Диаметр нашей галактики


Планета Земля, Солнечная система, миллиарды других звезд и небесных тел – все это наша галактика Млечный Путь — огромное межгалактическое образование, где все подчиняется законам гравитации. Данные о том, каковы истинные размеры галактики, являются только приблизительными. И самое интересное, что таких образований, больших или меньших, во Вселенной сотни, может быть даже тысячи.

Галактика Млечный Путь и что ее окружает

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

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


Наш межгалактический мегаполис в компании с галактиками Андромеда и Треугольник образуют Местную группу, которая соответственно уже является частью более крупного образования — Местного сверхскопления Девы.

Основные характеристики и параметры

Млечный Путь – типичная спиральная галактика класса SBbc, у которой есть перемычка. Диаметр Млечного Пути составляет 100 тыс. световых лет. В пределах этих границ пребывает от 200 до 400 миллиардов звезд различных типов, каждая из которых находится на определенной стадии своего развития. Толщина галактического диска варьируется в пределах 1000 световых лет.

Масса галактики Млечный Путь включает в себя не только массу звезд. Большая часть галактического диска — это масса темной материи и межзвездного газа. Все это вместе составляет колоссальный вес, равный 4,8·10¹¹ M☉. Другими словами, Млечный Путь в 150 млрд. раз тяжелее нашего Солнца.

Гравитационное образование вращается вокруг центра, при этом отдельные части галактики вращаются с разной скоростью.
ли в центре скорость вращения галактического диска достаточно умеренная, то на периферии этот параметр достигает значений 200-250 км/с. На одном из этих участков, ближе к центру галактического диска, расположено Солнце. Расстояние от него до центра галактики составляет 25-28 тыс. световых лет. Полный оборот вокруг центральной оси гравитационного образования Солнце и Солнечная система совершают за 225-250 млн. лет. Соответственно, за всю историю своего существования Солнечная система только 30 раз облетела вокруг центра.

Место галактики во Вселенной

Следует отметить одну примечательную особенность. Положение Солнца и соответственно, планеты Земля очень удобно. В галактическом диске постоянно происходит процесс уплотнения. Вызван этот механизм несоответствием скорости вращения спиральных ветвей и движения звезд, которые перемещаются в пределах галактического диска по своим законам. Во время уплотнения происходят бурные процессы, сопровождающиеся мощным ультрафиолетовым излучением. Солнце и Земля уютно расположились в коротационной окружности, где подобная бурная деятельность отсутствует: между двумя спиральными ветвями на границе рукавов Млечного Пути — Стрельца и Персея. Этим объясняется и то спокойствие, в котором мы пребываем столь длительное время. Уже более 4,5 млрд. лет нас не затрагивают космические катаклизмы.

Строение галактики Млечный Путь

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


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

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

Межзвездный газ также концентрируется вокруг плоскости диска, подчиняясь центробежным силам. Несмотря на постоянную скорость вращения спиральных ветвей, межзвездный газ распределен неравномерно, образуя большие и малые зоны облачности, туманности. Однако основным галактическим строительным материалом является темная материя. Ее масса преобладает над совокупной массой всех небесных тел, входящих в состав галактики Млечный Путь.


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

Перемычка — бар находится в области ядра галактики. Ее длина составляет 27 тыс. световых лет. Здесь царствуют старые звезды, красные гиганты, звездной материей которых питаются черные дыры. В этой области сконцентрирована основная часть молекулярного водорода, который выступает основным строительным материалом процесса звездообразования.

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


Теоретические модели нашей галактики

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

Уже в наше время исследования приняли другой оборот. Ученые делали ставку на сравнении движения звезд, между которыми было разное расстояние. Методом параллакса Якоб Каптейн сумел примерно определить диаметр галактики, который по его расчетам составляет 60-70 тыс. световых лет. Соответственно было определено и место Солнца. Оказалось, что оно располагается сравнительно далеко от бушующего центра галактики и на приличном удалении от периферии Млечного пути.


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

Ожидаемое будущее и прогнозы

Галактика Млечный Путь выглядит компактным и упорядоченным гравитационным образованием. В отличие от своих соседей, в нашем межгалактическом доме довольно спокойно. Черные дыры планомерно воздействуют на галактический диск, уменьшая его в размерах. Этот процесс уже длится десятки миллиардов лет и сколько еще будет продолжаться — неизвестно. Единственная угроза, которая нависает над нашей галактикой, исходит от ее ближайшей соседки. Галактика Андромеда стремительно сближается с нами. Ученые предполагают, что столкновение двух гравитационных систем может произойти через 4,5 млрд. лет.

Подобная встреча-слияние будет означать конец того мира, в которм мы привыкли жить. Млечный Путь, меньший по размерам, будет поглощен более крупным образованием. Вместо двух крупных спиральных образований во Вселенной появится новая эллиптическая галактика. До этого времени наша галактика сумеет расправиться со своими спутниками. Две карликовые галактики — Большое и Малое Магеллановы Облака — Млечный Путь поглотит через 4 млрд. лет.

