Фактът, че материята във Вселената не е разпръсната, а концентрирана в гигантски звездни купове, учените приемат още през 18 век (И. Кант, В. Хершел), но окончателно се убеждават в това едва в началото на 20 век. .

Звездните системи, свързани от гравитацията, се наричат ​​галактики.

Нашето Слънце е част от галактиката млечен път(иначе нашата галактика се обозначава с дума с главна буква - Галактика). Дебелината на нашата галактика е не повече от 1% от нейния диаметър, тоест тя прилича на диск по форма или по-точно на две плочи, сгънати по краищата. Този компонент на Галактиката се нарича звездендиск

(страничен изглед)

Дискът на Галактиката няма ясно очертана граница, както земната атмосфера няма ясна горна граница. Но в равнината на този диск плътността на звездите е много по-висока, отколкото извън него.

Галактическият диск се върти около центъра си. Въртенето на Галактиката се извършва по посока на часовниковата стрелка, когато се гледа Галактиката от нейния северен полюс, разположен в съзвездието Coma Berenices. Галактическият диск има спирална структура, което дава името на този тип звездни купове - спирални галактики. Спиралите са вълни, разпространяващи се към въртенето на диска на Галактиката с постоянна ъглова скорост. Звездите вътре в диска се движат по кръгови траектории около центъра на Галактиката с постоянна линейна скорост. Следователно ъгловата скорост на въртене зависи от разстоянието до центъра, като намалява с разстоянието от него. Скоростта на Слънцето, което се намира в покрайнините на Галактиката, е 220-250 km/s. В центъра на диска на Галактиката има удебеляване -с диаметър 1300 парсека. Намира се в съзвездието Стрелец. В ядрото има много висока концентрация на звезди: звездната плътност тук е милиони пъти по-голяма, отколкото в близост до Слънцето. Но въпреки факта, че толкова много звезди са концентрирани в ядрото, това не може да се наблюдава дълго време, защото близо до равнината на симетрия на Галактиката има огромни тъмни облаци прах, които поглъщат светлината на звездите. Те крият ядрото на Галактиката от нас. Следователно стана възможно да се изследва едва след създаването на приемници на инфрачервено и радио лъчение, които се абсорбират в по-малка степен. Между другото, изучаването на нашата родна Галактика също е трудно за нас, защото сме вътре в нея - по-лесно е да изучаваме всеки обект отвън. Освен това Слънцето се намира в равнината на звездния диск: тук плътността на междузвездната материя е висока и това усложнява наблюденията поради поглъщането на светлината.

В допълнение към огромен брой звезди, в централната област на Галактиката има околоядрен газов диск с радиус над 1000 светлинни години, който се състои главно от молекулярен водород. В самия център на Галактиката се подозира съществуването на черна дупка с маса около милион слънчеви маси.

Вторият компонент на Галактиката, който всъщност определя нейните външни размери, има сферична форма. Нарича се ореол. Радиусът на ореола е значително по-голям от размера на диска - достига няколкостотин хиляди светлинни години. Центърът на симетрия на ореола на Млечния път съвпада с центъра на галактическия диск.

Халото, подобно на диска, се върти около центъра на Галактиката, но с много по-ниска скорост, тъй като звездите в ореола се движат доста произволно.

Централната част на ореола - в рамките на няколко хиляди светлинни години от центъра на Галактиката - е най-плътната, тя се нарича издутина(от английска дума издутина, което означава „удебеляване“, „подуване“).

В допълнение към единичните звезди, Галактиката съдържа звездни купове. Те се делят на отворени клъстери, кълбовидни куповеИ звездни асоциации.

Отворени звездни куповенамерени близо до галактическата равнина, където са концентрирани натрупвания от прах и междузвезден газ. Вече са известни повече от 1200 отворени клъстера, 500 от които са подробно проучени сред тях са Плеядите и Хиадите в съзвездието Телец. Общият брой на отворените клъстери в Галактиката може да достигне сто хиляди, всеки от които съдържа от няколкостотин до няколко хиляди звезди. Тяхната маса е малка и следователно гравитационното поле не може да ги задържа дълго време в малък обем пространство, така че отворените клъстери се разпадат в продължение на милиарди години.

