Разбираясь в том, как и когда могли появиться галактики, звёзды и планеты, учёные приблизились к разгадке одной из главных тайн Вселенной. они утверждают, что в результате большого взрыва - а он, как мы уже знаем, произошёл 15-20 миллиардов лет назад (см. «Наука и жизнь» № ) - возник именно такой материал, из которого впоследствии смогли сформироваться небесные тела и их скопления.
Планетарная газовая туманность Кольцо в созвездии Лиры.
Крабовидная туманность в созвездии Тельца.
Большая туманность Ориона.
Звёздное скопление Плеяды в созвездии Тельца.
Туманность Андромеды - одна из ближайших соседок нашей Галактики.
Спутники нашей Галактики - галактические скопления звёзд: Малое (вверху) и Большое Магеллановы Облака.
Эллиптическая галактика в созвездии Центавра с широкой пылевой полосой. Её иногда называют Сигарой.
Одна из самых больших спиральных галактик, видимая с Земли в мощные телескопы.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наша Галактика - Млечный Путь - насчитывает миллиарды звёзд, и все они движутся вокруг её центра. В этой огромной галактической карусели крутятся не только звёзды. Там есть ещё и туманные пятна, или туманности. Невооружённым глазом их видно не так уж много. Другое дело, если рассматривать звёздное небо в бинокль или телескоп. Что за космический туман мы увидим? Далёкие маленькие группы звёзд, которые по отдельности не разглядеть, или что-то совсем-совсем другое?
Сегодня астрономы знают, что представляет собой та или иная туманность. Оказалось, что они совершенно разные. Есть туманности, состоящие из газа, их освещают звёзды. Часто они бывают круглой формы, за что получили название планетарные. Многие из этих туманностей образовались в результате эволюции состарившихся массивных звёзд. Пример «туманного остатка» сверхновой звезды (о том, что это такое, мы ещё расскажем) - Крабовидная туманность в созвездии Тельца. Эта туманность, похожая на краба, довольно молодая. Точно известно, что родилась она в 1054 году. Есть туманности и значительно старше, их возраст насчитывает десятки и сотни тысяч лет.
Планетарные туманности и остатки когда-то вспыхнувших сверхновых звёзд можно было бы назвать туманностями-памятниками. Но известны и другие туманности, в них звёзды не гаснут, а, наоборот, рождаются и подрастают. Такова, например, туманность, которая видна в созвездии Ориона, называется она Большая туманность Ориона.
Совсем непохожими на них оказались туманности, представляющие собой скопления звёзд. Невооружённым глазом в созвездии Тельца хорошо видно скопление Плеяды. Глядя на него, трудно представить, что это не облако газа, а сотни и тысячи звёзд. Существуют и более «богатые» скопления из сотен тысяч, а то и миллионов звёзд! Такие звёздные «клубки» называют шаровыми звёздными скоплениями. Целая свита из таких «клубков» окружает Млечный Путь.
Большинство видимых с Земли звёздных скоплений и туманностей хоть и находятся от нас на очень больших расстояниях, но всё-таки принадлежат нашей Галактике. Между тем есть совсем далёкие туманные пятна, которые оказались не звёздными скоплениями, не туманностями, а целыми галактиками!
Самая известная наша галактическая соседка - туманность Андромеды в созвездии Андромеды. Если смотреть невооружённым глазом, она выглядит как туманное пятно. А на фотографиях, сделанных с помощью больших телескопов, туманность Андромеды предстаёт прекрасной галактикой. В телескоп мы видим не только множество составляющих её звёзд, но и выходящие из центра звёздные ветви, которые называют «спиралями» или «рукавами». По своим размерам наша соседка даже больше Млечного Пути, её диаметр составляет около 130 тысяч световых лет.
Туманность Андромеды - самая близкая к нам и самая большая из известных спиральная галактика. Луч света идёт от неё до Земли «всего-то» около двух миллионов световых лет. Так что, если бы мы захотели поприветствовать «андромедян», сигналя им ярким прожектором, они узнали бы о наших стараниях почти через два миллиона лет! А ответ от них пришёл бы к нам ещё через такое же время, то есть туда-обратно - приблизительно четыре миллиона лет. Этот пример помогает представить, как далека туманность Андромеды от нашей планеты.