Источник: MilitaryArms.ru

Млечный Путь


Наша галактика Млечный Путь, называемая также просто Галактикой, является большой спиральной галактикой с перемычкой, диаметром около 30 килопарсек (или 100 тыс.световых лет) и толщиной 1000 световых лет (до 3000 в районе балджа). Солнце с Солнечной системой находятся внутри галактического диска, наполненного пылью, поглощающей свет. Поэтому на небе мы видим полосу звёзд, но клочковатую, напоминающую сгустки молока. Из-за поглощения света Млечный Путь как галактика изучен не до конца: не построена кривая вращения, до конца не выяснен морфологический тип, неизвестно число спиралей и т. д. Галактика содержит около 3•1011 звёзд, а её общая масса составляет около 3•1012масс Солнца.

Большую роль в изучении Млечного Пути играют исследования скоплений звёзд – относительно небольших гравитационно связанных объектов, содержащих от сотен до сотен тысяч звёзд. Их гравитационная связанность, вероятно, вызвана единством происхождения. Поэтому, исходя из теории эволюции звёзд и зная расположение звёзд скопления на диаграмме Герцшпрунга – Рассела, можно рассчитать возраст скопления. Скопления делятся на рассеянные и шаровые.


  • Шаровые – старые звёздные скопления, имеющие шаровидную форму, концентрирующиеся к центру Галактики. Отдельные шаровые скопления могут иметь возраст свыше 12 млрд. лет.
  • Рассеянные – относительно молодые скопления, имеют возраст до 2 млрд. лет, в некоторых ещё идут процессы звездообразования. Самые яркие звёзды рассеянных скоплений – молодые звёзды спектральных классов B или A, а в самых молодых скоплениях ещё есть голубые сверхгиганты (класс O).

Вследствие своих небольших (относительно космологических масштабов) размеров, звёздные скопления напрямую могут наблюдаться только в Галактике и её ближайших соседях.

Ещё один тип объектов, доступный для наблюдения только в окрестностях Солнца, – двойные звёзды. Значимость двойных звёзд для исследования различных процессов, происходящих в галактике, объясняется тем, что благодаря им возможно определить массу звезды, именно в них можно изучить процессы аккреции. Новые и сверхновые типа Ia – это тоже результат взаимодействия звёзд в тесных двойных системах.

Известные данные

Диаметр нашей галактики

Начнем с массы Млечного Пути. Млечный Путь настолько массивен, что мы дадим ему свою единицу измерения массы довольно большую саму по себе: массу Солнца. Если принять во внимание все звезды, пыль, газ и огромное количество темной материи, которые в ореоле окружают нашу галактику, это составит около 3 триллионов масс Солнца, по самым последним оценкам на момент написания статьи. По предыдущим оценкам озвучивалась цифра более 1 трлн. солнечных масс. На темную материю припадает около 90% этой массы, то есть это материя, которая не поддается его гравитационной силе.


Естественно, Млечный Путь – это не только темная материя – там есть много пыли, газа и звезд, заполняющих галактическое пространство. В Млечном Пути число звезд оценивают примерно в 200…400 млрд., хотя мы можем видеть невооруженным глазом лишь около 5000…8000 этих звезд, и лишь около 2500 из них можно увидеть в конкретный момент времени с Земли.

Млечный Путь представляет собой огромной диск, диаметр которого составляет примерно 100000…120000 световых лет. Толщина его большей части составляет 1000 световых лет, но в центре он имеет шаровидную выпуклость, диаметр которой составляет 12000 световых лет. Эти пропорции можно сравнить с небольшой стопкой DVD дисков с вклеенным в средину резиновым шаром.

Строение нашей галактики 

Диаметр нашей галактики

Наша галактика (Млечный путь) представляет собой спиральный диск с четырьмя  закрученными рукавами и  с центральным шаровидным утолщением. Толщина диска около 500 св. лет  (за такой интервал времени свет пересечет  его).  Радиус  рукавов  равен примерно 50 000  св.  лет.  Центральное утолщение Млечного  пути  имеет  диаметр в 3 000 св. лет и окружено роем (иногда используют термин гало) из примерно 200 шаровых звездных скоплений.


Черная  полоса,  которую  мы  видим  ночью  вдоль Млечного  пути (и  на фотографиях  некоторых  других  галактик),  свидетельствует,  что межзвездное пространство в Галактике заполнено гигантскими газопылевыми облаками, поглощающими  видимое  излучение,  но прозрачными  для  радиоволн  и  инфракрасного излучения. Именно на основании  данных  радиоастрономии  и  спутниковых наблюдений в ИК – диапазоне была  установлена  четырехрукавная  структура  нашей  галактики  и  то,  что Солнце  располагается  на  расстоянии  25 000 св. лет от центральной части. Один оборот вокруг центра Галактики Солнце совершает примерно за 200 млн. лет, за время его существования оно около 25  раз  успело  обойти центр Млечного пути. Можно  образно  сказать, что Солнцу 25 галактических лет! 