Кълбовидни звездни куповесилно се открояват на звездния фон поради значителния брой звезди в тях и ясната им сферична форма. Диаметърът на кълбовидните купове варира от 20 до 100 парсека. В зората на еволюцията на Галактиката около нея бродеха хиляди кълбовидни купове. Много от тях са унищожени в резултат на сблъсъци един с друг или с галактическия център. Днес в нашата Галактика са останали около 200 кълбовидни купа и те са разположени в сферичен ореол. Това са най-старите образувания в нашата Галактика – възрастта им е от 10 до 12 милиарда години. Възрастта на звездите, които съставляват кълбовидните купове, е много важна: те са преминали през дълъг еволюционен път и са се превърнали в неутронни звезди или бели джуджета. Звездите в кълбовидните купове се движат по орбитите си около центъра на купа, а самият куп от своя страна се движи по орбита около центъра на Галактиката.

Третият тип клъстери е звездни асоциации. Това са групи от млади звезди, така наречените OB асоциации. Те са с дължина от 15 до 300 парсека и съдържат от няколко десетки до няколкостотин млади звезди - горещи сини гиганти и свръхгиганти. Тъй като гигантите от ранните спектрални типове бързо преминават през пътя на еволюцията, всички звезди са се образували по едно и също време и имат малка възраст. Съществуват и Т асоциации, съдържащи променливи звезди, които са в най-ранните етапи на звездната еволюция.

Най-младите звезди (на възраст няколко десетки милиона години), откритите звездни купове и асоциации, както и плътните облаци от междузвезден газ, в които звездите продължават да се образуват, са концентрирани по протежение на ръкавите на звездния диск. Експлозиите на свръхнова се наблюдават по-често в спирални ръкави. По-старите звезди в спирална галактика като нашето Слънце са разположени както във, така и между ръкавите, създавайки доста равномерно разпределение на звездите в диска. За разлика от ореола, където проявите на звездна активност са изключително редки, в клоните продължава бурен живот, свързан с непрекъснатия преход на материята от междузвездното пространство към звездите и обратно. Активното звездообразуване в спиралните ръкави е свързано с по-висока плътност на материята в тях. Поради това се увеличава средното налягане върху газовите облаци, разположени в междузвездното пространство. Когато газов облак навлезе в по-плътната част на спиралния ръкав, повишеното налягане кара облака да се раздели на по-малки бучки материал, които могат да се кондензират в звезди. В резултат на този процес вътре в спиралните ръкави се раждат звезди. По този начин ръцете са като гигантски космически инкубатор, в който младите звезди са разположени близо до предната граница на ръцете. Звездите в галактическия диск се наричат ​​население тип I.

Ореолът се състои главно от много стари, тъмни малки звезди, възникнали в ранните етапи от еволюцията на Галактиката - възрастта им е около 12 милиарда години. Те са разположени както поотделно, така и под формата на кълбовидни купове, включващи повече от милион звезди. Звездите от сферичния компонент са концентрирани към центъра на Галактиката и плътността на материала на ореола бързо намалява с разстоянието от него. Хало звездите се наричат ​​население тип II.

Пространството между звездите е изпълнено с разредена материя, радиация и магнитно поле. Дискът съдържа особено много междузвезден прах с температура 15–25 K, който се е образувал в резултат на живота на звездите. Средният радиус на прашинките е част от микрометъра. Понастоящем се смята, че праховите зърна се състоят от смес от железни и силикатни частици, покрити с черупки от органични молекули и лед. Общата маса на праха е само 0,03% от общата маса на Галактиката, но общата му светимост е 30% от яркостта на звездите и напълно определя излъчването на Галактиката в инфрачервения диапазон.

