Устройство галактики


Устройство галактики

Центр нашей Галактики.

Так в темную ночь он виден в бинокль. Темные газово-пылевые облака закрывают от нас галактическое ядро – сверхмассивную чёрную дыру, из которой выбрасываются сгустки сверхплотного вещества – малые чёрные дыры, протозвезды и протопланены, а также элементарные частицы, в том числе протоны, нейтроны и электроны, из которых образуются атомы галактического водорода.

Сверхплотные тела благодаря своей сильной гравитации захватывают атомы водорода и пыль и формируют из них свои поверхностные оболочки, в том числе и атмосферы. Мощность этих атмосфер зависит от величины гравитирующей массы, выброшенной из чёрной дыры.

Самые легкие из них не могут удержать легкий водород и становятся в конце концов планетами, а более тяжелые формируют мощные водородные атмосферы, в которых начинаются термоядерные реакции синтеза ядер гелия.


Такие тела в конце концов становятся звездами. Фото с сайта: http://trasyy.livejournal.com/829302.html

В плоскости Галактики, помимо повышенной концентрации звезд, наблюдается также повышенная концентрация пыли и газа. Между центром Галактики и спиральными рукавами (ветвями) находится газовое кольцо – смесь газа и пыли, сильно излучающей в радио- и инфракрасном диапазоне. Ширина этого кольца около 6 тысяч световых лет.

Расположено оно в зоне между 10 000 и 16 000 световых лет от центра. Газовое кольцо содержит миллиарды солнечных масс газа и пыли и является местом активного звездообразования. Одни астрофизики считают, что это кольцо является не кольцом, а туго сгруппировавшимися спиралями, другие настаивают на существовании этого кольца без всяких спиралей.

Изучение спиральных рукавов вызывает определенные трудности, так как молекулярный газ в спиралях распределен неравномерно, к тому же газ не очень подчиняется вращению Галактики и вносит в измерения погрешности.

Тем не менее, астрофизики пришли к выводу, что Млечный Путь состоит из четырех основных спиральных рукавов. Эти ветви исходят от газового кольца и расходятся от него под углом 20 градусов. По характеру излучения пульсаров можно определить скопления масс электронов, которые естественным образом скапливаются в спиральных рукавах.

Эти наблюдения подтверждают существование именно 4 спиральных рукавов. Год назад радиоастрономы обнаружили еще один спиральный рукав, очень отдаленный от центра Млечного Пути, но остается под сомнением, самостоятельный это рукав или продолжение одного из существующих.


Внешние границы диска Галактики представляют собой слой атомарного водорода, который распространяется на расстояние 15 000 световых лет от крайних спиралей на периферии. Этот слой в 10 раз толще, чем в центральных областях, но во столько же раз менее плотный. Характерно, что края этого слоя изогнуты в разных направлениях на разных краях диска.

Это объясняют влиянием спутников Галактики – Магеллановых облаков и карликовой галактики в созвездии Стрельца (точнее, ЗА этим созвездием, так как созвездие гораздо ближе к нам, чем карликовая галактика). На окраинах Галактики обнаружены плотные области газа размерами в несколько тысяч световых лет и с массой 10 миллионов Солнц.

У Галактики есть корона, которая содержит шаровые скопления и карликовые галактики (Большое и Малое Магеллановы облака и другие скопления). В галактической короне также имеются звезды и группы звезд. Некоторые из этих групп взаимодействуют с шаровыми скоплениями и карликовыми галактиками.

Считается, что корона – это следствие "каннибализма" нашей Галактики по отношению к галактикам-спутникам. Шаровые скопления могут быть остатками бывших галактик-спутников.

Плоскость Галактики и плоскость Солнечной системы не совпадают, а находятся под углом друг к другу, и планетная система Солнца совершает оборот вокруг центра Галактики примерно за 180–220 миллионов земных лет – столько длится один галактический год.


Следует отметить, что геологические эры Земли (палеозойская, мезозойская, кайнозойская и др.) совпадают по длительности с галактическими годами. При этом можно выделить сезоны галактического года – геологические периоды (каменноугольный, юрский, меловой и др.)

Устройство галактики

Млечный Путь и две небольшие галактики – его спутники: Малое и Большое Магеллановы облака. Фото с сайта: http://blog.imhonet.ru

Анализ вращения Галактики показал, что в ней есть большие массы несветящегося (неизлучающего) вещества, названного "скрытой массой", или "темным гало". Масса Галактики с учетом этой скрытой массы оценивается примерно в 10 триллионов масс Солнца.

По одной из гипотез, часть скрытой массы может заключаться в коричневых карликах, в планетах газовых гигантах, занимающих промежуточное положение между звездами и планетами, и в плотных и холодных молекулярных облаках, которые имеют низкую температуру и недоступны для обычных наблюдений.

Кроме того, в нашей и других галактиках есть множество тел размерами с планеты, которые не входят ни в одну из околозвездных систем и потому в телескопы не видны. Часть скрытой массы галактик может принадлежать «погасшим» звездам. По другой гипотезе, галактическое пространство (вакуум) также вносит свой вклад в количество темной материи. Скрытая масса есть не только в нашей Галактике, она есть во всех галактиках. Природа скрытой массы в галактиках остается неясной.


Проблема темного вещества в астрофизике возникла тогда, когда выяснилось, что вращение галактик (включая наш собственный Млечный путь) невозможно корректно описать, если учитывать лишь содержащуюся в них обычную видимую (светящуюся) материю.

Все звезды Галактики в таком случае должны были бы разлететься и рассеяться в просторах Метагалактики. Для того, чтобы этого не произошло (а этого и не происходит) необходимо присутствие дополнительной невидимой материи, имеющей большую массу. Действие этой невидимой массы проявляется исключительно при гравитационном взаимодействии с видимой материей.

При этом количество невидимой материи должно примерно в шесть раз превышать количество видимой. (Иинформация об этом опубликована в научном журнале Astrophysical Journal Letters).

Природа темного вещества во Вселенной не ясна; некоторые специалисты утверждают, что какая-нибудь простая модификация классических законов гравитации могла бы объяснить все парадоксальные наблюдения без всякой потребности в сомнительной темной материи.

Как правило, в их теориях сила гравитации увеличивается с ростом космических масштабов по сравнению с той, что предсказывают теории Ньютона и Эйнштейна.


Устройство галактики

Звезды созвездия Центавра. Слева направо: Алфа и Бета Центавра. Мелкие яркие кружочки и точки – это тоже звезды нашей Галактики. Фото с сайта: http://anastassia.arscity.ru/

Наблюдая звезды, надо всегда помнить, что их яркость зависит от нескольких факторов: размера, расстояния до них и интенсивности свечения. Менее интенсивно светящаяся звезда может быть ближе к нам и на небосводе выглядеть более яркой.

Устройство галактики

Расположение ближайших к Солнцу звезд и расстояния до них. Расстояния между самими этими звездами здесь отражены неправильно, так как перед нами двумерная проекция трехмерного пространства. А звезды расположены в трехмерном пространстве, а не на плоскости. Звезды Процион и Сириус являются двойными. Схема с сайта: http://forum.lah.ru/forum/50-1128-1

Думаю, что трактовать Главную последовательность звезд как отражение их эволюции неверно. Скорее всего, эта последовательность характеризует процессы фрагментации сверхмассивных чёрных дыр, а также интенсивность формирования водородных атмосфер звезд, которая зависит не только от массы сверхплотного фрагментария, но и от плотности газо-пылевых облаков, с которыми этот фрагментарий взаимодействовал.


Диаграмма "спектр-светимость" показывает зависимость между температурой поверхности атмосферы звезды и ее светимостью. Большинство звезд выстраиваются вдоль некоторой линии на этой диаграмме в виде довольно узкой полосы.

Вдоль этой полосы закономерно изменяется цвет звезд: красные, желтые, белые и голубые; меняются и размеры так, что большинство голубых звезд – гиганты, а красные звезды все значительно меньше Солнца. Однако размер и цвет звезд четкой зависимости друг от друга не имеют. Встречаются красные гиганты и сверхгиганты, а белые звезды могут быть и гигантами, и белыми карликами.