Скорость  вращения  отдельных  звезд  определяют  по  смещению  спектральных линий (по эффекту Доплера). Для нашей Галактики величина массы составляет примерно 100 млрд. солнечных масс. Это, по порядку величины, соответствует массе видимых звезд и газопылевых облаков. В то же время  измерения  скоростей  движения  звезд,  расположенных  на  периферии Млечного  пути  и шаровых  скоплений  в  галактическом  гало,  показало,  что они движутся вокруг центра с такими скоростями, которые не соответствуют оценке  полной массы  видимого  вещества  нашей  галактики. Несоответствие устраняется в том только случае, если допустить, что существует темное вещество, скрытое от использованных методов наблюдения. Причем масса невидимого вещества на порядок величины превосходит ту массу, которая определяется  современными  методами  астрономии. Физическая  природа  темного  вещества,  которое  проявляется  только  в  гравитационном  взаимодействии, в настоящее время дискуссионная. 

В  самом  центре  нашей  галактики  зарегистрирован источник  с  экстремально большим энерговыделением. Имея сравнительно небольшие размеры (порядка  размеров Солнечной  системы),  он  обладает массой  в миллион  раз большей, чем Солнце, и  светит  в широком диапазоне излучений  в 100 млн. раз интенсивней. Первая гипотеза о природе такого источника связывала его со вспышкой звездообразования «молодых» звезд. В настоящее время более вероятной причиной считают Черную дыру, образовавшуюся в самом «сердце» Млечного пути.

Новые исследования

Диаметр нашей галактики

В связи с новыми данными со спектрографа телескопа Hubble, учёные-астрономы во главе с Джоном Стоком из университета в Боулдере, Колорадо, пишут, что теперь необходимо заново рассматривать размеры гало галактик такого же вида, как и Млечный Путь, а это означает и переоценку их масс.

И если до сегодняшнего дня предполагаемый размер диска нашей галактики оценивался в 100 000 световых лет, а гало выступало ещё на десять тысяч световых лет, то теперь удалось узнать диаметр гало, достигающий более 1 миллиона световых лет, а это в десять раз больше одного лишь диска Млечного Пути. В километрах это будет равным около десяти квинтиллионов.

Газ и пыль, оказавшиеся так далеко от центра галактики, вероятно, были удалены на такое расстояние из-за взрывов сверхновых звёзд, но они снова притягиваются к нам и участвуют в формировании небесных тел, достигая галактического диска.

Пользуясь уже проделанными исследованиями в области состава и плотности газа на всей площади Млечного Пути, астрономы предполагают, что масса обнаруженных запасов космического строительного материала примерно равна массе всех звёзд в подобной нашей спиральной галактике средних размеров. Как утверждает сам Джон Сток, это поразило учёных.

Ведь находка значит, что обычной материи дисков галактик где-то вдвое больше, чем предполагалось, а тёмной материи хоть и ненамного, но меньше. В самых смелых теориях, выдвигаемых ранее, масса газа была больше в пять раз, чем могли увидеть учёные, и то, о чём позволили узнать наблюдения «Хаббла», помогает связать учёным практическую и теоретическую стороны вопроса.

Специальный отчёт об этом исследовании группы астрономов Джона Стока был представлен 27 июня этого года на конференции в Эдинбургском университете.

Как сказано выше, имеются данные астрономических наблюдений, которые указывают на то, что размер нашей галактики может составлять примерно 1 миллион световых лет, что в 10 раз превышает принятый сейчас размер Галактики. Об этом свидетельствует исследование содержания газа и пыли в гало галактики, а так же анализ скорости движения звезд в диске галактики. Об этом же свидетельствует и наличие в нашей галактике звезд, орбиты которых удалены на расстояния в несколько сотен тысяч световых лет. Это, например, два газовых гиганта удаленных от центра нашей галактики на 850 – 900 тысяч световых лет, о которых говорится в статье на сайте Hi-News.

О том, что размер нашей галактики Млечный путь может достигать миллиона световых лет, говорят и размеры ее гравитосферы. Как сказано в сообщении: О размерах гравитосфер массивных тел, гравитосфера нашей Галактики может простираться на несколько миллионов световых лет от центра галактики.

Гравитосфера – это реальная физическая среда с реальными физическими свойствами, например плотностью, которая пропорциональна g=G*M/R^2.
Учитывая огромные размеры гравитосферы Галактики, она может давать существенный вклад в общую массу нашей галактики даже при относительно низкой плотности. В сфере радиусом в 1 миллион световых лет при средней плотности в 10^(-27) г/см^3, общая масса гравитосферы нашей галактики будет примерно 10^12 масс Солнца.

Как показано выше, примерно такую же общую массу могут иметь газ и пыль в гало нашей галактики. О том, что размер Галактики может достигать миллиона световых лет, а ее масса – 10^12 масс Солнца, говорит и новое исследование астрофизиков из Канады.

В их статье от 16 января 2017 г представлен график (Figure 3) распределения массы нашей галактики от расстояния до ее центра. Из графика видно, что масса галактики Млечный путь растет с расстоянием от центра и достигает величины примерно в 7*10^11 масс Солнца на удалении в 500 000 световых лет от центра галактики. Причем характер кривой массы галактики говорит о том, что масса галактики может расти и дальше. Экстраполируя график на расстояние от центра в 1 миллион световых лет астрофизики из Канады получили массу Галактики примерно в 10^12 масс Солнца.