Анализът на движението на телата в Галактиката показа, че нейната маса трябва да бъде с порядък по-голяма от тази, която определяме от видимите обекти. Това означава, че в допълнение към ореола, изпъкналостта и диска, с намиращите се в тях звезди и газ, има огромни количества невидима материя, която се проявява само в гравитационно взаимодействие, но не се открива от никакви инструменти. Наричаше се тъмна материя. Дискът и ореолът на Галактиката са потопени в корона от тъмна материя, чийто размер и маса е 10 пъти по-голям от размера на диска и масата на видимата материя на Галактиката. Тъмна маса съществува не само в нашата Галактика, но и в междугалактическото пространство. Природата на скритата маса във Вселената все още е неясна - все още не знаем от какво е направена.

Нашата галактика се нарича Млечен път; в нея има стотици милиарди звезди. До 1924 г. се смяташе, че нашата галактика е единствената в космоса; редица открития, направени по тези въпроси, промениха представата за света. Вселената не свършва отвъд Млечния път; днес вече е известно, че сме заобиколени от около двеста милиарда галактики, всяка от които е уникална по свой начин.

Всички галактики се характеризират с общ модел: те са агресивни, раждат се насилствено и умират насилствено. Галактиката, наречена Млечен път, е огромна, нейните размери се изчисляват в светлинни години (светлинна година е около 10 трилиона километра). Нашата галактика е на малко над 12 милиарда години и се счита за сравнително малка галактика във Вселената.

Как работи галактиката, на първо място, това е огромен клъстер от звезди, който наброява повече от сто милиарда. Млечният път изглежда като огромен диск с удебеляване в центъра, със спираловидни рамена с гигантски размери. В космоса има безброй такива системи. Експертите смятат, че галактиките са се образували в резултат на гигантска експлозия в космоса.

В резултат на това след около 200 милиона години се образуват първите звезди, които гравитацията в крайна сметка привлича в галактики, т.е. появява се Вселената. Млечният път, подобно на галактики като него, се състои от множество малки структури. Гравитационните сили събраха и завъртяха звездите, това продължи, докато гравитацията не превърна такъв клъстер в плосък диск.

Малко по-късно звездите и газът са образували гигантски звездни ръце; според учените подобни процеси са се случвали повече от един милиард пъти във Вселената. Всяка от съществуващите галактики се върти около един център. Според учените само черна дупка може да промени поведението на галактика, и то не просто дупка, а свръхмасивна.

„Храната“ за свръхмасивните черни дупки са газ и звезди, които се абсорбират в огромни количества. Ако се консумира много такава „храна“, тя може да се освободи под формата на лъч чиста енергия. Това явление се нарича квазар, когато астрономите видят такова явление в някоя галактика, това означава, че там има супермощна черна дупка.

В центъра на нашата галактика има свръхмасивна черна дупка, чийто размер в центъра на Млечния път е 24 милиона км. Изглежда как се движи галактиката, защото черната дупка е мощен източник на гравитация и под нейно влияние звездната система трябва да се разпадне. Учените астрономи стигнаха до извода, че има още по-мощна сила от свръхмасивна черна дупка, те й дадоха името черна материя. Има още по-мощна сила на привличане.

Черната материя е не само свързващата сила на галактиката, но и я поддържа и допринася за нейното ново раждане. То е невидимо и неосезаемо, но се смята, че е постоянно сред нас. Що се отнася до вероятността планетата Земя да попадне в черна дупка е вероятна, учените смятат, че тя е минимална. В края на краищата, дори по космически стандарти, тя се намира на голямо разстояние от черната дупка - около 2500 светлинни години.

Нашата галактика - Млечен път

© Владимир Каланов
"Знанието е сила".