На фотографиях туманности Андромеды хорошо видны не только сама галактика, но и некоторые её спутники. Конечно, спутники галактики совсем не такие, как, например, планеты - спутники Солнца или Луна - спутник Земли. Спутники галактик - это тоже галактики, только «маленькие», состоящие из миллионов звёзд.
Есть спутники и у нашей Галактики. Их несколько десятков, причём два из них видны невооружённым глазом на небе Южного полушария Земли. Европейцы впервые увидели их во время кругосветного путешествия Магеллана. Они подумали, что это какие-то облака, и назвали их Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако.
Спутники нашей Галактики, конечно, находятся ближе к Земле, чем туманность Андромеды. Свет от Большого Магелланова Облака долетает до нас всего за 170 тысяч лет. До последнего времени эту галактику считали самым близким спутником Млечного Пути. Но недавно астрономы открыли спутники и поближе, правда, они значительно меньше, чем Магеллановы Облака, и невооружённым глазом не видны.
Рассматривая «портреты» некоторых галактик, астрономы обнаружили, что среди них есть непохожие на Млечный Путь по строению и форме. Таких галактик тоже много - это и галактики-красавицы, и галактики совершенно бесформенные, похожие, например, на Магеллановы Облака.
Не прошло и ста лет с тех пор, как астрономы сделали удивительное открытие: далёкие галактики разбегаются одна от другой во все стороны. Чтобы понять, как это происходит, можно воспользоваться воздушным шариком и проделать с ним самый простой эксперимент.
Нарисуйте на шарике чернилами, фломастером или краской маленькие кружочки или закорючки, изображающие галактики. Когда вы начнёте надувать шарик, нарисованные «галактики» будут расходиться всё дальше и дальше одна от другой. Так происходит и во Вселенной.
Галактики мчатся, в них рождаются, живут и умирают звёзды. И не только звёзды, но и планеты, потому что во Вселенной наверняка есть множество звёздных систем, похожих и непохожих на нашу Солнечную систему, родившуюся в нашей Галактике. В последнее время астрономы уже открыли около 300 планет, движущихся вокруг других звёзд.
Не смотря на гигантское расстояния до (составляющее 2,54 млн св. лет) она всё же имеет видимую звёздную величину 3,44 и линейный размер 3,167×1° на звёздном небе, что позволяет наблюдать её невооружённым глазом на небе как немного продолговатое пятнышко. Это достигается тем что Андромеда содержит около триллиона звёзд (превосходя тем самым размеры по крайней мере в 2,5 раза и являясь крупнейшей галактикой Местной группы). Однако не смотря на огромное число звёзд в ней, она всё ещё уступает по своей яркости примерно 150 звёздам в обоих полушариях звёздного неба.
Наблюдение
Галактика Андромеды находится в одноимённом созвездии, но её поиск лучше всего начинать от более легко находимой и двигаться через созвездия или .
Созвездие Пегаса: в данном случае на продолжении созвездия Пегаса нам необходимо будет найти Альферац (ярчайшую звезду созвездия Андромеды) от которой необходимо двигаться к Мираху, от которого мы поворачиваем на 90° и ищем две другие яркие звезды этого созвездия. Чуть далее второй из этих звёзд будет находиться Андромеда.
Созвездие Кассиопеи: другой способ нахождения Андромеды также начинается от Полярной звезды, но в данном случае нам следует найти созвездие Кассиопеи, выглядящее на небе как буква M или W в зависимости от текущего его положения. На продолжении линии Полярная звезда-Шедар (2-й звезды справа этого созвездия) чуть далее половины дистанции между ними будет находиться галактика Андромеды.
История наблюдений
Так как эта галактика видна невооружённым глазом, первые упоминания о ней датируются 946 годом н.э. Но до появления современных многометровых телескопов различить отдельные звёзды в ней было невозможно, так что истинная природа этого объекта скрывалась от наблюдателей под личиной маленькой туманности в нашей галактике. Первые признаки её внегалактического происхождения были получены посредством спектрального анализа, сделанного в 1912 году (оказалось, что она движется в нашу сторону со скоростью в 300 км/с) и зарегистрированного в 1917 году взрыва сверхновой (который дал первое приближённое значение дистанции до неё – 500 тыс. св. лет). Однако окончательную точку в спорах учёных удалось поставить только Эдвину Хабблу.