Интересное дополнение

Диаметр нашей галактики

Как показано выше, масса всего вещества в Галактике, внутри орбиты Солнца радиусом примерно 25 000 световых лет, равна 10^11 масс Солнца. Отсюда масса всего вещества в видимой (светящейся) части нашей галактики, радиус которой примерно 50 000 световых лет, будет (при соблюдении условия M/R = const) равна 2*10^11 масс Солнца.

​Это в 5 раз меньше полной массы Галактики, которая, как показано выше, может достигать величины в 10^12 масс Солнца. Таким образом, большая часть массы Галактики может находиться в ее гало радиусом порядка 10^6 световых лет.

Как показано выше, эта масса около 8*10^11 масс Солнца может обеспечиваться как массой газа и пыли, которые находятся в ее гало, так и массой гравитосферы Галактики. Допустим, что основной вклад в эту массу (8*10^11 масс Солнца) дает гравитосфера Галактики.

Гравитосфера массивного тела является слоистой средой с градиентом плотности. Плотность гравитосферы массивного тела пропорциональна ускорению свободного падения в данной точке гравитосферы: g = G*M/R^2. Плотность гравитосферы массивного тела прямо пропорциональна массе тела и обратно пропорциональна квадрату расстояния от данной точки до центра масс тела.

Таким образом, плотность гравитосферы Галактики при удалении от ее центра будет падать пропорционально R^2, а объем гравитосферы будет расти пропорционально R^3. Это значит, что при удалении от центра Галактики масса ее гравитосферы будет расти пропорционально R, и условие постоянства скорости движения звезд в галактике (M/R = const) будет точно выполняться.

Таким образом, наблюдаемое постоянство скорости движения звезд в галактиках может просто и естественно объясняться наличием у галактик гравитосфер, как у всех массивных объектов Вселенной.

Гравитосферы галактик могут являться той самой «темной материей», которую ввели в физику как раз для объяснения наблюдаемого постоянства скорости движения звезд в галактиках, и свойства и физическая природа которой до сих пор так и не определены. 

Как сказано выше, имеется большое количество данных, в том числе и данные астрономических наблюдений, которые указывают на то, что галактика Млечный путь может иметь массу в 10^12 масс Солнца и радиус в 1 миллион световых лет, что значительно больше видимой (светящейся) части Галактики, имеющей размер примерно в 100 000 световых лет. В результате действия трех основных физических процессов, происходящих во Вселенной (конденсация, конвертация и генерация вещества), в гало Галактики будут формироваться обширные газовые облака, которые будут двигаться к центру Галактики под действием сил притяжения (гравитации), создавая потоки газа и пыли.

По мере продвижения этих потоков газа и пыли к ядру галактики, их плотность будет расти, что будет приводить к конденсации газа и пыли в звезды и планеты, которые также будут постепенно снижаться к центру галактики.

Диаметр нашей галактики

Таким образом, вне видимой (светящейся) части галактики, в ее гало, кроме газо-пылевых облаков, может находится огромное количество «темных» массивных объектов. Это могут быть темные звезды типа коричневых карликов, а также протозвезды и протопланеты, которые образуются по мере уплотнения газо-пылевых потоков вещества при их движении из глубин галактики к ее ядру.

Так, например, в статье: «100 миллиардов коричневых карликов могут находиться в пределах Млечного пути» говорится о новом исследовании, которое показало, что в нашей Галактике, вероятно, находится огромное количество коричневых карликов, которое можно оценить примерно в 100 миллиардов.

Коричневые карлики, из-за недостатка массы, неспособны генерировать большое количество энергии внутри себя, поэтому они относительно холодные и плохо светятся. Обнаружить такие звезды обычными методами достаточно сложно. Причем, эти 100 миллиардов коричневых карликов, это можно сказать «видимая часть огромного айсберга», а невидимая часть этого «айсберга» состоит из много большего количества менее крупных, а значит более холодных тел.

Видео


Источник: asteropa.ru

Какую форму имеет Млечный Путь?

Млечный путь имеет форму диска
Млечный путь имеет форму диска

Эдвин Хаббл при наблюдении космоса и изучении галактик установил, что они могут иметь форму двух видов: спиральную и эллиптическую. Первые визуально выглядят как вращающийся диск, состоящий из изогнутых рукавов, плотно прилегающих друг к другу. К такому виду относится и Млечный Путь.

До изобретения радиотелескопов у человечества отсутствовала возможность точно определить размер и форму галактики. Поскольку в космическом пространстве присутствует пыль, она препятствует прохождению света от звезд. Это порождает погрешности при изучении. Однако эти телескопы позволяют наблюдать за радиоволнами, которые проходят сквозь быль.

Изобретение помогло определить точное расстояние большинства звезд Млечного Пути и установить их скорость движения. После соединения данных о каждом объекте стало понятно, что все они вращаются по спирали и находятся в отдельных рукавах.

Млечный Путь: главные особенности

Изображение Млечного Пути с его спутниками - карликовыми галактиками
Изображение Млечного Пути с его спутниками – карликовыми галактиками

Одна из основных особенностей галактики кроется в ее названии. Существует древнегреческая легенда, что титан Кронос поедал младенцев, которые рожала от него Рея. Мать сильно горевала по этому поводу, и когда пятеро детей были съедены, она решила спасти Зевса, последнего сына. Рея завернула в одеяло камень и отнесла Кроносу. Он ощупал сверток и попросил покормить младенца, чтобы тот набрал вес. Девушка брызнула на камень молоком, и то отскочило от него, разместившись на небе в виде Млечного Пути. Когда Зевс вырос, он сверг титана и стал главным среди богов.