Классическая астрофизика считает, что звезды, которые находятся на диаграмме Герцшпрунга–Рассела в полосе главной последовательности, являются разными этапами своей эволюции.

Возникнув в результате конденсации газо-пылевого облака, они проходят несколько этапов от красной звезды до нейтронной звезды, пройдя этапы желтой, белой и голубой стадий. А размер звезд зависит от размера исходного газо-пылевого облака, коллапсировавшего в звезду и ее планеты. Однако обьем звезды и ее масса – разные и не всегда прямо связанные параметры. Белые карлики маленькие, но очень массивные.


Суть моей гипотезы состоит в том, что звезды и планеты в галактиках порождаются, а точнее, выбрасываются чёрными дырами в виде сгустков (фрагментариев) сверхплотного вещества. Эти сгустки сверхплотного вещества и элементарные частицы выбрасывают ядра галактик, а точнее, чёрные дыры, находящиеся в в центре этих ядер.

Это происходит, вероятно, когда в чёрных дырах нарушается равновесие между массой и энергией. Что именно нарушает процесс поглощения чёрной дырой вещества и энергии, пока неизвестно. Возможно, главной причиной является резкое возрастание угловой скорости вращения чёрной дыры. Ведь поглощая вещество, она увеличивает и свою массу, и свою кинетическую энергию, которую ей передает падающее на нее вещество.

Устройство галактики

Столь причудливые формы в нашей Галактике имеют облака из пыли и газа. Время от времени звезды, двигаясь по орбитам вокруг центра Галактики, попадают в эти облака и пополняют свои запасы термоядерного топлива (водорода), который в их мощных атмосферах превращается в гелий.

В процессе этой термоядерной реакции выделяется энергия, которую звезда расточает в окружающее пространство. Фото с сайта: http://www.galaxyphoto.com/high_res/hst_pillars.jpg


Устройство галактики

На этой фотографии видно, что облака из газа и пыли в Галактике движутся относительно друг друга с разными скоростями, отчего образуются фронты раздела облаков. Иначе как объяснить эти видимые струи газообразного вещества?

Светлые пятнышки – это звезды, которые находятся как между нами и этими газово-пылевыми облаками (более четкие пятнышки), так и внутри этих облаков. Фото с сайта: http://3wallpapers.ru

Вещество таких туманностей чрезвычайно разрежено. Плотность молекул в галактических облаках, например, в туманности Ориона, в 100 триллиардов раз меньше, чем плотность земного воздуха.

Массу 1 миллиграмм имеет газовое облако объемом в 100 кубических километров. «Технический вакуум», создаваемый искусственно на Земле, имеет в миллион раз большую плотность, чем любая газовая туманность. Каждый атом в такой туманности может лететь миллионы километров, не опасаясь столкновения с другим атомом.

Даже хвосты комет, названные за разреженность «видимым ничто», по плотности рядом с галактическими туманностями выглядят как сталь по сравнению с воздухом. Плотность газов в головах комет в тысячи раз больше плотности межзвездных туманностей.


Тем не менее, на фотографиях эти туманности выглядят весьма плотными облаками. Причиной этого являются гигантские объемы туманностей. Их поперечники измеряются световыми годами и десятками световых лет.

Это означает, что если Землю уменьшить до размеров булавочной головки, то в таком масштабе туманность Ориона будет облаком величиной с земной шар! Поэтому, несмотря на ничтожную плотность составляющих ее газов, вещества туманности Ориона все же вполне хватило бы на «изготовление» нескольких сотен таких звезд, как наше Солнце.

Туманность Ориона находится от нас на расстоянии в 1800 световых лет. Благодаря этому мы видим ее всю целиком.

Свечение газовых туманностей может быть вызвано тремя причинами. Во-первых, если вблизи туманности находится звезда, то туманность отражает ее свет. Во-вторых, когда такая звезда весьма горяча (с температурой поверхности большей 20 000°), атомы туманности переизлучают энергию, получаемую от звезды, и процесс свечения превращается в люминесценцию, имеющую сходство со свечением газов в рекламных трубках.

Кроме того, постоянно движущиеся газовые облака могут сталкиваться друг с другом, при этом энергия столкновения атомов частично преобразуется в излучение.

Межзвездная среда за пределами туманностей в десять тысяч раз еще более разреженная, чем среда самих туманностей. Эта необычайно легкая и прозрачная среда тем не менее содержит атомы, поэтому она получила название межзвездного газа.


Устройство галактики

Туманность Шлем. Обратите внимание на ее неоднородность – на звезды, находящиеся вне туманности и внутри ее. Разные размеры звезд и разный их цвет говорят о том, что они находятся на разном расстоянии от нас, имеют разный размер и разную температуру – в одних "горит" водород (ак в нашем Солнце), в других – гелий, они перешли на следующий этап своего развития. Фото с сайта: http://good-fon.ru

Размер этой туманности 150 световых лет, она удалена от нас примерно на расстояние 3000 световых лет. Это остаток сверхновой, вспыхнувшей около 100 000 лет назад.

В результате этой космической катастрофы в центре туманности образовалась быстро вращающаяся нейтронная звезда, или пульсар – это все, что осталось от взорвавшейся звезды, сбросившей с себя газовую оболочку.

Устройство галактики

На этой фотографии запечатлено столкновение звезды с газово-пылевым облаком. Разумеется, это столкновение – не одномоментное явление. Звезда будет пересекать это облако много сотен (а может быть, и тысяч) наших земных лет. При этом яркость звезды увеличится за счет водорода, поглощенного из туманности.

Устройство галактики

Галактические облака бывают не только отражающие и пропускающие свет. Встречаются и вот такие темные, поглощающие свет. Непрозрачная туманность похожа на дыру в небе. Но эта "дыра" на самом деле представляет собой темное молекулярное облако. Пыль и молекулярный газ, которые имеют в облаке относительно высокую концентрацию, поглощают практически весь видимый свет, исходящий от звезд.

Это облако находится в созвездии Змееносца и называется Барнард 68. Оно движется в ту сторону, где граница облака более резкая. Фото с сайта: http://trasyy.livejournal.com/829302.html

В нашей Галактике в окрестностях Солнца нет таких обширных пространств со множеством цефеид, какие наблюдаются по обе стороны рукава, например, в галактике М31.

Наиболее вероятным объяснением этого феномена представляется близость Солнца к зоне с радиусом коротации Галактики, в силу чего звездообразование в наших окрестностях мало зависит от слабой здесь волны плотности.

Лишь наиболее слабые звезды и их скопления существуют вокруг Солнца. Цефеиды же, по-видимому, концентрируются только в отрезке рукава Киль – Стрелец, находящегося ближе к центру Галактики и дальше от радиуса коротации. Радиус зоны коротации в нашей Галактике составляет 10–12 кпк.

Встреча Солнца с волной плотности на границе рукава за пределами радиуса коротации, наверняка, оказалась бы губительной для всего живого, которое несомненно погибло бы от жесткого излучения при частых взрывах сверхновых, обычных в областях звездообразования.

1 В помощь юристам и прочим гуманитариям. Световой год – это единица расстояния, которое проходит свет за один год.
Т.е. 1 св. год (световой год) равен 9 460 800 000 000 км, т.е. чуть меньше десяти триллионов километров. Для сравнения: расстояние от Земли до Солнца составляет порядка 150 миллионов километров, называется астрономической единицей и равно порядка 8 световым минутам.

Источник.
.

Источник: pandoraopen.ru

Галактика NGC 1964
Спиральная галактика NGC 1964. Авторы и права: ESO / Jean-Christophe Lambry.

Если вы посмотрите на ночное небо через телескоп, то вы увидите то, чего не видно невооружённым глазом: множество звёзд, которые на самом деле являются самозванцами. Многие из этих точек света на самом деле являются галактиками – скоплениями миллионов или триллионов звёзд. Галактики состоят из звёзд, пыли и тёмной материи, соединённых силами гравитации.

Астрономы до сих пор точно не знают, как именно образовались галактики. После Большого Взрыва пространство почти полностью состояло из водорода и гелия. Некоторые астрономы считают, что гравитация объединяла пыль и газ, образуя отдельные звёзды, и эти звёзды в конечном итоге объединились в более крупные структуры – галактики. Другие думают, что пыль и газ объединились в массивные облака (предшественники галактик), после чего в них начали происходить процессы звездообразования. Астрономы также совершенствуют свои методы измерения массы отдельных галактик, как, например, в исследовании 2018 года, в котором использовались трёхмерные движения нескольких галактик для более точного определения массы Млечного Пути.