Галактика – это огромная вращающаяся звездная система. Кроме нашей Галактики, существует великое множество других, разнообразных как по внешнему виду, так и по физическим характеристикам.
Галактики большого размера обычно отделены друг от друга в пространстве расстояниями в несколько мегапарсек. Парсе́к (русское сокращение: пк; международное сокращение: pc) - распространённая в астрономии внесистемная единица измерения расстояний. 1пк=3,2616 светового года . Небольшие галактики часто находятся вблизи галактик-гигантов и являются их спутниками. На этой картинке показана спиральная галактика NGC 4414 из созвездия Волосы Вероники диаметром около 17 000 парсек, находящаяся на расстоянии примерно в 20 мегапарсек от Земли.
Можно ли увидеть другие галактики невооруженным глазом?
Да, можно. Но только ближайшие к нам. Таковыми являются три галактики: Большое и Малое Магеллановы Облака и Туманность Андромеды. С большим затруднением можно увидеть галактику Треугольника и галактику Боде. Другие галактики можно увидеть в телескоп как туманные пятна различной формы – это чрезвычайно далекие объекты. Даже расстояние до ближайших из них принято измерять в мегапарсеках.
Сколько всего галактик?
Точное количество назвать невозможно. Но изображения далёкого космоса, полученные в начале 1990-х годов на космическом телескопе «Хаббл», показывают с очевидностью, что в нашей Вселенной существуют сотни миллиардов галактик . Есть галактики с собственными именами, например, уже приведенные в этой статье названия галактик, а также галактики Веретено, Головастик, Антенны, Мыши, Подсолнух, Сигара, Фейерверк, Скульптор, Спящая Красавица и др. Некоторые галактики обозначены только буквами и цифрами: галактика М82, галактика М102, галактика NGC 3314A и др.
Как сказано выше, галактики бывают разнообразными по форме: среди них можно выделить сфероподобные эллиптические галактики, дисковые спиральные галактики, галактики с перемычкой (баром), карликовые, неправильные и т. д. Их масса варьируется от 107 до 1012 масс Солнца. Сравним: масса нашей галактики Млечный Путь равна 2 1011 масс Солнца. Диаметр галактик тоже разнообразен: от 16 до 800 тысяч световых лет. Сравним: диаметр нашей галактики около 100 000 световых лет.
Строение галактик
Мы уже знаем, что галактика – это гигантская гравитационно-связанная система из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли и тёмной материи. Знаем также, что темная материя недоступна для прямых наблюдений современными средствами астрономии, т.к. не испускает электромагнитного или нейтринного излучения для наблюдений интенсивности и не поглощает их. Поэтому она является одной из нерешённых проблем строения галактик. Она может составлять до 90 % от общей массы галактики, а может и полностью отсутствовать, как в некоторых карликовых галактиках.
В пространстве галактики распределены неравномерно: в одной области может находиться целая группа близких галактик, но можно не обнаружить ни одной, даже самой маленькой галактики (так называемые войды).
Классификация галактик
В настоящее время используется введенная Хабблом классификация. Она основана на внешнем виде галактик и делит их на три класса: эллиптические, спиральные и неправильные
. Частично эта классификация включает и физические различия.
Эллиптические (тип Е)
имеют форму эллипсоида. Пространственная плотность звезд в них равномерно уменьшается от центра к периферии. Большинство из них почти лишено межзвездного газа, поэтому там не происходит формирование молодых звезд, они состоят из старых звезд типа Солнца. Вращение их происходит с небольшой скоростью (менее 100 км/сек.). Но именно среди эллиптических встречаются наиболее массивные галактики.
Спиральные (тип S) состоят как бы из двух подсистем: сферической и дисковой. Первая напоминает эллиптическую галактику, дисковая сильно сжата и содержит, кроме старых, молодые звезды и межзвездные газ и пыль. Звезды диска и облака газа вращаются вокруг центра галактики со скоростью 150-300 км/сек. Более плотные облака газа и молодые звезды сосредоточены в спиральных рукавах, которые выходят или из ядра, или из концов светлой перемычки (бара), пересекающей ядро. Такова наша галактика Млечный Путь. К спиральным относится также галактика Туманность Андромеды.