Другая особенность галактики – способность поглощать другие. Вокруг млечного пути постепенно движется несколько звездных скоплений, находящихся в разных созвездиях. Они попадают под влияние Млечного Пути и затягиваются в его рукава.

Однако галактика не всегда будет затягивать меньших собратьев. Сейчас она уже взаимодействует с Андромедой, которая значительно больше по габаритам. Ученые полагают, что через 3-4 млрд лет обе галактики столкнутся, и Млечный Путь будет поглощен.

Основные характеристики и параметры Млечного Пути

Изображение Млечного Пути с акцентом на центр
Изображение Млечного Пути с акцентом на центр

Поскольку Солнечная система находится внутри Млечного Пути, эта галактика стала первой, которую начали изучать ученые при появлении соответствующих технологий. Сейчас она хорошо изучена, и большинство параметров установлены с максимальной точностью.

Характеристики млечного пути выглядят следующим образом:

  • относится к типу спиральных галактик;
  • вместе с близлежащими скоплениями входит в Местную группу;
  • диаметр Млечного Пути равен примерно 100 тысяч световых лет;
  • галактика насчитывает от 200 до 400 млрд звезд;
  • Солнце расположено в отдалении от центра на 27 тысяч световых лет;
  • Солнечная система вращается вокруг галактического центра со скоростью 230 км/с;
  • общая масса объектов Млечного Пути составляет полтора триллиона солнечных масс.

Нужно понимать, что из-за большого размера характеристики могут иметь погрешность.

Структура и состав Млечного пути

Структура Млечного Пути
Структура Млечного Пути

В центре галактики находится яркое ядро, состоящее из миллиардов звезд. Его размер трудно измерить, но ученые полагают, что протяженность составляет несколько тысяч парсек (1 пар = 30,86 трлн км). Также существует мнение, что в центре Млечного Пути располагается черная дыра.

Через середину галактики проходит перемычка длинною в 27 тысяч световых лет. Причем она располагается под углом в 44 градуса относительно Солнца. Млечный Путь состоит преимущественно из звезд, пыли, газа и созвездий. Причем молодые объекты удалены от центра.

Вокруг Млечного Пути находится темное гало, где присутствуют карликовые галактики и звездные скопления. Они подвергаются влиянию столь большого объекта и вращаются относительно него.

Рукава движутся вокруг центра, представляя собой спиральный диск. Из-за этого галактика является довольно плоской, если наблюдать ее сбоку. Выделяют пять основных рукавов:

  • Лебедя;
  • Центавра;
  • Стрельца;
  • Ориона;
  • Персея.

Солнечная система располагается в рукаве Ориона, ближе к внутренней стороне.

Размер

Принято считать, что диаметр Млечного Пути составляет 100 000 световых лет, а в ширину – 1000 световых лет. Однако несколько лет назад ученые из Канарского института провели детальное исследование и установили, что протяженность галактики может составлять 200 000 световых лет.

В 2020 году астрофизики завершили новое исследование, по результатам которого новый диаметр Млечного Пути может составлять 1 900 000 световых лет. Однако данная информация еще не подтверждена.

Число звезд – Сколько звезд в Млечном пути?

В состав Млечного Пути входит примерно 400 миллиардов звезд, большая часть из которых находится в прилегающих рукавах. Помимо них в галактике содержатся от 25 до 110 миллиардов бурых карликов. Их яркости и размеров недостаточно, чтобы отнести к полноценным звездам.

Масса

В состав Млечного Пути входят миллиарды звезд
В состав Млечного Пути входят миллиарды звезд

Вокруг Млечного Пути, в гало, содержится темная материя, которая и составляет большую часть массы. Из-за этого ученым трудно вычислить точное значение. В 2009-ом году считалось, что масса галактики составляет 6 * 10’42 кг.

Но спустя 10 лет были проведены более точные исследования. В 2019-ом было доказано, что на протяженности в 130 000 световых лет этот параметр в 2 раза больше.

Диск

Диск Млечного Пути
Диск Млечного Пути

Чтобы более детально изучить диск Млечного Пути, ученые до сих пор разрабатывают универсальные технологии. Благодаря этому удается наблюдать объекты на больших расстояниях и получать новые сведения.

Диск имеет протяженность в 100 000 световых лет и постоянно вращается, причем в определенных областях делает это по-разному. В центре объекты находятся в статичном состоянии, но при отдалении некоторые звезды начинают двигаться со скоростью 200-230 км/с, а то и быстрее.

Плоский диск состоит преимущественно из молодых звезд, возраст которых не больше нескольких миллиардов лет. Возраст самих же рукавов составляет 10 миллиардов лет. На отдалении от Млечного Пути располагаются более взрослые объекты.