Гледайки нощта звездно небе, можете да видите слабо светеща белезникава ивица, която пресича небесната сфера. Това дифузно сияние идва както от няколкостотин милиарда звезди, така и от разсейването на светлината от малки частици прах и газ в междузвездното пространство. Това е нашата галактика Млечен път. Млечният път е галактиката, към която принадлежи слънчева системасъс своите планети, включително Земята. Вижда се от всяка точка на земната повърхност. Млечният път образува пръстен, така че от всяка точка на Земята виждаме само част от него. Млечният път, който изглежда като неясен път на светлината, всъщност се състои от огромен брой звезди, които не се виждат поотделно с просто око. Първо в началото на XVII ввекове, той си помисли за това, когато насочи направения от него телескоп към Млечния път. Това, което видя Галилей за първи път, му спря дъха. На мястото на огромната белезникава ивица на Млечния път пред погледа му се отвориха искрящи купове от безброй звезди, видими поотделно. Днес учените смятат, че Млечният път съдържа огромен брой звезди - около 200 милиарда.

Ориз. 1 схематично представяне на нашата Галактика и околния ореол.

Млечният път е галактика, състояща се от голямо плоско - основно - тяло с форма на диск с диаметър, надвишаващ разстояние от 100 хиляди светлинни години. Самият диск на Млечния път е „сравнително тънък“ – дебел няколко хиляди светлинни години. Повечето от звездите са разположени вътре в диска. По своята морфология дискът не е компактен, има сложна структура, вътре в него има неравномерни структури, които се простират от ядрото до периферията на Галактиката. Това са така наречените „спирални ръкави“ на нашата Галактика, зони с висока плътност, където нови звезди се образуват от облаци междузвезден прах и газ.

Ориз. 2 Център на галактиката. Условно тонално изображение на центъра на Млечния път.

Обяснение на снимката: Източникът на светлина в средата е Стрелец А, активна зона на звездообразуване, разположена близо до галактическото ядро. Центърът е заобиколен от газов пръстен (розов кръг). Външният пръстен съдържа молекулярни облаци (оранжево) и йонизирано водородно пространство в розово.

Галактическото ядро ​​се намира в централната част на диска на Млечния път. Ядрото се състои от милиарди стари звезди. Централната част на самото ядро ​​е много масивна област с диаметър само няколко светлинни години, вътре в която, според последните астрономически изследвания, има свръхмасивна черна дупка, вероятно дори няколко черни дупки, с маси около 3 милиона слънца.

Около диска на Галактиката има сферичен ореол (корона), съдържащ галактики джуджета (Голям и Малък Магеланов облак и др.), кълбовидни звездни купове, отделни звезди, групи от звезди и горещ газ. Някои от отделните групи звезди взаимодействат с кълбовидни купове и галактики джуджета. Съществува хипотеза, произтичаща от анализ на структурата на халото и траекториите на движение на звездните купове, че кълбовидните купове, както и самата галактическа корона, може да са останки от бивши сателитни галактики, погълнати от нашата Галактика в резултат на предишни взаимодействия и сблъсъци.

Според научните предположения нашата Галактика също съдържа тъмна материя, която може би е много по-изобилна от цялата видима материя във всички диапазони на наблюдение.

В покрайнините на Галактиката са открити плътни области от газ с размери няколко хиляди светлинни години, с температура 10 000 градуса и маса 10 милиона слънца.

Нашето Слънце е почти на диска, на разстояние около 28 000 светлинни години от центъра на Галактиката. С други думи, тя се намира в периферията, на разстояние почти 2/3 от галактическия радиус от центъра, което е разстояние от около 8 килопарсека от центъра на нашата Галактика.

Ориз. 3 Равнината на Галактиката и равнината на Слънчевата система не съвпадат, а са под ъгъл една спрямо друга.

Позиция на Слънцето в Галактиката

Положението на Слънцето в Галактиката и неговото движение също се обсъждат подробно в раздела „Слънце“ на нашия уебсайт (вижте). За пълно въртене на Слънцето са необходими около 250 милиона години (според някои източници 220 милиона години), които представляват галактическа година (скоростта на Слънцето е 220 km/s, т.е. почти 800 000 km/h! ). На всеки 33 милиона години Слънцето пресича галактическия екватор, след което се издига над своята равнина на височина от 230 светлинни години и отново се спуска към екватора. Отнема, както вече беше споменато, около 250 милиона години, за да завърши пълното въртене на Слънцето.