Неправильные (тип Ir)
имеют относительно небольшую массу и размер, характеризуются клочковатой структурой – это связано с наличием нескольких очагов звездообразования. К такому типу галактик относятся Магеллановы облака.
Существуют еще промежуточные типы галактик
: линзовидные, карликовые, компактные, радиогалактики (с интенсивным радиоизлучением), сейфертовские (спиральные, в ядрах которых наблюдаются активные процессы).
Большие галактики встречаются парами или группами: например, Местная группа галактик
. Бывают взаимодействующие
галактики, которые открыл астроном Б.А. Воронцов-Вельяминов – тесные группы, в которых галактики почти соприкасаются друг с другом или даже проникают друг в друга. Форма таких галактик сильно искажается.
Скопления галактик
(объединения в несколько сотен галактик) имеют обычно сферическую или эллипсоидальную форму. Ближайшее к нам скопление галактик находится в созвездии Девы, оно является центром Местного сверхскопления галактик – системы, объединяющей несколько скоплений галактик, в том числе и Местную группу. Сверхскопления
(тысячи галактик) обычно имеют плоскую или сигарообразную форму. Как установили астрономы, галактики разбегаются, т.е. расстояния между скоплениями и сверхскоплениями постоянно увеличиваются. Это связано с расширением Вселенной.
Наша Галактика является одной из галактик Местной группы, доминируя в ней вместе с Андромедой. В Местной группе поперечником около 1 мегапарсека находятся более 40 галактик. Сама Местная группа является частью сверхскопления Девы, главную роль в котором играет скопление Девы, в которое наша Галактика не входит.
В столице продолжаются мероприятия, приуроченные к 55-й годовщине первого полета человека в космос. 18 мая открывается выставка "Русский космос". Специально к этому событию мы собрали некоторые интересные факты о Вселенной. Эти, казалось бы, самые обычные вопросы часто задают даже дети. А вот самих взрослых они порой ставят в тупик. Какая температура в космосе, можно ли услышать звук планет и сколько звезд во Вселенной – читайте в нашем материале.
С Земли можно увидеть галактики невооруженным глазом
С Земли невооруженным глазом мы можем увидеть целых четыре галактики: в Северном полушарии видны наш Млечный Путь и Андромеда (М31), а в Южном – Большое и Малое Магеллановы Облака.
Галактика Андромеды – самая крупная из ближайших к нам. А вот если вооружиться достаточно большим телескопом, можно увидеть еще много тысяч галактик. Они будут видны как туманные пятна различной формы.
Солнечной системе почти 4,5 миллиарда лет
Глядя на ночное небо, мы смотрим в прошлое
Когда мы смотрим в ночное небо и видим привычные нам звезды, мы действительно заглядываем в прошлое.
Это происходит оттого, что на самом деле мы видим свет, посланный очень далеким объектом много лет назад. Все звезды, которые мы видим с Земли, находятся на расстоянии многих световых лет от нас. И чем звезда дальше, тем дольше добирается до нас ее свет.
Например, галактика Андромеды находится в 2,3 миллиона световых лет от нас. То есть ровно столько идет до нас ее свет. Галактику мы видим такой, какой она на самом деле была 2,3 миллиона лет назад. А наше Солнце мы видим с опозданием в восемь минут.
Солнце вращается вокруг своей оси неравномерно. На экваторе – за 25,05 земных дня, у полюсов – за 34,3 дня
В космосе не абсолютная тишина
Наши уши воспринимают колебания воздуха, а в космосе из-за безвоздушной среды мы действительно не сможем услышать никаких звуков.
Но это не значит, что их там нет. На самом деле даже разреженный газ или вакуум может проводить неслышный для нашего уха звук очень большой длинной волны. Его источником могут стать столкновения газопылевых облаков или вспышки сверхновых.
Слышать такие электромагнитные волны мы, конечно, не можем. А вот у некоторых космических кораблей есть инструменты, способные захватывать радиоизлучение, а ученые, в свою очередь, могут преобразовать его в звуковые волны. Например, мы можем послушать "голос" гиганта Юпитера, сделанный космический аппаратом Кассини в 2001 году.