Открытие галактик

В начале 1900-х многие астрономы думали, что вся Вселенная находится в нашей галактике, Млечном Пути. Другие, такие как Харлоу Шепли, учёный и глава обсерватории Гарвардского колледжа, утверждали, что капли в форме спирали, которые считались пылью и газом, были отдельными от нашей галактики объектами, и называли их “островными вселенными”.

Лишь в 1924 году Эдвин Хаббл обнаружил несколько пульсирующих звёзд, называемых переменные цефеид, и понял, что они находятся далеко за пределами Млечного Пути. Эти небесные объекты были уникальными объединениями звёзд на расстояниях далеко за пределами нашей родной галактики.

Галактики
Галактики NGC 3972 (слева) и NGC 1015 (справа), которые содержат пульсирующие переменные звёзды (цефеиды). Авторы и права: A. Riess (STScl / JHU) / NASA / ESA.

После того, как Хаббл измерил расстояние до отдельных галактик, он продолжил измерять их доплеровский сдвиг. Он определил, что галактики вокруг Млечного Пути удаляются от нас с невероятной скоростью. Чем дальше галактики, тем быстрее они убегают. Благодаря этому он смог определить, что сама Вселенная  расширяется, и спустя годы астрономы выяснили, что она расширяется с ускорением.

Характеристики галактик

В центрах большинства галактик находятся чёрные дыры, которые могут производить огромное количество энергии, благодаря чему астрономы могут видеть галактики, находящиеся на значительных расстояниях. В некоторых случаях центральная чёрная дыра галактики является чрезвычайно большой или активной, даже в относительно небольших галактиках. Материал, окружающий чёрную дыру, может быть разогнан и выброшен в космическое пространство в виде джетов. Другие галактики могут содержать в своих ядрах квазары – самые энергичные тела во Вселенной.

Галактики классифицируются по форме. Каждый тип имеет разные характеристики и свою историю развития.

Галактика
На этом изображении “Хаббла” показана спиральная галактика NGC 5033. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble / Judy Schmidt.

Некоторые, как Млечный Путь, имеют рукава, закручивающиеся по спирали от центра галактики. Известные как спиральные галактики, эти группы составляют большую часть галактик, которые могут видеть астрономы. Газ и пыль в спиральной галактике кружатся вокруг центра со скоростью несколько сотен километров в секунду, создавая тем самым форму всей галактики. Некоторые, известные как “спирали с перемычками”, имеют в центре стержнеобразную структуру, образованную пылью и газом, движущемся к центру. Пыль и газ в спиральных галактиках постоянно подпитывают процессы звездообразования.

Эллиптическим галактикам не хватает спиральных рукавов своих более ярких родственников. Их внешний вид варьируется от круглого до очень вытянутого. Эллиптические галактики имеют меньше пыли, чем их спиральные аналоги, и поэтому процесс создания звёзд в них практически остановился. Большинство звёзд в этих галактиках очень старые. Хотя они составляют меньшую часть видимых галактик, астрономы считают, что более половины галактик во Вселенной являются эллиптическими.

Галактика
Эллиптическая галактика NGC 4696. Авторы и права: Hubble / NASA / ESA.

Оставшиеся 3 процента галактик во Вселенной известны как неправильные галактики. Они не являются круглыми и не могут похвастаться спиральными рукавами, а их формы не имеют определенного названия. Гравитация других галактик часто влияла на них, растягивая их или деформируя. Столкновения или сближения с другими галактиками также могли стать причиной изменения их формы.

Слияния галактик

Галактики не плавают в пространстве изолированно, а сгруппированы в группы, известные как скопления. Некоторые скопления очень большие, содержат более тысячи галактик, а другие гораздо меньше. Млечный Путь принадлежит скоплению, известному как Местная Группа, которая содержит всего 50 галактик.

Иногда галактики сталкиваются друг с другом, объединяя свои звёзды и пыль вместе. Это важный шаг в эволюции и росте многих галактик. В конце 2018 года астрономы провели исследование, в котором наблюдали за тем, как две сверхмассивные чёрные дыры врезаются друг в друга на заключительных этапах галактического слияния.

Галактика
Столкновение двух спиральных галактик NGC 4038 и NGC 4039, которые расположены на расстоянии около 62 миллионов световых лет от Земли. Авторы и права: NASA / ESA / B. Whitmore, STScI.

Обычно, при слиянии галактик, отдельные звёзды не сталкиваются, но приток пыли и газа увеличивает скорость звездообразования. Млечный Путь должен столкнуться с галактикой Андромеды примерно через 5 миллиардов лет, и столкновения происходили и в его далёком прошлом; его характерная выпуклость могла появиться после поглощения карликовой галактики. Аналогично и галактика Андромеды, вероятно, поглотила одного из своих соседей.

Источник: universetoday.ru

Устройство галактики

Центр нашей Галактики.

Так в темную ночь он виден в бинокль. Темные газово-пылевые облака закрывают от нас галактическое ядро – сверхмассивную чёрную дыру, из которой выбрасываются сгустки сверхплотного вещества – малые чёрные дыры, протозвезды и протопланены, а также элементарные частицы, в том числе протоны, нейтроны и электроны, из которых образуются атомы галактического водорода.

Сверхплотные тела благодаря своей сильной гравитации захватывают атомы водорода и пыль и формируют из них свои поверхностные оболочки, в том числе и атмосферы. Мощность этих атмосфер зависит от величины гравитирующей массы, выброшенной из чёрной дыры.

Самые легкие из них не могут удержать легкий водород и становятся в конце концов планетами, а более тяжелые формируют мощные водородные атмосферы, в которых начинаются термоядерные реакции синтеза ядер гелия.

Такие тела в конце концов становятся звездами. Фото с сайта: http://trasyy.livejournal.com/829302.html

В плоскости Галактики, помимо повышенной концентрации звезд, наблюдается также повышенная концентрация пыли и газа. Между центром Галактики и спиральными рукавами (ветвями) находится газовое кольцо – смесь газа и пыли, сильно излучающей в радио- и инфракрасном диапазоне. Ширина этого кольца около 6 тысяч световых лет.

Расположено оно в зоне между 10 000 и 16 000 световых лет от центра. Газовое кольцо содержит миллиарды солнечных масс газа и пыли и является местом активного звездообразования. Одни астрофизики считают, что это кольцо является не кольцом, а туго сгруппировавшимися спиралями, другие настаивают на существовании этого кольца без всяких спиралей.

Изучение спиральных рукавов вызывает определенные трудности, так как молекулярный газ в спиралях распределен неравномерно, к тому же газ не очень подчиняется вращению Галактики и вносит в измерения погрешности.

Тем не менее, астрофизики пришли к выводу, что Млечный Путь состоит из четырех основных спиральных рукавов. Эти ветви исходят от газового кольца и расходятся от него под углом 20 градусов. По характеру излучения пульсаров можно определить скопления масс электронов, которые естественным образом скапливаются в спиральных рукавах.

Эти наблюдения подтверждают существование именно 4 спиральных рукавов. Год назад радиоастрономы обнаружили еще один спиральный рукав, очень отдаленный от центра Млечного Пути, но остается под сомнением, самостоятельный это рукав или продолжение одного из существующих.

Внешние границы диска Галактики представляют собой слой атомарного водорода, который распространяется на расстояние 15 000 световых лет от крайних спиралей на периферии. Этот слой в 10 раз толще, чем в центральных областях, но во столько же раз менее плотный. Характерно, что края этого слоя изогнуты в разных направлениях на разных краях диска.

Это объясняют влиянием спутников Галактики – Магеллановых облаков и карликовой галактики в созвездии Стрельца (точнее, ЗА этим созвездием, так как созвездие гораздо ближе к нам, чем карликовая галактика). На окраинах Галактики обнаружены плотные области газа размерами в несколько тысяч световых лет и с массой 10 миллионов Солнц.