Тъй като ние сме вътре в Галактиката и я гледаме отвътре, нейният диск изглежда видим на небесната сфера като лента от звезди (това е Млечният път) и следователно е трудно да се определи реалната триизмерна пространствена структура на Млечния път от Земята.

Ориз. 4 пълно изследване на небето в галактически координати, получено при 408 MHz (дължина на вълната 73 cm), показано в фалшив цвят.

Радиоинтензитетът се показва на линейна цветова скала от тъмно синьо (най-нисък интензитет) до червено (най-висок интензитет). Ъгловата разделителна способност на картата е приблизително 2°. Много добре известни радиоизточници се виждат по протежение на галактическата равнина, включително остатъците от свръхнова на Касиопея А и мъглявината Рак.
Ясно се виждат комплекси от местни ръкави (Swan X и Parus X), заобиколени от дифузно радиоизлъчване. Дифузното радиоизлъчване на Млечния път е главно синхротронно излъчване от електрони на космически лъчи, тъй като те взаимодействат с магнитното поле на нашата Галактика.

Ориз. 5 Две изображения на цялото небе, базирани на данни, получени през 1990 г. от DIRBE Diffuse Infrared Background Experiment на сателита COBE.

И двете изображения показват силна радиация от Млечния път. Горната снимка показва комбинирани данни за емисии при 25, 60 и 100 микрона дължини на вълната в далечния инфрачервен диапазон, показани съответно в синьо, зелено и червено. Това лъчение идва от студен междузвезден прах. Бледосиният фон на радиация се генерира от междупланетен прах в Слънчевата система. Долното изображение комбинира данни за емисиите при 1,2, 2,2 и 3,4 микрона в близкия инфрачервен диапазон, показани съответно в синьо, зелено и червено.

Нова карта на Млечния път

Млечният път може да се класифицира като спирална галактика. Както вече казахме, той се състои от основно тяло под формата на плосък диск с диаметър повече от 100 000 светлинни години, в който се намират повечето звезди. Дискът има некомпактна структура и е очевидна неравномерната му структура, започваща от ядрото и достигаща до периферията на Галактиката. Това са спираловидни разклонения на области с най-висока плътност на материята, т.нар. спирални ръкави, в които протича процесът на образуване на нови звезди, започващ в междузвездни газови и прахови облаци. Нищо не може да се каже за причината за появата на спиралните ръкави, освен че ръкавите винаги се появяват в числени симулации на раждането на галактика, ако масата и въртящият момент са дадени достатъчно големи.

За да видите описанието, докоснете клетката за дълго време За увеличаване на изображението - накратко За да се върнете от изображението - клавиш за връщане на вашия телефон или браузър

Нов компютърно генериран триизмерен модел на Млечния път с реалното местоположение на стотици хиляди мъглявини и звезди.
© National Geographic Society, Вашингтон, окръг Колумбия 2005 г.

Въртене на части от галактиката

Части от галактиката се въртят с различни скорости около центъра си. Ако можехме да погледнем Галактиката „отгоре“, щяхме да видим плътно и ярко ядро, вътре в което звездите са разположени много близо една до друга, както и ръкави. В тях звездите са концентрирани по-малко компактно.

Посоката на въртене на Млечния път, както и на подобни спирални галактики (посочени на картата в долния ляв ъгъл, когато са увеличени) е такава, че спиралните ръкави изглежда се извиват. И тук е необходимо да се съсредоточи вниманието върху тази конкретна точка. По време на съществуването на Галактиката (най-малко 12 милиарда години, според всички съвременни оценки) спиралните разклонения ще трябва да се завъртят около центъра на Галактиката няколко десетки пъти! А това не се наблюдава нито в други галактики, нито в нашата. Още през 1964 г. Q. Lin и F. Shu от САЩ предложиха теория, според която спиралните ръкави не са някакви материални образувания, а вълни от плътност на материята, които се открояват на гладкия фон на галактиката главно поради активното звездообразуване в тях протича, съпроводено с раждането на звезди с висока яркост. Въртенето на спиралния ръкав няма нищо общо с движението на звездите в галактическите орбити. На къси разстояния от ядрото орбиталните скорости на звездите надвишават скоростта на рамото и звездите се „вливат“ в него отвътре и излизат отвън. На големи разстояния е точно обратното: ръката сякаш бяга към звездите, временно ги включва в състава си и след това ги изпреварва. Що се отнася до ярките OB звезди, които определят модела на ръкава, те, родени в ръкава, завършват относителнократък живот

, без да има време да напусне ръкава по време на неговото съществуване.