Ядро

Ядро Млечного Пути
Ядро Млечного Пути

В центре Млечного Пути расположено большое шарообразное уплотнение длинною в 27 тысяч световых лет, называемое балджем. Предположительно, в нем располагаются большая черная дыра Стрелец А и еще одна средних размеров. Они окружены звездами, которые и заставляют ядро светиться.

Через центр галактики пролегает перемычка, состоящая в основном из красных звезд, являющихся очень старыми. В 2016-ом году японские астрономы обнаружили на расстоянии в 200 световых лет от нее гигантскую черную дыру, масса которой равна ста тысячам Солнц. А спустя два года были открыты 12 систем, находящихся рядом с ядром, внутри которых также могут располагаться черные дыры.

Рукава

Рукава Млечного Пути
Рукава Млечного Пути

Поскольку Млечный Путь – спиральная галактика, у нее имеются рукава, лежащие в дисковой плоскости. Вокруг них находится гало, также называемое “короной”. Поскольку Солнечная система находится в рукаве Ориона, внутри диска, ученые не могут взглянуть на его структуру со стороны.

Однако продвинутые исследования с использованием свойств водорода помогают составить теоретическую картину того, как выглядят рукава. Предполагается, что они плотно расположены друг к другу, более того, среди них могут быть двойные, имеющие общую область. А не так давно астрономы выдвинули теорию, что Млечный Путь может иметь четырехрукавную структуру.

Гало

Гало находится вокруг диска
Гало находится вокруг диска

Гало окутывает диск Млечного Пути и имеет сферическую форму. Его протяженность в разные стороны по оценкам составляет от 5 до 10 тысяч световых лет. В нем находятся звезды и скопления большого возраста.

Предположительно гало образовалось 12 миллиардов лет назад. На это указывают старые скопления, включающие в себя до миллиона звезд. Все имеющиеся объекты внутри сферы вращаются по вытянутым орбитам, находясь под влиянием диска. Они могут двигаться в разных направлениях, но их скорость всегда невысока. И если в последнем содержится немало газа и пыли, из которых образуются объекты, то в гало они практически полностью отсутствуют. Из-за этого его структура является полностью сформированной, и в ней не появляются новые звезды.

Светимость

Как и большинство объектов во Вселенной, Млечный Путь имеет определенную яркость, которая равна примерно 21 m. Такое же значение получится, если совместить свет от 10 миллиардов Солнц. Аналогичное свечение испускает лампочка, мощность которой составляет 8,3 * 10’36 Вт.

Место Млечного пути во Вселенной

Млечный Путь и другие галактики
Млечный Путь и другие галактики

В 2015-ом году ученые из гавайского Астрономического института решили определить точное расположение Млечного Пути во вселенной. Помимо того, что галактика относится к Местной группе, она входит в Ланиакею. Это область протяженностью в 500 миллионов световых лет, где находятся сотни тысяч звездных скоплений.

Но Ланиакея далеко не крупнейший объект во Вселенной. Она является лишь частью сверхскопления Кита, который, в свою очередь, входит в группу Рыб – пространственных областей, где сосредоточено огромное количество галактик.

Ученые до сих пор не могут точно отследить движение объектов внутри Ланиакеи. На данный момент считается, что Млечный Путь постепенно уходит вглубь скопления.

Галактика Млечный Путь и что ее окружает

Пример галактической группы
Пример галактической группы

С тех пор, как произошел Большой Взрыв, и образовалась Вселенная, все объекты в пространстве находятся в непрерывном движении. Некоторые являются настолько древними, что уже успели пройти большую часть своего пути, а другие еще только начинают формироваться.

Всего лишь пару веков назад астрономы полагали, что Млечный Путь – это и есть Вселенная, и за его границами нет ничего. Но изобретение более современных телескопов позволило узнать, что существуют и другие галактики.

Млечный Путь окружают объекты, входящие в состав Местной группы. Самым крупным из них считается Андромеда, размеры которой в два раза больше. Также в отдалении находится спиральная галактика Треугольника. Вокруг данных объектов располагаются их спутники. Они представлены в виде карликовых скоплений, которые движутся вокруг.

В состав Местной группы также входят неправильные и эллиптические галактики, лежащие в определенных созвездиях.

Класс и общее строение

Изображение Млечного Пути с выраженными рукавами
Изображение Млечного Пути с выраженными рукавами

По классу Млечный Путь относится к спиральным галактикам с пролегающей через центр перемычкой. Данный тип считается самым распространенным во Вселенной. Спиральные составляют примерно 56% от общего количества галактик, и 65% из них имеют перемычку.

В центре Млечного Пути располагается активное ядро, выпускающее в пространство большое количество энергии. Вокруг него сосредоточен диск, состоящий из газа, пыли и объектов, вращающихся на большой скорости. Возле центра располагается балдж, через который проходит перемычка. Он состоит из большого количества гигантских звезд.

Через балдж проходит перемычка, к которой прикреплены рукава. В ней сосредоточено большое количество газа, из-за чего здесь до сих пор появляются новые звезды. Объекты внутри рукавов вращаются с разными скоростями, причем ту область, где располагается Солнечная система, можно назвать самой спокойной. Здесь отсутствуют большие скопления галактической пыли, которые отрицательно влияют на звезды и планеты.