У Галактики есть корона, которая содержит шаровые скопления и карликовые галактики (Большое и Малое Магеллановы облака и другие скопления). В галактической короне также имеются звезды и группы звезд. Некоторые из этих групп взаимодействуют с шаровыми скоплениями и карликовыми галактиками.

Считается, что корона – это следствие "каннибализма" нашей Галактики по отношению к галактикам-спутникам. Шаровые скопления могут быть остатками бывших галактик-спутников.

Плоскость Галактики и плоскость Солнечной системы не совпадают, а находятся под углом друг к другу, и планетная система Солнца совершает оборот вокруг центра Галактики примерно за 180–220 миллионов земных лет – столько длится один галактический год.

Следует отметить, что геологические эры Земли (палеозойская, мезозойская, кайнозойская и др.) совпадают по длительности с галактическими годами. При этом можно выделить сезоны галактического года – геологические периоды (каменноугольный, юрский, меловой и др.)

Устройство галактики

Млечный Путь и две небольшие галактики – его спутники: Малое и Большое Магеллановы облака. Фото с сайта: http://blog.imhonet.ru

Анализ вращения Галактики показал, что в ней есть большие массы несветящегося (неизлучающего) вещества, названного "скрытой массой", или "темным гало". Масса Галактики с учетом этой скрытой массы оценивается примерно в 10 триллионов масс Солнца.

По одной из гипотез, часть скрытой массы может заключаться в коричневых карликах, в планетах газовых гигантах, занимающих промежуточное положение между звездами и планетами, и в плотных и холодных молекулярных облаках, которые имеют низкую температуру и недоступны для обычных наблюдений.

Кроме того, в нашей и других галактиках есть множество тел размерами с планеты, которые не входят ни в одну из околозвездных систем и потому в телескопы не видны. Часть скрытой массы галактик может принадлежать «погасшим» звездам. По другой гипотезе, галактическое пространство (вакуум) также вносит свой вклад в количество темной материи. Скрытая масса есть не только в нашей Галактике, она есть во всех галактиках. Природа скрытой массы в галактиках остается неясной.

Проблема темного вещества в астрофизике возникла тогда, когда выяснилось, что вращение галактик (включая наш собственный Млечный путь) невозможно корректно описать, если учитывать лишь содержащуюся в них обычную видимую (светящуюся) материю.

Все звезды Галактики в таком случае должны были бы разлететься и рассеяться в просторах Метагалактики. Для того, чтобы этого не произошло (а этого и не происходит) необходимо присутствие дополнительной невидимой материи, имеющей большую массу. Действие этой невидимой массы проявляется исключительно при гравитационном взаимодействии с видимой материей.

При этом количество невидимой материи должно примерно в шесть раз превышать количество видимой. (Иинформация об этом опубликована в научном журнале Astrophysical Journal Letters).

Природа темного вещества во Вселенной не ясна; некоторые специалисты утверждают, что какая-нибудь простая модификация классических законов гравитации могла бы объяснить все парадоксальные наблюдения без всякой потребности в сомнительной темной материи.

Как правило, в их теориях сила гравитации увеличивается с ростом космических масштабов по сравнению с той, что предсказывают теории Ньютона и Эйнштейна.

Устройство галактики

Звезды созвездия Центавра. Слева направо: Алфа и Бета Центавра. Мелкие яркие кружочки и точки – это тоже звезды нашей Галактики. Фото с сайта: http://anastassia.arscity.ru/

Наблюдая звезды, надо всегда помнить, что их яркость зависит от нескольких факторов: размера, расстояния до них и интенсивности свечения. Менее интенсивно светящаяся звезда может быть ближе к нам и на небосводе выглядеть более яркой.

Устройство галактики

Расположение ближайших к Солнцу звезд и расстояния до них. Расстояния между самими этими звездами здесь отражены неправильно, так как перед нами двумерная проекция трехмерного пространства. А звезды расположены в трехмерном пространстве, а не на плоскости. Звезды Процион и Сириус являются двойными. Схема с сайта: http://forum.lah.ru/forum/50-1128-1

Думаю, что трактовать Главную последовательность звезд как отражение их эволюции неверно. Скорее всего, эта последовательность характеризует процессы фрагментации сверхмассивных чёрных дыр, а также интенсивность формирования водородных атмосфер звезд, которая зависит не только от массы сверхплотного фрагментария, но и от плотности газо-пылевых облаков, с которыми этот фрагментарий взаимодействовал.

Диаграмма "спектр-светимость" показывает зависимость между температурой поверхности атмосферы звезды и ее светимостью. Большинство звезд выстраиваются вдоль некоторой линии на этой диаграмме в виде довольно узкой полосы.

Вдоль этой полосы закономерно изменяется цвет звезд: красные, желтые, белые и голубые; меняются и размеры так, что большинство голубых звезд – гиганты, а красные звезды все значительно меньше Солнца. Однако размер и цвет звезд четкой зависимости друг от друга не имеют. Встречаются красные гиганты и сверхгиганты, а белые звезды могут быть и гигантами, и белыми карликами.

Классическая астрофизика считает, что звезды, которые находятся на диаграмме Герцшпрунга–Рассела в полосе главной последовательности, являются разными этапами своей эволюции.

Возникнув в результате конденсации газо-пылевого облака, они проходят несколько этапов от красной звезды до нейтронной звезды, пройдя этапы желтой, белой и голубой стадий. А размер звезд зависит от размера исходного газо-пылевого облака, коллапсировавшего в звезду и ее планеты. Однако обьем звезды и ее масса – разные и не всегда прямо связанные параметры. Белые карлики маленькие, но очень массивные.

Суть моей гипотезы состоит в том, что звезды и планеты в галактиках порождаются, а точнее, выбрасываются чёрными дырами в виде сгустков (фрагментариев) сверхплотного вещества. Эти сгустки сверхплотного вещества и элементарные частицы выбрасывают ядра галактик, а точнее, чёрные дыры, находящиеся в в центре этих ядер.

Это происходит, вероятно, когда в чёрных дырах нарушается равновесие между массой и энергией. Что именно нарушает процесс поглощения чёрной дырой вещества и энергии, пока неизвестно. Возможно, главной причиной является резкое возрастание угловой скорости вращения чёрной дыры. Ведь поглощая вещество, она увеличивает и свою массу, и свою кинетическую энергию, которую ей передает падающее на нее вещество.

Устройство галактики

Столь причудливые формы в нашей Галактике имеют облака из пыли и газа. Время от времени звезды, двигаясь по орбитам вокруг центра Галактики, попадают в эти облака и пополняют свои запасы термоядерного топлива (водорода), который в их мощных атмосферах превращается в гелий.

В процессе этой термоядерной реакции выделяется энергия, которую звезда расточает в окружающее пространство. Фото с сайта: http://www.galaxyphoto.com/high_res/hst_pillars.jpg

Устройство галактики

На этой фотографии видно, что облака из газа и пыли в Галактике движутся относительно друг друга с разными скоростями, отчего образуются фронты раздела облаков. Иначе как объяснить эти видимые струи газообразного вещества?

Светлые пятнышки – это звезды, которые находятся как между нами и этими газово-пылевыми облаками (более четкие пятнышки), так и внутри этих облаков. Фото с сайта: http://3wallpapers.ru

Вещество таких туманностей чрезвычайно разрежено. Плотность молекул в галактических облаках, например, в туманности Ориона, в 100 триллиардов раз меньше, чем плотность земного воздуха.

Массу 1 миллиграмм имеет газовое облако объемом в 100 кубических километров. «Технический вакуум», создаваемый искусственно на Земле, имеет в миллион раз большую плотность, чем любая газовая туманность. Каждый атом в такой туманности может лететь миллионы километров, не опасаясь столкновения с другим атомом.

Даже хвосты комет, названные за разреженность «видимым ничто», по плотности рядом с галактическими туманностями выглядят как сталь по сравнению с воздухом. Плотность газов в головах комет в тысячи раз больше плотности межзвездных туманностей.

Тем не менее, на фотографиях эти туманности выглядят весьма плотными облаками. Причиной этого являются гигантские объемы туманностей. Их поперечники измеряются световыми годами и десятками световых лет.