Какая температура в космосе
На самом деле наше обычное представление о температуре к космическому пространству не совсем применимо. Температура – это состояние вещества, а его в открытом космосе, как известно, практически нет.
Но все же космическое пространство не безжизненно. Оно буквально пронизано излучением от самых разных источников – столкновения газопылевых облаков или вспышки сверхновых и многого другого.
Считается, что температура в открытом космосе стремится к абсолютному нулю (минимальному пределу, которое может иметь физическое тело во Вселенной). Абсолютный нуль температуры является началом отсчета шкалы Кельвина или минус 273,15 градуса по Цельсию.
Важную роль в формировании температуры космоса играют планеты и их спутники, астероиды, метеориты и кометы, космическая пыль и многое другое. Из-за этого температура может колебаться. Кроме того, вакуум – это отличный теплоизолятор, что-то вроде огромного термоса. А из-за того, что в космосе отсутствует атмосфера, предметы в нем нагреваются очень быстро.
Например, температура тела, помещенного в космосе вблизи Земли и находящегося под лучами Солнца, может повыситься до 473 градусов Кельвина, или почти 200 по Цельсию. То есть космос может быть и горячим, и холодным, смотря в какой его точке измерять.
Луна каждый год удаляется от нашей планеты примерно на четыре сантиметра
Космос не черный
Хотя все мы видим черное ночное небо, а голубой цвет днем – это из-за атмосферы нашей планеты. Казалось бы, все просто: космос черный, потому что там темно. Но как же звезды? Ведь на самом деле их так много, что космос должен быть пронизан их светом.
С Земли мы не видим звезд повсюду, потому что свет многих из них просто не может до нас добраться. Кроме того, наша Солнечная система находится в относительно тихом, довольно скучном и темном месте галактики. И звезды здесь разбросаны очень далеко друг от друга. Ближайшая к нашей планете – Проксима Центавра находится аж в 4,22 световых года от Земли. Это в 270 тысяч раз дальше Солнца.
На самом деле если рассмотреть космос во всем диапазоне электромагнитных излучений, то он ярко излучает в основном радиоволны от разных астрономических объектов. Если бы наши глаза могли их видеть, то мы жили бы в значительно более яркой Вселенной. Но сейчас нам кажется, что мы обитаем в полной темноте.
Солнце составляет 99,86 процента всей массы Солнечной системы
Самая большая звезда во Вселенной
Конечно, речь идет о самой большой известной нам звезде. По оценкам ученых, Вселенная содержит более 100 миллиардов галактик, каждая из которых, в свою очередь, содержит от нескольких миллионов до сотен миллиардов звезд. Нетрудно догадаться, что в них могут существовать такие гиганты, о которых мы даже не подозреваем.
Оказалось, что вопрос, какая звезда самая большая, неоднозначен даже для самих ученых. Поэтому расскажем о трех известных на данный момент гигантах. Довольно долго самой большой звездой считалась VY в созвездии Большого Пса. Ее радиус – от 1300 до 1540 радиусов Солнца, а диаметр – около двух миллиардов километров. Для сравнения, диаметр Солнца – 1,392 миллиона километров. Если представить наше светило как шар в один сантиметр, то диаметр VY составит 21 метр.
Самая массивная из известных звезд – R136a1 в Большом Магеллановом Облаке. Это трудно представить, но звезда весит как 256 Солнц. Она же самая яркая из всех. Этот голубой гипергигант светит ярче нашей звезды в десять миллионов раз. А вот по своим размерам R136a1 далеко не самая крупная. Несмотря на впечатляющую яркость, увидеть ее с Земли невооруженным глазом не получится, потому что она находится в 165 тысячах световых лет от нас.
В настоящее время лидер списка огромности – красный гипергигант NML Лебедя. Радиус этой звезды ученые оценивают в 1650 радиусов нашего светила. Чтобы лучше себе представить этого сверхгиганта, поместим звезду в центр нашей Солнечной системы вместо Солнца. Она займет собой все космическое пространство до орбиты Юпитера.