Вокруг видимого диска Млечного Пути располагается гало – гигантская сферическая область, в которой встречаются разовые скопления. Они также движутся относительно центра галактики, но гораздо медленнее и хаотичнее, нежели объекты внутри диска. Не так давно астрономы установили, что скопления внутри гало – это бывшие карликовые галактики, которые поглотил Млечный Путь.

Теоретические модели нашей галактики

Эдвин Хаббл, внесший большой вклад в изучение космоса
Эдвин Хаббл, внесший большой вклад в изучение космоса

Еще в древности ученые полагали, что звезды на ночном небе являются частью единого целого, и все они движутся под взаимным влиянием. Однако технологий того времени не хватало, чтобы построить точную модель галактики. Лишь в 1700-ом году Уильям Гершель смог доказать, что Млечный Путь имеет форму диска.

Во второй половине XIX века астроном Якобус Корнели Каптейн составил теоретическую модель галактики. Ее протяженность составила 70 тысяч световых лет. Также ученый установил, что Солнечная система не возле ядра, а в стороне от него.

В первой половине XX века Эдвин Хаббл определил, что галактики двигаются в пространстве. Также он разделил их на спиральные и эллиптические. Данных сведений хватило, чтобы в будущем определить тип Млечного Пути и составить его модель, которая является максимально достоверной.

Место Солнца в галактике

Расположение Солнца в галактике
Расположение Солнца в галактике

Как уже говорилось выше, Солнечная система располагается не в ядре Млечного Пути. Солнце появилось между рукавами Стрельца и Персея. Их спиральные ветви отдалены на 4 тысячи световых лет.

Солнечная система размещается ближе к краю галактического диска, нежели к центру. Ее отдаление от последнего составляет примерно 28 тысяч световых лет. Солнце постепенно двигается вокруг ядра Млечного Пути, и на полный оборот уходит более 220 млн лет. Это говорит о том, что Земля с момента появления обогнула галактику примерно 30 раз.

Солнце находится в той области Млечного Пути, где спиральные ветви и светила двигаются с одинаковой скоростью. Из-за этого звезда и планеты не подвергаются непрерывному воздействию газа, пыли и других веществ. Ученые считают, что Солнечной системе очень повезло появиться именно в этой области, ведь иначе существование живых существ на Земле было бы невозможным.

Расположение звезд

Изображение Млечного Пути с акцентом на звезды
Изображение Млечного Пути с акцентом на звезды

Любые звезды, которые способен рассмотреть человеческий глаз на небе, находятся в области рукава Ориона. Как правило, при хорошем освещении можно разглядеть примерно 9 тысяч звезд.

Большое количество светил располагается в центре галактики, именно поэтому он испускает такой яркий свет. Далее по диску распределяются более молодые объекты, входящие в состав разных созвездий и относящихся к одному из рукавов.

В гало также имеются звезды, но их количество очень мало по сравнению с теми, что “обитают” в центре. Если скопления в рукавах могут насчитывать по несколько миллиардов, то в темной области счет идет на миллионы. Причем основная часть звезд в гало уже прожила большую половину своей жизни, и они считаются очень старыми.

История и будущее Млечного Пути

По оценкам, Млечному Пути более 13 миллиардов лет
По оценкам, Млечному Пути более 13 миллиардов лет

Ученые не могут назвать точный возраст Млечного Пути, но галактика считается довольно древней. Доказательством тому является звезда HD 140283. Она находится в ее области и лишь на 100 млн лет младше, чем Вселенная.

Было установлено, что все вещества, которые находятся в пространстве Млечного Пути и входят в состав его светил, уже раньше принадлежали другим звездам. Однако последние просуществовали недолго и взорвались. Выброшенные в атмосферу газы постепенно притягивались, пока не образовали галактику.

Когда Млечный Путь сформировался, он занялся поглощением своих спутников – карликовых галактик. Даже сейчас его южный полюс постепенно вытягивает газы из обоих Магеллановых облаков.

По данным ученых, галактика уже прожила половину отведенного ей времени. В ее областях практически не осталось газа для формирования новых звезд. Однако последние еще достаточно молоды, поэтому смогут существовать долгое время. Ожидается, что гаснуть светила начнут примерно через 5 млрд лет. И тогда Млечный Путь начнет сближаться с Андромедой. Обе галактики осуществят взаимное поглощение, однако из-за больших размеров у последней больше шансов выйти победителем из этого противостояния.

Но астрономы не гарантируют, что события будут развиваться по этому сценарию. Учитывая, что до них еще несколько миллиардов лет, за этот период времени все может кардинально измениться.

Мифология

Во многих культурах есть свои мифы о появлении Млечного Пути
Во многих культурах есть свои мифы о появлении Млечного Пути

В мифологиях разных стран имеются свои легенды о появлении Млечного Пути. В некоторых арабских государствах есть история о боге Ваагне, который украл солому у Баршама и скрылся от него на небе. Убегая, он постепенно терял ветки и тростинки, которые и образовали галактику.

В Венгрии верят в то, что звезды Млечного Пути – это искры из под копыт коня Атиллы, который спустился с неба, чтобы помочь секеям. В Индии есть поверье, что галактика образовалась в результате того, что розовая корова пролила молоко на небо. В Китае и Японии есть мифы, что Млечный Путь – это река, разлившаяся по небу. В маорийской мифологии его считали лодкой, на которой Боги плывут по небу.