Это означает, что если Землю уменьшить до размеров булавочной головки, то в таком масштабе туманность Ориона будет облаком величиной с земной шар! Поэтому, несмотря на ничтожную плотность составляющих ее газов, вещества туманности Ориона все же вполне хватило бы на «изготовление» нескольких сотен таких звезд, как наше Солнце.

Туманность Ориона находится от нас на расстоянии в 1800 световых лет. Благодаря этому мы видим ее всю целиком.

Свечение газовых туманностей может быть вызвано тремя причинами. Во-первых, если вблизи туманности находится звезда, то туманность отражает ее свет. Во-вторых, когда такая звезда весьма горяча (с температурой поверхности большей 20 000°), атомы туманности переизлучают энергию, получаемую от звезды, и процесс свечения превращается в люминесценцию, имеющую сходство со свечением газов в рекламных трубках.

Кроме того, постоянно движущиеся газовые облака могут сталкиваться друг с другом, при этом энергия столкновения атомов частично преобразуется в излучение.

Межзвездная среда за пределами туманностей в десять тысяч раз еще более разреженная, чем среда самих туманностей. Эта необычайно легкая и прозрачная среда тем не менее содержит атомы, поэтому она получила название межзвездного газа.

Устройство галактики

Туманность Шлем. Обратите внимание на ее неоднородность – на звезды, находящиеся вне туманности и внутри ее. Разные размеры звезд и разный их цвет говорят о том, что они находятся на разном расстоянии от нас, имеют разный размер и разную температуру – в одних "горит" водород (ак в нашем Солнце), в других – гелий, они перешли на следующий этап своего развития. Фото с сайта: http://good-fon.ru

Размер этой туманности 150 световых лет, она удалена от нас примерно на расстояние 3000 световых лет. Это остаток сверхновой, вспыхнувшей около 100 000 лет назад.

В результате этой космической катастрофы в центре туманности образовалась быстро вращающаяся нейтронная звезда, или пульсар – это все, что осталось от взорвавшейся звезды, сбросившей с себя газовую оболочку.

Устройство галактики

На этой фотографии запечатлено столкновение звезды с газово-пылевым облаком. Разумеется, это столкновение – не одномоментное явление. Звезда будет пересекать это облако много сотен (а может быть, и тысяч) наших земных лет. При этом яркость звезды увеличится за счет водорода, поглощенного из туманности.

Устройство галактики

Галактические облака бывают не только отражающие и пропускающие свет. Встречаются и вот такие темные, поглощающие свет. Непрозрачная туманность похожа на дыру в небе. Но эта "дыра" на самом деле представляет собой темное молекулярное облако. Пыль и молекулярный газ, которые имеют в облаке относительно высокую концентрацию, поглощают практически весь видимый свет, исходящий от звезд.

Это облако находится в созвездии Змееносца и называется Барнард 68. Оно движется в ту сторону, где граница облака более резкая. Фото с сайта: http://trasyy.livejournal.com/829302.html

В нашей Галактике в окрестностях Солнца нет таких обширных пространств со множеством цефеид, какие наблюдаются по обе стороны рукава, например, в галактике М31.

Наиболее вероятным объяснением этого феномена представляется близость Солнца к зоне с радиусом коротации Галактики, в силу чего звездообразование в наших окрестностях мало зависит от слабой здесь волны плотности.

Лишь наиболее слабые звезды и их скопления существуют вокруг Солнца. Цефеиды же, по-видимому, концентрируются только в отрезке рукава Киль – Стрелец, находящегося ближе к центру Галактики и дальше от радиуса коротации. Радиус зоны коротации в нашей Галактике составляет 10–12 кпк.

Встреча Солнца с волной плотности на границе рукава за пределами радиуса коротации, наверняка, оказалась бы губительной для всего живого, которое несомненно погибло бы от жесткого излучения при частых взрывах сверхновых, обычных в областях звездообразования.

1 В помощь юристам и прочим гуманитариям. Световой год – это единица расстояния, которое проходит свет за один год.
Т.е. 1 св. год (световой год) равен 9 460 800 000 000 км, т.е. чуть меньше десяти триллионов километров. Для сравнения: расстояние от Земли до Солнца составляет порядка 150 миллионов километров, называется астрономической единицей и равно порядка 8 световым минутам.

Источник.
.

Источник: pandoraopen.ru

Характеристика галактики

Млечный путь, или Галактика, относится к спиральным галактикам. Но не к обычным, каких множество во вселенной. У неё имеется перемычка, которую называют баром. Состоит она из ярчайших звёзд. Они выходят из центра и пересекают галактику ровно посередине.
Отличие от других галактик заключается в том, что спиральные ветви выходят не из центра ядра. Они берут начало на концах перемычки.

Спиральная галактика

Существует классификация таких видов галактик. Наша относится к категории SBbc. Потому как, у Млечного пути относительно средний размер балджа и рукава слегка клочковато закручены.
Наша галактика совместно с галактикой Андромеды и Треугольник формируют Местную группу. Вдобавок она входит в Местное Сверхскопление Девы.

Сверхскопление Девы

Млечный путь характеризуется огромной концентрацией звёзд, пыли и газа. Между прочим, галактика содержит около 400 миллиардов звёзд. А её диаметр определяют в 100 тысяч световых лет.
Возраст галактики примерно 13,2 млрд лет.
Что интересно, мы можем наблюдать часть галактики с Земли. Ведь все, что нас окружает это и есть объёкты Млечного пути.

Структура и состав Млечного пути

Ядро состоит из миллиардов звёзд. Предположительно в его центре расположена чёрная дыра.
В самом центре ядра расположен балдж. Он представляет собой яркую сфероидальную часть, состоящую из плотного звёздного скопления. Размер балджа варьируется от сотен парсек до нескольких килопарсек.

Парсек

Перемычка имеет протяжённость примерно 27 тысяч световых лет. Как известно, проходит она через центр галактики. Притом приблизительно под углом 44 градуса по отношению к границе между Солнцем и самим центром.

В состав Диска входят звёзды, созвездия, газ и пыль. Примерный размер диаметра диска равен 100 тысячам световых лет. Однако, скорость движения в диске неравномерна, в зависимости от расстояния от ядра.
В районе диска располагаются газовые облака и молодые созвездия.

Корона Млечного пути (гало) имеет в своём составе шаровые скопления, звёзды и созвездия. Также здесь находятся карликовые галактики и большое количество горячего газа. Что интересно, движение объектов короны вокруг ядра происходит по вытянутым орбитам. Притом, их скорость может быть разной. В конце концов, вращение получается медленным.
Форма короны сферическая. А её возраст практически равен возрасту Млечного пути.

Корона Млечного пути

Газовое кольцо находится между центром галактики и его рукавами. Содержит в себе огромную концентрацию пыли и газа. На самом деле, в нём происходит активное образование звёзд.

Спиральные рукава расположены в плоскости диска. А он в свою очередь, находится в короне. У Млечного пути выделено пять основных рукавов:

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

Солнце находится в рукаве Ориона. Точнее с его внутренней стороны. Помимо этого, оно находится ближе к району диска. Примерно на расстоянии 27 тысяч световых лет от ядра. Скорость движения Солнца очень велика. Ориентировочно она составляет 250 км в секунду. К тому же, происходит движение вокруг галактического центра. Для того, чтобы совершить полный оборот по всей галактике, необходимо приблизительно 240 миллионов лет.

Что ждёт Млёчный путь

Будущее нашей галактики на данный момент стоит под вопросом.
Как оказалось, галактика находится в середине своего жизненного пути. Но конец пока никто не предрекает. Вообще-то, Млечный путь поглотил немало галактик. Более того, даже сейчас происходит всасывание звёзд из карликовой галактики, которая расположена в Стрельце.

Вероятно, что произойдёт столкновение Млечного пути с галактикой Андромеды. В этом случае учёные прогнозируют, что она поглотит нашу галактику. По подсчётам учёных произойти столкновение может примерно через 3-4 миллиарда лет. Но на нас это никак не отразится. В том смысле, что это не угрожает жизни человечества.
По крайней мере, такое развитие видят учёные для Млечного пути.