На орбите Земли находится "свалка" из отходов развития космонавтики. Вокруг нашей планеты обращаются более 370 тысяч объектов весом от нескольких грамм до 15 тонн
Большую часть планет Солнечной системы можно увидеть без телескопа
В подходящее для этого время с Земли мы можем наблюдать Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. Эти планеты были открыты еще во времена античности.
Далекий Уран тоже иногда различим невооруженным глазом с Земли. Но до его открытия планету принимали просто за тусклую звезду. О существовании Урана, Нептуна и Плутона из-за большой их удаленности ученые узнали только с помощью телескопа. С Земли невооруженным глазом мы не сможем увидеть только Нептун и Плутон, который, правда, больше не считается планетой.
Жизнь не только на Земле?
В Солнечной системе есть еще одно небесное тело, на котором ряд ученых все-таки допускают наличие жизни. Пусть даже в самых примитивных формах. Это спутник Сатурна Титан.
На Титане находится большое количество озер. Правда, искупаться в них не получится: в отличие от земных, они наполнены жидкими метаном и этаном.
Тем не менее Титан считается похожим на Землю в самом начале ее развития. Из-за этого некоторые ученые полагают, что в подземных водоемах спутника Сатурна могут существовать простейшие формы жизни.
- Космический мусор – вышедшие из строя космические аппараты, отработавшие ракетные и другие устройства и их обломки, которые находятся на околоземных орбитах.
- Невесомость – состояние, при котором действующие на тело гравитационные силы не вызывают взаимных давлений его частей друг на друга.
- Солнечный ветер – поток электронов и протонов с большими скоростями, постоянно испускаемых Солнцем.
- Черная дыра – область пространства, обладающая настолько мощным гравитационным полем, что покинуть ее не могут ни вещество, ни излучение. Возникают на конечной стадии эволюции некоторых сверхбольших звезд.
- Экзопланеты – планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы.
- Комета – небольшой объект, вращающийся вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите. При приближении к Солнцу образует облако или хвост из пыли и газа.
- Галактика – связанная гравитацией система из звезд и звездных скоплений, межзвездного газа, пыли и темной материи.
- Звезда – массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый силами собственной гравитации и внутренним давлением.
- Ракета – летательный аппарат, двигающийся за счет действия реактивной тяги, возникающей из-за отброса части собственной массы аппарата. Для полета не нужна воздушная или газовая среда.
- Космодром – территория с комплексом специальных сооружений и технических систем, предназначенная для запусков космических аппаратов.
- Гравитация – притяжение материальных объектов друг другом.
- Планета – небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды. Достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции.
- Астероид – относительно небольшое небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца. Значительно уступает по массе и размерам планетам, имеет неправильную форму, не имеет атмосферы.
- Световой год – расстояние, которое свет проходит в вакууме за один год.
- Вакуум – пространство, свободное от вещества.
- Туманность – облако межзвездного газа или пыли. На общем фоне неба выделяется своим излучением или поглощением излучения.
Звездное небо издревле притягивало взгляды людей. Лучшие умы всех народов пытались осмыслить наше место во Вселенной, вообразить и обосновать ее устройство. Научный прогресс позволил перейти в деле изучения бескрайних просторов космоса от романтических и религиозных построений к логически выверенным теориям, базирующимся на многочисленном фактическом материале. Теперь любой школьник имеет представление о том, как выглядит наша Галактика согласно последним исследованиям, кто, почему и когда дал ей столь поэтичное название и каково ее предполагаемое будущее.
Происхождение названия
Выражение «галактика Млечный Путь», по сути, тавтология. Galactikos в примерном переводе с древнегреческого означает «молочный». Так жители Пелопоннеса звали скопление звезд в ночном небе, приписывая его происхождение вспыльчивой Гере: богиня не пожелала кормить Геракла, внебрачного сына Зевса, и в гневе разбрызгала грудное молоко. Капли и образовали звездную дорожку, видную в ясные ночи. Спустя столетия ученые открыли, что наблюдаемые светила — лишь ничтожная часть существующих небесных тел. Пространству Вселенной, в котором находится и наша планета, они дали название Галактика или система Млечный Путь. После подтверждения предположения о существовании и других схожих формирований в космосе первый термин стал для них универсальным.