Газовият пръстен и движението на звездите

Според една от хипотезите за структурата на Млечния път между центъра на Галактиката и спиралните ръкави има и т.нар.

За да се улесни задачата на звездната кинематика, звездите са разделени на семейства според определени характеристики, възраст, физически данни и местоположение в галактиката. По-голямата част от младите звезди, концентрирани в спирални ръкави, имат скорост на въртене (спрямо галактическия център, разбира се) от няколко километра в секунда. Смята се, че такива звезди са имали твърде малко време за взаимодействие с други звезди; те не са „използвали“ взаимно привличане, за да увеличат скоростта си на въртене. Звездите на средна възраст имат по-високи скорости.

Старите звезди имат най-висока скорост; те са разположени на сферичен ореол, заобикалящ нашата Галактика на разстояние до 100 000 светлинни години от центъра. Скоростта им надхвърля 100 km/s (като кълбовидните звездни купове).

Във вътрешните области, където те са плътно концентрирани, Галактиката в своето движение се проявява подобно на твърдо тяло. В тези региони скоростта на въртене на звездите е право пропорционална на разстоянието им от центъра. Кривата на въртене ще се появи като права линия.

В периферията Галактиката в движение вече не прилича на твърдо тяло. В тази част той не е „населен“ достатъчно плътно небесни тела. „Кривата на въртене“ за периферните региони ще бъде „кеплеровска“, подобно на правилото за неравномерната скорост на движение на планетите в Слънчевата система. Скоростта на въртене на звездите намалява, когато се отдалечават от центъра на галактиката.

Звездни купове

Не само звездите са в постоянно движение, но и други небесни обекти, обитаващи Млечния път: това са отворени и кълбовидни звездни купове, мъглявини и др. Движението на кълбовидните звездни купове - плътни образувания, които включват стотици хиляди стари звезди - заслужава специално изследване. Тези клъстери имат ясна сферична форма, движат се около центъра на Галактиката по удължени елиптични орбити, наклонени към нейния диск. Скоростта им на движение е средно около двеста км/сек. Кълбовидните звездни купове пресичат диска на интервали от няколко милиона години. Като сравнително плътно групирани образувания, те са относително стабилни и не се разпадат под въздействието на гравитацията на равнината на Млечния път. При отворените звездни купове нещата са различни. Те се състоят от няколкостотин или хиляди звезди и са разположени главно в спирални ръкави. Звездите там не са толкова близо една до друга. Смята се, че отворените звездни купове са склонни да се разпадат след няколко милиарда години съществуване. Кълбовидните звездни купове са стари по отношение на образуването си, те могат да бъдат на около десет милиарда години, отворените купове са много по-млади (броят варира от милион до десетки милиони години), много рядко тяхната възраст надвишава един милиард години.

Уважаеми посетители!

Нашата Галактика. Загадките на Млечния път

До известна степен знаем повече за далечните звездни системи, отколкото за нашата родна Галактика - Млечния път. По-трудно е да се изследва нейната структура, отколкото структурата на всяка друга галактика, защото тя трябва да се изучава отвътре и много неща не се виждат толкова лесно. Междузвездните облаци прах поглъщат светлината, излъчвана от безброй далечни звезди.

Едва с развитието на радиоастрономията и появата на инфрачервените телескопи учените успяха да разберат как работи нашата Галактика. Но много подробности остават неясни и до днес. Дори броят на звездите в Млечния път се оценява доста грубо. Най-новите електронни справочници дават цифри от 100 до 300 милиарда звезди.