Источник: kosmosgid.ru

Источник: zen.yandex.ru

 История открытия

Открытие Галилея

Устройство галактики

Свою тайну Млечный Путь приоткрыл только в 1610 г. Именно тогда был изобретен первый телескоп, который и использовал Галилео Галилей. Знаменитый ученый увидел в прибор, что Млечный Путь – это настоящее скопище звезд, которые при рассмотрении невооруженным глазом сливались в сплошную слабо мерцающую полосу. Галилею даже удалось объяснить неоднородность строения данной полосы. Оно было вызвано наличием в небесном явлении не только звездных скоплений. Присутствуют там и темные облака. Комбинация этих двух элементов и создает удивительный образ ночного явления.

Открытие Вильяма Гершеля

Изучение Млечного Пути продолжалось и в 18-м в. В этот период его самым активным исследователем был Вильям Гершель. Известный композитор и музыкант занимался изготовлением телескопов и изучал науку о звездах. Важнейшим открытием Гершеля стал Великий План Вселенной. Этот ученый наблюдал в телескоп планеты и производил их подсчет на разных участках неба. Исследования позволили сделать вывод о том, что Млечный Путь – это своеобразный звездный остров, в котором расположено и наше Солнце. Гершель даже нарисовал схематический план своего открытия. На рисунке звездная система была изображена в виде жернова и имела вытянутую неправильную форму. Солнце при этом находилось внутри данного кольца, окружавшего наш мир. Именно так представляли нашу Галактику все ученые вплоть до начала прошлого века.

Только в 1920-х годах свет увидела работа Якобуса Каптейна, в которой Млечный Путь описывался наиболее подробно. При этом автором была дана схема звездного острова, максимально похожая на ту, которая известна нам в настоящее время. Сегодня мы знаем, что Млечный Путь – это Галактика, в составе которой находится Солнечная система, Земля и те отдельные звезды, которые видны человеку невооруженным глазом.

Какую форму имеет Млечный Путь?

Устройство галактики

При изучении галактик Эдвин Хаббл классифицировал их на различные виды эллиптических и спиральных. Спиральные галактики имеют форму диска, внутри которого находятся спиральные рукава. Поскольку Млечный путь имеет форму диска наряду со спиральными галактиками, логично предположить, что он, вероятно, является спиральной галактикой.

В 1930-х годах Р. Дж. Трюмплер понял, что оценки размера галактики Млечный Путь, совершенные Капетином и другими учеными, были ошибочными, поскольку измерения основывались на наблюдениях с помощью волн излучения в видимой области спектра. Трюмплер пришел к выводу, что огромное количество пыли в плоскости Млечного Пути поглощает свет видимого излучения. Поэтому далекие звезды и их скопления кажутся более призрачными, чем они есть на самом деле. В связи с этим, для получения точного изображения звезд и звездных скоплений внутри Млечного Пути, астрономы должны были найти способ видеть сквозь пыль.

В 1950-х годах были изобретены первые радиотелескопы. Астрономы обнаружили, что атомы водорода излучают радиацию в радиоволнах, и что такие радиоволны могут проникнуть сквозь пыль в Млечном Пути. Таким образом, стало возможно увидеть спиральные рукава этой галактики. Для этого использовалась пометка звезд по аналогии с пометками при измерениях расстояний. Астрономы поняли, что звезды спектрального класса O и B могут послужить для достижения этой цели.

Такие звезды имеют несколько особенностей:

  • яркость – они весьма заметны и часто встречаются в небольших группах или объединениях;
  • тепло – они излучают волны разной длины (видимые, инфракрасные, радиоволны);
  • короткое время жизни – они живут около 100 миллионов лет. Учитывая скорость, с которой звезды вращаются в центре галактики, они не перемещаются далеко от места рождения.

Астрономы могут использовать радиотелескопы для точного сопоставления позиций звезд спектрального класса O и B, и, руководствуясь доплеровскими смещениями радиоспектра, определять скорость их движения. После проведения таких операций со многими звездами, ученые смогли выпустить комбинированные радио и оптические карты спиральных рукавов Млечного пути. Каждый рукав назван по имени созвездия, существующего в нем.

Астрономы считают, что движение материи вокруг центра галактики создает волны плотности (области высокой и низкой плотности), такие же, как вы видите, перемешивая тесто на торт электрическим миксером. Полагается, что эти волны плотности вызвали спиральный характер галактики.

Таким образом, рассматривая небо в волнах разной длины (радио, инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские) с помощью различных наземных и космических телескопов, можно получить различные изображения Млечного Пути.

Эффект Доплера. Так же, как высокий звук сирены пожарной машины становится ниже, когда машина удаляется, движение звезд влияет на длину волн света, которые доходят от них на Землю. Этот феномен именуется эффектом Доплера. Мы можем измерить этот эффект с помощью измерения линий в спектре звезды и сравнивая их со спектром стандартной лампы. Степень доплеровского смещения показывает, насколько быстро звезда движется относительно нас. Кроме того, направление доплеровского смещения может показать нам направление движения звезды. Если спектр звезды смещается в синий конец, то звезда движется к нам; если же в красную сторону – отдаляется.

Структура Млечного Пути

Устройство галактики

Если внимательно рассмотреть структуру Млечного Пути, то мы увидим следующее:

  1. Галактический диск. Здесь сосредоточено большинство звезд Млечного Пути.

Сам диск разбит на следующие части:

  • Ядро это центр диска;
  • Дуги – области вокруг ядра, в том числе непосредственно области выше и ниже плоскости диска.
  • Спиральные рукава – это области, которые выступают наружу от центра. Наша Солнечная Система находится в одном из спиральных рукавов Млечного Пути.
  1. Шаровые скопления. Несколько сотен из них разбросаны выше и ниже плоскости диска.
  2. Гало. Это большая, тусклая область, которая окружает всю галактику. Гало состоит из газа большой температуры и, возможно, темной материи.

Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч световых лет. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска. Состоит гало в основном из очень старых, неярких звезд. Возраст сферической составляющей Галактики превышает 12 млрд лет. Центральная, наиболее плотная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галактики называется балдж (в переводе с английского «утолщение»). Вращается гало в целом очень медленно.

По сравнению с гало диск вращается заметно быстрее. Он представляет собой как бы две сложенные краями тарелки. Диаметр диска Галактики около 30 кпк (100 000 световых лет). Толщина – около 1000 световых лет. Скорость вращения не одинакова на различных расстояниях от центра. Она быстро возрастает от нуля в  центре до 200-240 км/с на расстоянии 2 тыс. световых лет от него. Масса диска в 150 млрд раз больше массы Солнца (1,99*1030 кг). В диске концентрируются молодые звезды и звездные скопления. Среди них много ярких и горячих звезд. Газ в диске Галактики распределен неравномерно, образуя гигантские облака. Основным химическим элементом в нашей Галактике является водород. Примерно на 1/4 она состоит из гелия.

Одной из самых интересных областей Галактики считается ее центр, или ядро, расположенное в направлении созвездия Стрельца. Видимое излучение центральных областей Галактики полностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи. Поэтому ее начали изучать только после создания приемников инфракрасного и радиоизлучения, которое поглощается в меньшей степени. Для центральных областей Галактики характерна сильная концентрация звезд: в каждом кубическом парсеке их многие тысячи. Ближе к центру отмечаются области ионизированного водорода и многочисленные источники инфракрасного излучения, свидетельствующие о происходящем там звездообразовании. В самом центре Галактики предполагается существование массивного компактного объекта – черной дыры массой около миллиона масс Солнца.

Одним из наиболее заметных образований являются спиральные ветви (или рукава). Они и дали название этому типу объектов – спиральные галактики. Вдоль рукавов в основном сосредоточены самые молодые звезды, многие рассеянные звездные скопления, а также цепочки плотных облаков межзвездного газа, в которых продолжают образовываться звезды. В отличие от гало, где какие-либо проявления звездной активности чрезвычайно редки, в ветвях продолжается бурная жизнь, связанная с непрерывным переходом вещества из межзвездного пространства в звезды и обратно. Спиральные рукава Млечного Пути в значительной мере скрыты от нас поглощающей материей. Подробное их исследование началось после появления радиотелескопов. Они позволили изучать структуру Галактики по наблюдениям радиоизлучения атомов межзвездного водорода, концентрирующегося вдоль длинных спиралей. По современным представлениям, спиральные рукава связаны с волнами сжатия, распространяющимися по диску галактики. Проходя через области сжатия, вещество диска уплотняется, а образование звезд из газа становится более интенсивным. Причины возникновения в дисках спиральных галактик такой своеобразной волновой структуры не вполне ясны. Над этой проблемой работают многие астрофизики.