Взгляд изнутри
Научные познания о структуре части Вселенной, включающей Солнечную систему, мало что взяли у древних греков. Понимание того, как выглядит наша Галактика, прошло эволюцию от сферического мироздания Аристотеля до современных теорий, в которых есть место черным дырам и темной материи.
Тот факт, что Земля — элемент системы Млечный Путь, накладывает определенные ограничения на тех, кто пытается выяснить, какую форму имеет наша Галактика. Для однозначного ответа на этот вопрос необходим взгляд со стороны, причем на большом расстоянии от объекта наблюдения. Сейчас наука лишена такой возможности. Своеобразным заменителем стороннего наблюдателя становится сбор данных о структуре Галактики и соотнесение их с параметрами других космических систем, доступных для изучения.
Собранные сведения позволяют с уверенностью говорить, что наша Галактика имеет форму диска с утолщением (балджем) в середине и расходящимися от центра спиральными рукавами. Последние содержат наиболее яркие звезды системы. Диаметр диска составляет более 100 тысяч световых лет.
Структура
Центр Галактики скрыт межзвездной пылью, затрудняющей изучение системы. Справиться с проблемой помогают методы радиоастрономии. Волны определенной длины легко преодолевают любые препятствия и позволяют получить столь желанное изображение. Наша Галактика, по полученным данным, имеет неоднородную структуру.
Условно можно выделить два связанных друг с другом элемента: гало и собственно диск. Первая подсистема обладает следующими характеристиками:
- по форме это сфера;
- центром ее считается балдж;
- наибольшая концентрация звезд в гало характерна для его срединной части, с приближением к краям плотность сильно уменьшается;
- вращение этой зоны галактики довольно медленное;
- в гало в основном встречаются старые звезды с относительно небольшой массой;
- значительное пространство подсистемы заполнено темной материей.
Галактический диск по плотности звезд сильно превышает гало. В рукавах встречаются молодые и даже только формирующиеся
Центр и ядро
«Сердце» Млечного Пути находится в Без его изучения тяжело понять до конца, какова наша Галактика. Название «ядро» в научных трудах либо относится только к центральной области диаметром всего несколько парсек, либо включает в себя балдж и газовое кольцо, считающееся местом зарождения звезд. Далее будет использоваться первый вариант термина.
В центр Млечного Пути с трудом проникает видимый свет: он сталкивается с большим количеством космической пыли, скрывающей то, как выглядит наша Галактика. Фото и изображения, сделанные в инфракрасном диапазоне, значительно расширяют познания астрономов о ядре.
Данные об особенностях излучения в центральной части Галактики натолкнули ученых на мысль, что в сердцевине ядра находится черная дыра. Ее масса более чем в 2,5 млн раз больше массы Солнца. Вокруг этого объекта, по мнению исследователей, вращается еще одна, но менее внушительная по своим параметрам, черная дыра. Современные знания об особенностях структуры космоса позволяют предположить, что подобные объекты находятся в центральной части большинства галактик.
Свет и тьма
Совместное влияние черных дыр на движение звезд вносит свои коррективы в то, как выглядит наша Галактика: оно приводит к специфическим изменениям орбит, нехарактерным для космических тел, например, вблизи Солнечной системы. Изучение этих траекторий и соотношения скоростей движения с удаленностью от центра Галактики легло в основу активно развивающейся сейчас теории о темной материи. Природа ее пока покрыта тайной. Присутствие темной материи, предположительно составляющей подавляющую часть всего вещества во Вселенной, регистрируется лишь по воздействию гравитации как раз на орбиты.
Если рассеять всю космическую пыль, что скрывает от нас ядро, взору откроется поразительна картина. Несмотря на концентрацию темной материи, эта часть Вселенной полна света, излучаемого огромным количеством звезд. На одну единицу пространства их здесь в сотни раз больше, чем вблизи Солнца. Примерно десять миллиардов из них образуют галактический бар, также называемый перемычкой, не совсем обычной формы.
Космический орешек
Изучение центра системы в длинноволновом диапазоне позволило получить подробное инфракрасное изображение. Наша Галактика, как оказалось, в ядре имеет структуру, напоминающую арахис в скорлупе. Этот «орешек» и есть перемычка, включающая в себя более 20 млн красных гигантов (ярких, но менее горячих звезд).