Индейцы были убеждены, что галактика состоит из пепла. Его специально рассыпала девушка, которая хотела показать воинам дорогу домой. В Финляндии верили, что Млечный Путь образовался в результате птичьих полетов по небу. Также и другие страны нередко связывают появление галактики с пернатыми и их возможностью летать.

Источник: kipmu.ru

Галактика Млечный Путь и что ее окружает

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

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

Наш межгалактический мегаполис в компании с галактиками Андромеда и Треугольник образуют Местную группу, которая соответственно уже является частью более крупного образования — Местного сверхскопления Девы.

Основные характеристики и параметры

Млечный Путь – типичная спиральная галактика класса SBbc, у которой есть перемычка. Диаметр Млечного Пути составляет 100 тыс. световых лет. В пределах этих границ пребывает от 200 до 400 миллиардов звезд различных типов, каждая из которых находится на определенной стадии своего развития. Толщина галактического диска варьируется в пределах 1000 световых лет.

Масса галактики Млечный Путь включает в себя не только массу звезд. Большая часть галактического диска — это масса темной материи и межзвездного газа. Все это вместе составляет колоссальный вес, равный 4,8·10¹¹ M☉. Другими словами, Млечный Путь в 150 млрд. раз тяжелее нашего Солнца.

Гравитационное образование вращается вокруг центра, при этом отдельные части галактики вращаются с разной скоростью. Если в центре скорость вращения галактического диска достаточно умеренная, то на периферии этот параметр достигает значений 200-250 км/с. На одном из этих участков, ближе к центру галактического диска, расположено Солнце. Расстояние от него до центра галактики составляет 25-28 тыс. световых лет. Полный оборот вокруг центральной оси гравитационного образования Солнце и Солнечная система совершают за 225-250 млн. лет. Соответственно, за всю историю своего существования Солнечная система только 30 раз облетела вокруг центра.

Место галактики во Вселенной

Следует отметить одну примечательную особенность. Положение Солнца и соответственно, планеты Земля очень удобно. В галактическом диске постоянно происходит процесс уплотнения. Вызван этот механизм несоответствием скорости вращения спиральных ветвей и движения звезд, которые перемещаются в пределах галактического диска по своим законам. Во время уплотнения происходят бурные процессы, сопровождающиеся мощным ультрафиолетовым излучением. Солнце и Земля уютно расположились в коротационной окружности, где подобная бурная деятельность отсутствует: между двумя спиральными ветвями на границе рукавов Млечного Пути — Стрельца и Персея. Этим объясняется и то спокойствие, в котором мы пребываем столь длительное время. Уже более 4,5 млрд. лет нас не затрагивают космические катаклизмы.

Строение галактики Млечный Путь

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

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

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

Межзвездный газ также концентрируется вокруг плоскости диска, подчиняясь центробежным силам. Несмотря на постоянную скорость вращения спиральных ветвей, межзвездный газ распределен неравномерно, образуя большие и малые зоны облачности, туманности. Однако основным галактическим строительным материалом является темная материя. Ее масса преобладает над совокупной массой всех небесных тел, входящих в состав галактики Млечный Путь.

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

Перемычка — бар находится в области ядра галактики. Ее длина составляет 27 тыс. световых лет. Здесь царствуют старые звезды, красные гиганты, звездной материей которых питаются черные дыры. В этой области сконцентрирована основная часть молекулярного водорода, который выступает основным строительным материалом процесса звездообразования.

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

Теоретические модели нашей галактики

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

Уже в наше время исследования приняли другой оборот. Ученые делали ставку на сравнении движения звезд, между которыми было разное расстояние. Методом параллакса Якоб Каптейн сумел примерно определить диаметр галактики, который по его расчетам составляет 60-70 тыс. световых лет. Соответственно было определено и место Солнца. Оказалось, что оно располагается сравнительно далеко от бушующего центра галактики и на приличном удалении от периферии Млечного пути.

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

Ожидаемое будущее и прогнозы

Галактика Млечный Путь выглядит компактным и упорядоченным гравитационным образованием. В отличие от своих соседей, в нашем межгалактическом доме довольно спокойно. Черные дыры планомерно воздействуют на галактический диск, уменьшая его в размерах. Этот процесс уже длится десятки миллиардов лет и сколько еще будет продолжаться — неизвестно. Единственная угроза, которая нависает над нашей галактикой, исходит от ее ближайшей соседки. Галактика Андромеда стремительно сближается с нами. Ученые предполагают, что столкновение двух гравитационных систем может произойти через 4,5 млрд. лет.

Подобная встреча-слияние будет означать конец того мира, в которм мы привыкли жить. Млечный Путь, меньший по размерам, будет поглощен более крупным образованием. Вместо двух крупных спиральных образований во Вселенной появится новая эллиптическая галактика. До этого времени наша галактика сумеет расправиться со своими спутниками. Две карликовые галактики — Большое и Малое Магеллановы Облака — Млечный Путь поглотит через 4 млрд. лет.

Источник: MilitaryArms.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.