Место Солнца в галактике

Устройство галактики

В окрестностях Солнца удаётся проследить участки двух спиральных ветвей, удалённых от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где обнаруживаются эти участки, их называют рукавом Стрельца и рукавом Персея. Солнце находится почти посередине между этими спиральными ветвями. Правда, сравнительно близко (по галактическим меркам) от нас, в созвездии Ориона, проходит ещё одна, не столь явно выраженная ветвь, считающаяся ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.

Расстояние от Солнца до центра Галактики составляет 23-28 тыс. световых лет, или 7–9 тыс. парсек. Это говорит о том, что Солнце расположено ближе к окраине диска, чем к его центру.

Вместе со всеми близкими звёздами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220–240 км/с, совершая один оборот примерно за 200 млн лет. Значит, за всё время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не больше 30 раз.

Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики практически совпадает с той скоростью, с которой в данном районе движется волна уплотнения, формирующая спиральный рукав. Такая ситуация в общем неординарна для Галактики: спиральные ветви вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы колеса, а движение звёзд, как мы видели, подчиняется совершенно иной закономерности. Поэтому почти всё звёздное население диска то попадает внутрь спиральной ветви, то выходит из неё. Единственное место, где скорости звёзд и спиральных ветвей совпадают, – это так называемая коротационная окружность, и именно на ней располагается Солнце!

Для Земли это обстоятельство крайне благоприятно. Ведь в спиральных ветвях происходят бурные процессы, порождающие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не могла бы от него защитить. Но наша планета существует в относительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов и миллиардов лет не испытывала влияния этих космических катаклизмов. Может быть, именно поэтому на Земле могла зародиться и сохраниться жизнь.

Долгое время положение Солнца среди звёзд считалось самым заурядным. Сегодня мы знаем, что это не так: в известном смысле оно привилегированное. И это нужно учитывать, рассуждая о возможности существования жизни в других частях нашей Галактики.

Расположение звезд

Устройство галактики

На безоблачном ночном небе Млечный Путь виден с любой точки нашей планеты. Однако взгляду человека доступна только часть Галактики, которая представляет собой систему звезд, находящихся внутри рукава Ориона. Что такое Млечный Путь? Определение в пространстве всех его частей становится наиболее понятным, если рассматривать звездную карту. В таком случае становится ясно, что Солнце, освещающее Землю, располагается практически на диске. Это почти край Галактики, где расстояние от ядра равно 26-28 тыс. световых лет. Двигаясь со скоростью 240 километров в час, Светило тратит на один оборот вокруг ядра 200 миллионов лет, так что за все время своего существования оно путешествовало по диску, обогнув ядро, всего тридцать раз. Наша же планета находится в так называемом коротационном кругу. Это такое место, в котором скорость вращения рукавов и звезд идентичны. Для данного круга характерен повышенный уровень радиации. Именно поэтому жизнь, как полагают ученые, могла возникнуть только на той планете, возле которой находится небольшое количество звезд. Такой планетой и явилась наша Земля. Она находится на периферии Галактики, в самом спокойном ее месте. Именно поэтому на нашей планете в течение нескольких миллиардов лет не было глобальных катаклизмов, которые часто происходят во Вселенной.  

Как будет выглядеть смерть Млечного Пути?

Космическая история гибели нашей галактики начинается здесь и сейчас. Мы можем слепо озираться вокруг, думая, что Млечный Путь, Андромеда (наша старшая сестра) и кучка неизвестных – наши космические соседи – это и есть наш дом, но на деле всего гораздо больше. Пришло время изучить, что еще есть вокруг нас. Поехали.

  • Галактика Треугольника. С массой примерно в 5% от массы Млечного Пути, это третья по величине галактика в местной группе. Она имеет спиральную структуру, собственные спутники и может быть спутником галактики Андромеды.
  • Большое Магелланово Облако. Эта галактика составляет всего 1% от массы Млечного Пути, но является четвертой по величине в нашей местной группе. Она находится очень близко к нашему Млечному Пути – менее чем в 200 000 световых годах от нас – и в ней продолжается процесс активного звездообразования, поскольку приливные взаимодействия с нашей галактикой приводят к коллапсу газа и порождают новые, горячие и большие звезды во Вселенной.
  • Малое Магелланово Облако, NGC 3190 и NGC 6822. Все они имеют массу от 0,1% до 0,6% Млечного Пути (и непонятно, какая из них больше) и все три являются самостоятельными галактиками. В каждой из них содержится больше миллиарда солнечных масс материала.
  • Эллиптические галактики M32 и M110. Они могут быть «всего лишь» спутниками Андромеды, но в каждой из них больше миллиарда звезд, и по массе они могут даже превосходить номера 5, 6 и 7.

Кроме того, существует как минимум 45 других известных галактик – поменьше – составляющих нашу местную группу. У каждой из них есть ореол темной материи, окружающей ее; каждая из них гравитационно привязана к другой, находящейся на расстоянии 3 миллионов световых лет. Несмотря на их размеры, массу и величину, ни одной из них не останется через несколько миллиардов лет.

Устройство галактики

Итак, главное

По мере течения времени, галактики взаимодействуют гравитационно. Они не только стягиваются за счет гравитационного притяжения, но и взаимодействуют приливно. Обычно мы говорим о приливах в контексте Луны, притягивающей земные океаны и создающей приливы и отливы, и это отчасти правда. Но с точки зрения галактики приливы – это менее заметный процесс. Часть небольшой галактики, которая находится близко к большой, будет притягиваться с большей гравитационной силой, а часть, которая находится дальше, будет испытывать меньше притяжения. В результате небольшая галактика вытянется и в конечном итоге разорвется под влиянием притяжения.

Небольшие галактики, которые являются частью нашей местной группы, включая оба Магелланова облака и карликовые эллиптические галактики, будут разорваны именно так, и их вещество будет включено в крупные галактики, с которыми они сливаются. «Ну и что», скажете вы. Ведь это не совсем смерть, потому что большие галактики останутся живы. Но даже они не будут существовать вечно в таком состоянии. Через 4 миллиарда лет взаимное гравитационное притяжение Млечного Пути и Андромеды затянет галактики в гравитационный танец, который приведет к большому слиянию. Хотя на этот процесс уйдут миллиарды лет, спиральная структура обеих галактик будет уничтожена, что приведет к созданию единой, гигантской эллиптической галактики в ядре нашей местной группы: Млекомеды.

Небольшой процент звезд будет выброшен во время такого слияния, но большинство останется невредимыми, при этом случится большой всплеск звездообразования. В конце концов, остальные галактики в нашей местной группе тоже будут всосаны, и останется одна большая гигантская галактика, пожравшая остальные. Этот процесс будет протекать во всех связанных группах и скоплениях галактик по всей Вселенной, пока темная энергия будет расталкивать отдельные группы и скопления друг от друга. Но ведь и это нельзя назвать смертью, ведь галактика-то останется. И некоторое время будет так. Но галактика состоит из звезд, пыли и газа, и всему когда-нибудь придет конец.

По всей Вселенной галактические слияния будут проходить десятки миллиардов лет. За это же время темная энергия растащит их по всей Вселенной до состояния полного уединения и недоступности. И хотя последние галактики за пределами нашей локальной группы не исчезнут, пока не пройдут сотни миллиардов лет, звезды в них будут жить. Самые долгоживущие звезды, существующие сегодня, будут продолжать сжигать свое топливо десятки триллионов лет, а из газа, пыли и звездных трупов, населяющих каждую галактику, будут появляться новые звезды – хотя все меньше и все реже.

Когда сгорят последние звезды, останутся только их трупы – белые карлики и нейтронные звезды. Они будут сиять сотни триллионов или даже квадриллионов лет, прежде чем погаснут. Когда случится и эта неизбежность, нам останутся коричневые карлики (неудавшиеся звезды), которые случайно сливаются, заново зажигают ядерный синтез и создают звездный свет на протяжении десятков триллионов лет.