От концов бара расходятся спиральные рукава Млечного Пути.
Работа, связанная с обнаружением «арахиса» в центре звездной системы, не только пролила свет на то, какая наша Галактика по структуре, но и помогла понять, как она развивалась. Изначально в пространстве космоса существовал обычный диск, в котором со временем образовалась перемычка. Под влиянием внутренних процессов бар изменил свою форму и стал походить на орех.
Наш дом на космической карте
Активное происходит как в перемычке, так и в спиральных рукавах, которыми обладает наша Галактика. Название им дали по созвездиям, где были обнаружены участки ответвлений: рукава Персея, Лебедя, Центавра, Стрельца и Ориона. Вблизи последнего (на расстоянии не менее 28 тысяч световых лет от ядра) и находится Солнечная система. Эта область обладает определенными характеристиками, по мнению специалистов, сделавшими возможным возникновение жизни на Земле.
Галактика и наша Солнечная система вместе с ней вращаются. Закономерности движения отдельных составляющих при этом не совпадают. звезд временами то входит в состав спиральных ответвлений, то отделяется от них. Лишь светила, лежащие на границе коротационной окружности, не совершают подобные «путешествия». К ним относится и Солнце, защищенное от мощных процессов, постоянно протекающих в рукавах. Даже незначительное смещение свело бы на нет все остальные преимущества для развития организмов на нашей планете.
Небо в алмазах
Солнце - лишь одно из многих подобных тел, которыми полна наша Галактика. Звезды, одиночные или сгруппированные, общим числом превышают по последним данным 400 млрд. Ближайшая к нам Проксима Центавра входит в систему из трех звезд вместе с чуть более удаленными Альфой Центавра A и Альфой Центавра B. Самая яркая точка ночного неба, Сириус A, находится в Ее светимость по разным данным превышает солнечную в 17-23 раза. Сириус также не одинок, его сопровождает спутник, носящий аналогичное название, но с маркировкой B.
Дети часто начинают знакомиться с тем, как выглядит наша Галактика, с поиска на небе Полярной звезды или Альфы Малой Медведицы. Популярностью своей она обязана положению над Северным полюсом Земли. По светимости Полярная значительно превышает Сириус (почти в две тысячи раз ярче Солнца), но она не может оспаривать права Альфы Большого Пса на звание самой яркой из-за удаленности от Земли (по оценкам от 300 до 465 световых лет).
Типы светил
Звезды отличаются не только светимостью и удаленностью от наблюдателя. Каждой приписывается определенная величина (за единицу берется соответствующий параметр Солнца), степень нагрева поверхности, цвет.
Наиболее внушительными размерами обладают сверхгиганты. Самой большой концентрацией вещества в единице объема отличаются нейтронные звезды. Цветовая характеристика неразрывно связана с температурой:
- красные самые холодные;
- нагрев поверхности до 6 000º, как у Солнца, порождает желтый оттенок;
- белые и голубые светила обладают температурой более 10 000º.
Может меняться и достигать максимума незадолго до ее коллапса. Взрывы сверхновых вносят огромный вклад в понимание, как выглядит наша Галактика. Фото этого процесса, полученные телескопами, поражают.
Собранные на их основе данные помогли восстановить процесс, приведший к вспышке, и спрогнозировать судьбу ряда космических тел.
Будущее Млечного Пути
Наша Галактика и другие галактики постоянно находятся в движении и взаимодействуют. Астрономы установили, что Млечный Путь неоднократно поглощал соседей. Подобные процессы ожидаются и в будущем. Со временем в него войдут Магелланово Облако и еще ряд карликовых систем. Самое же внушительное событие ожидается через 3-5 млрд лет. Это будет столкновение с единственным соседом, который виден с Земли невооруженным глазом. В результате Млечный Путь станет эллиптической галактикой.
Бескрайние просторы космоса поражают воображение. Обывателю трудно осознать масштабность не только Млечного Пути или всей Вселенной, но даже Земли. Однако благодаря достижениям науки мы можем представить себе хотя бы приблизительно, частью какого грандиозного мира являемся.
Загрузка...