателитните галактики, като гигантски галактически мащабни комети, оставят след себе си опашки от отломки. Според астрономите през следващите 10 милиарда години Млечният път ще извърши акт на галактически канибализъм, като напълно ще погълне цялата материя на Магелановите облаци.
Път към Вселената
Всички звезди в Големия магеланов облак са повече или по-малко на едно и също разстояние от нас. Това е горе-долу същото като да кажете: „Всички нюйоркчани са на еднакво разстояние от Лондон“. Това означава, че разликите в величините на отделните звезди в Магелановия облак се дължат изцяло на разликата в тяхната възраст и химичен състав. Когато наблюдаваме звездите на нашата галактика, трябва да вземем предвид, че разстоянията до тях са напълно различни и точното определяне на тези разстояния е трудна задача. Сравнявайки звездите на Магелановите облаци помежду си, можете да сте сигурни, че разликата в разстоянията почти няма влияние върху резултата.
Млечен път (MP)е огромна гравитационно свързана система, съдържаща най-малко 200 милиарда звезди, хиляди гигантски облаци от газ и прах, клъстери и мъглявини. Принадлежи към класа спирални галактики с прегради. MP е компресиран в равнина и в профил изглежда като "летяща чиния".
Млечният път с галактиката Андромеда (M31), галактиката Триъгълник (M33) и повече от 40 сателитни галактики джуджета - неговата собствена и Андромеда - всички заедно образуват Местната група от галактики, която е част от Местния суперкуп (Свръхкуп на Дева ).
Нашата Галактика има следната структура: ядро, състоящо се от милиарди звезди, с черна дупка в центъра; диск от звезди, газ и прах с диаметър 100 000 светлинни години и дебелина 1000 светлинни години, в средната част на диска издутина с дебелина 3000 светлинни години. години; ръкави; сферичен ореол (корона), съдържащ галактики джуджета, кълбовидни звездни купове, отделни звезди, групи от звезди, прах и газ.
Централните региони на Галактиката се характеризират със силна концентрация на звезди: всеки кубичен парсек близо до центъра съдържа много хиляди от тях. Разстоянията между звездите са десетки и стотици пъти по-малки, отколкото в близост до Слънцето.
Галактиката се върти, но не равномерно с целия диск. С приближаването към центъра ъгловата скорост на въртене на звездите около центъра на Галактиката се увеличава.
В равнината на Галактиката, освен повишена концентрация на звезди, има и повишена концентрацияпрах и газ. Между центъра на Галактиката и спиралните ръкави (разклонения) има газов пръстен – смес от газ и прах, силно излъчваща в радио и инфрачервения диапазон. Ширината на този пръстен е около 6 хиляди светлинни години. Намира се в зоната между 10 000 и 16 000 светлинни години от центъра. Газовият пръстен съдържа милиарди слънчеви маси газ и прах и е мястото на активно звездообразуване.
Галактиката има корона, която съдържа кълбовидни купове и галактики джуджета (Големите и Малките магеланови облаци и други купове). В галактическата корона също има звезди и групи от звезди. Някои от тези групи взаимодействат с кълбовидни купове и галактики джуджета.
Галактика Самолет и Самолет слънчева системане съвпадат, а са под ъгъл една спрямо друга, а планетната система на Слънцето прави обиколка около центъра на Галактиката за около 180-220 милиона земни години - толкова продължава една галактическа година за нас.
В близост до Слънцето е възможно да се проследят участъци от два спирални ръкава, които са на около 3 хиляди светлинни години от нас. Според съзвездията, където се наблюдават тези области, те са наречени ръкав Стрелец и ръкав Персей. Слънцето се намира почти по средата между тези спирални ръкави. Но сравнително близо до нас (по галактически стандарти), в съзвездието Орион, има друг, не много ясно дефиниран ръкав - ръкавът на Орион, който се счита за издънка на един от основните спирални ръкави на Галактиката.
Скоростта на въртене на Слънцето около центъра на Галактиката почти съвпада със скоростта на компресионната вълна, която образува спиралния ръкав. Тази ситуация е нетипична за Галактиката като цяло: спиралните рамена се въртят с постоянна ъглова скорост, като спици в колела, и движението на звездите се извършва по различен модел, така че почти цялото звездно население на диска или попада вътре в спираловидни рамена или изпада от тях. Единственото място, където скоростите на звездите и спиралните ръкави съвпадат, е така нареченият коротационен кръг и именно върху него се намира Слънцето.
За Земята това обстоятелство е изключително важно, тъй като в спиралните ръкави протичат бурни процеси, които образуват мощна радиация, която е разрушителна за всички живи същества. И никаква атмосфера не можеше да го защити от това. Но нашата планета съществува на относително тихо място в Галактиката и не е била засегната от тези космически катаклизми в продължение на стотици милиони (или дори милиарди) години. Може би затова животът успя да се роди и оцелее на Земята.
Анализът на въртенето на Галактиката показа, че тя съдържа големи маси от несветеща (неизлъчваща) материя, наречена "скрита маса" или "тъмен ореол". Масата на Галактиката, като се вземе предвид тази скрита маса, се оценява на около 10 трилиона слънчеви маси. Според една хипотеза част от скритата маса може да се намира в кафяви джуджета, в газови гигантски планети, които заемат междинна позиция между звезди и планети, и в плътни и студени молекулярни облаци, които имат ниска температура и са недостъпни за обикновени наблюдения. Освен това в нашата и други галактики има много тела с размер на планета, които не са включени в нито една от околозвездните системи и следователно не се виждат в телескопи. Част от скритата маса на галактиките може да принадлежи на "угаснали" звезди. Според друга хипотеза галактическото пространство (вакуум) също допринася за количеството тъмна материя. Скритата маса не е само в нашата галактика, тя е във всички галактики.
Проблемът с тъмната материя в астрофизиката възникна, когато стана ясно, че въртенето на галактиките (включително нашия Млечен път) не може да бъде правилно описано, ако се вземе предвид само обикновената видима (светеща) материя, съдържаща се в тях. Всички звезди на Галактиката в този случай ще трябва да се разпръснат и разпръснат в необятността на Вселената. За да не се случи това (а това не се случва), е необходимо наличието на допълнителна невидима материя с голяма маса. Действието на тази невидима маса се проявява изключително в гравитационното взаимодействие с видимата материя. В същото време количеството на невидимата материя трябва да бъде около шест пъти по-голямо от количеството на видимата материя (информация за това е публикувана в научното списание Astrophysical Journal Letters). Природата на тъмната материя, както и на тъмната енергия, чието присъствие се предполага в наблюдаваната Вселена, остава неясна.