Когда же через десятки квадриллионов лет в будущем погаснет последняя звезда, в галактике все равно будет оставаться некоторая масса. Значит и это нельзя назвать «истинной смертью».

Все массы гравитационно взаимодействуют между собой, и гравитационные объекты разных масс проявляют странные свойства при взаимодействии:

  • Повторные «подходы» и близкие проходы вызывают обмены скорости и импульсов между ними.
  • Объекты с низкой массой выбрасываются из галактики, а объекты с более высокой массой погружаются в центр, теряя скорость.
  • На протяжении достаточно длительного периода времени, большая часть массы окажется выброшенной, а лишь небольшая часть оставшихся масс будет жестко привязана.

В самом центре этих галактических останков будет сверхмассивная черная дыра, в каждой галактике, а остальные галактические объекты будут вращаться вокруг увеличенной версии нашей собственной Солнечной системы. Разумеется, эта структура будет последней, и поскольку черная дыра будет максимально большой, она съест все, до чего сможет дотянуться. В центре Млекомеды будет объект в сотни миллионов раз массивнее нашего Солнца.

Но ведь и ей наступит конец?

Устройство галактики

Благодаря явлению излучения Хокинга, даже эти объекты однажды распадутся. Потребуется порядка 1080 – 10100 лет, в зависимости от того, насколько массивной станет наша сверхмассивная черная дыра в процессе роста, но конец грядет. После этого останки, вращающиеся вокруг галактического центра, развяжутся и оставят только гало темной материи, которое тоже может произвольно диссоциировать, в зависимости от свойств этой самой материи. Без какой-либо материи уже не будет ничего, что мы когда-то называли местной группой, Млечным Путем и другими милыми сердцу именами.

Мифология

Армянская, арабская, валахская, еврейская, персидская, турецкая, киргизская

По одному из армянских мифов о Млечном Пути, бог Ваагн, предок армян, суровой зимой украл у родоначальника ассирийцев Баршама солому и скрылся в небе. Когда он шёл со своей добычей по небу, то ронял на своём пути соломинки; из них и образовался светлый след на небе (по-армянски «Дорога соломокрада»). О мифе про рассыпанную солому говорят также арабское, еврейское, персидское, турецкое и киргизское названия (кирг. саманчынын жолу – путь соломщика) этого явления. Жители Валахии считали, что эту солому Венера украла у Святого Петра.

Бурятская

Согласно бурятской мифологии, добрые силы творят мир, видоизменяют вселенную. Так, Млечный Путь возник из молока, которое Манзан Гурме нацедила из своей груди и выплеснула вслед обманувшему её Абай Гесеру. По другой версии, Млечный Путь – это «шов неба», зашитого после того, как из него высыпались звёзды; по нему, как по мосту, ходят тенгри.

Венгерская

По венгерской легенде, Аттила спустится по Млечному Пути, если секеям будет угрожать опасность; звёзды представляют собой искры от копыт. Млечный Путь. соответственно, называется «дорогой воинов».

Древнегреческая

Этимологию слова Galaxias (Γαλαξίας) и его связь с молоком (γάλα) раскрывают два схожих древнегреческих мифа. Одна из легенд рассказывает о разлившемся по небу материнском молоке богини Геры, кормившей грудью Геракла. Когда Гера узнала, что младенец, которого она кормит грудью, не её собственное дитя, а незаконный сын Зевса и земной женщины, она оттолкнула его, и пролитое молоко стало Млечным Путём. Другая легенда говорит о том, что пролитое молоко – это молоко Реи, жены Кроноса, а младенцем был сам Зевс. Кронос пожирал своих детей, так как ему было предсказано, что он будет свергнут собственным сыном. У Реи зародился план, как спасти своего шестого ребёнка, новорождённого Зевса. Она обернула в младенческие одежды камень и подсунула его Кроносу. Кронос попросил её покормить сына ещё раз, перед тем как он его проглотит. Молоко, пролитое из груди Реи на голый камень, впоследствии стали называть Млечным Путём.

Индийская

Древние индийцы считали Млечный Путь молоком вечерней красной коровы, проходящей по небу. В Ригведе Млечный Путь назван тронной дорогой Арьямана. Бхагавата-пурана содержит версию, по которой Млечный Путь – это живот небесного дельфина.

Инкская

Главными объектами наблюдения в астрономии инков (что нашло отражение в их мифологии) на небосклоне являлись тёмные участки Млечного Пути – своеобразные «созвездия» в терминологии андских культур: Лама, Детёныш Ламы, Пастух, Кондор, Куропатка, Жаба, Змея, Лиса; а также звёзды: Южный крест, Плеяды, Лира и многие другие.

Кетская

В кетских мифах, аналогично селькупским, Млечный Путь описывается как дорога одного из трёх мифологических персонажей: Сына неба (Еся), который ушёл охотиться на западную сторону неба и там замёрз, богатыря Альбэ, преследовавшего злую богиню, или первого шамана Доха, поднимавшегося этой дорогой к Солнцу.

Китайская, вьетнамская, корейская, японская

Устройство галактики

В мифологиях синосферы Млечный Путь называют и сравнивают с рекой (во вьетнамском, китайском, корейском и японском языках сохраняется название «серебряная река». Китайцы так же иногда называли Млечный Путь «Жёлтой дорогой», по цвету соломы.

Коренных народов северной Америки

Хидатса и эскимосы называют Млечный Путь «Пепельным». Их мифы говорят о девушке, рассыпавшей по небу пепел, чтобы люди могли найти дорогу домой ночью. Шайенны считали, что Млечный Путь – это грязь и ил, поднятые брюхом плывущей по небу черепахи. Эскимосы с Берингова пролива – что это следы Ворона-творца, шедшего по небу. Чероки полагали, что Млечный Путь образовался, когда один охотник украл жену другого из ревности, а её собака стала есть кукурузную муку, оставшуюся без присмотра, и рассыпала её по небу (этот же миф встречается у койсанского населения Калахари) . Другой миф того же народа говорит о том, что Млечный Путь – это след собаки, тащившей что-то по небу. Ктунаха называли Млечный Путь «собачьим хвостом», черноногие называли его «волчьей дорогой». Вайандотский миф говорит о том, что Млечный Путь – это место, где души умерших людей и собак собираются вместе и танцуют.

Маори

В мифологии маори Млечный Путь считается лодкой Тама-ререти. Нос лодки – созвездие Ориона и Скорпион, якорь – Южный Крест, Альфа Центавра и Хадар – канат. Согласно легенде, однажды Тама-ререти плыл на своём каноэ и увидел, что уже поздно, а он далеко от дома. Звёзд на небе не было, и, боясь, что Танифа может напасть, Тама-ререти стал бросать в небо сверкающую гальку. Небесному божеству Рангинуи понравилось то, что он делал, и он поместил лодку Тама-ререти на небо, а гальку превратил в звёзды.

Финская, литовская, эстонская, эрзянская, казахская

Финское название – фин. Linnunrata – означает «Путь птиц»; аналогичная этимология и у литовского названия. Эстонский миф также связывает Млечный («птичий») Путь с птичьим полётом.

Эрзянское название – «Каргонь Ки» («Журавлиная Дорога»).

Казахское название – «Құс жолы» («Путь птиц»).

Интересные факты о галактике Млечный Путь

Устройство галактики

  • Млечный Путь начал формирование как скопление плотных областей после Большого Взрыва. Первые появившиеся звезды пребывали в шаровых скоплениях, которые продолжают существовать. Это древнейшие звезды галактики;
  • Галактика увеличила свои параметры за счет поглощения и слияния с другими. Сейчас она отбирает звезды у Карликовой галактики Стрельца и Магеллановых Облаков;
  • Млечный Путь движется в пространстве с ускорением в 550 км/с по отношению к реликтовому излучению;
  • В галактическом центре скрывается сверхмассивная черная дыра Стрелец А*. По массе в 4.3 млн. раз превышает солнечную;
  • Газ, пыль и звезды вращаются вокруг центра на скорости в 220 км/с. Это стабильный показатель, подразумевающий наличие оболочки из темной материи;
  • Через 5 млрд. лет ожидается столкновение с галактикой Андромеды.

Видео

Источник: asteropa.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.