Не толкова отдавна се смяташе, че нашата Галактика има 4 големи ръкава. Но през 2008 г. астрономи от университета на Уисконсин публикуваха резултатите от обработката на около 800 000 инфрачервени изображения, направени от космическия телескоп Spitzer. Техният анализ показа, че Млечният път има само два ръкава. Що се отнася до другите клони, те са само тесни странични клони. И така, Млечният път е спирална галактика с два ръкава. Трябва да се отбележи, че повечето известни ни спирални галактики също имат само два ръкава.

„Благодарение на телескопа Spitzer имаме възможност да преосмислим структурата на Млечния път“, каза астрономът Робърт Бенджамин от Университета на Уисконсин, говорейки на конференция на Американското астрономическо общество. – Ние усъвършенстваме нашето разбиране за Галактиката по същия начин, както пионерите преди векове, пътувайки през към земното кълбо, изясни и преосмисли предишните идеи за това как изглежда Земята.“

От началото на 90-те години на 20-ти век наблюденията, извършвани в инфрачервения диапазон, все повече променят познанията ни за структурата на Млечния път, тъй като инфрачервените телескопи позволяват да се гледа през облаци газ и прах и да се види това, което е недостъпно за конвенционалните телескопи .

2004 г. - Възрастта на нашата Галактика е оценена на 13,6 милиарда години. Възникна малко след това. Първоначално това беше дифузен газов мехур, съдържащ главно водород и хелий. С течение на времето тя се превърна в огромната спирална галактика, в която живеем сега.

основни характеристики

Но как е протекла еволюцията на нашата Галактика? Как се формира - бавно или, напротив, много бързо? Как се насити с тежки елементи? Как формата на Млечния път и неговата химичен състав? Учените все още не са дали подробни отговори на тези въпроси.

Обхватът на нашата Галактика е около 100 000 светлинни години, а средната дебелина на галактическия диск е около 3000 светлинни години (дебелината на изпъкналата му част, изпъкналостта, достига 16 000 светлинни години). Въпреки това през 2008 г. австралийският астроном Брайън Генслер, след като анализира резултатите от наблюденията на пулсари, предположи, че галактическият диск вероятно е два пъти по-дебел, отколкото обикновено се смята.

Дали нашата Галактика е голяма или малка според космическите стандарти? За сравнение, мъглявината Андромеда, нашата най-близка голяма галактика, е приблизително 150 000 светлинни години в диаметър.

В края на 2008 г. изследователи установиха с помощта на радиоастрономически методи, че Млечният път се върти по-бързо, отколкото се смяташе досега. Съдейки по този показател, масата му е приблизително един и половина пъти по-голяма, отколкото обикновено се смяташе. Според различни оценки тя варира от 1,0 до 1,9 трилиона слънчеви маси. Отново за сравнение: масата на мъглявината Андромеда се оценява на поне 1,2 трилиона слънчеви маси.

Структура на галактиките

Черна дупка

Така че Млечният път не е по-малък по размер от мъглявината Андромеда. „Повече не трябва да мислим за нашата галактика като за малката сестра на мъглявината Андромеда“, каза астрономът Марк Рийд от Смитсоновия център за астрофизика в Харвардски университет. В същото време, тъй като масата на нашата Галактика е по-голяма от очакваната, нейната гравитационна сила също е по-голяма, което означава, че вероятността тя да се сблъска с други галактики в близост до нас се увеличава.

Нашата Галактика е заобиколена от сферичен ореол, достигащ диаметър от 165 000 светлинни години. Астрономите понякога наричат ​​ореола „галактическа атмосфера“. Съдържа приблизително 150 кълбовидни купа, както и малък брой древни звезди. Останалата част от пространството на ореола е изпълнено с разреден газ, както и с тъмна материя. Масата на последния се оценява на приблизително трилион слънчеви маси.

Спиралните ръкави на Млечния път съдържат голяма сумаводород. Това е мястото, където звездите продължават да се раждат. С течение на времето младите звезди напускат рамената на галактиките и се „преместват“ в галактическия диск. Най-масивните и ярки звезди обаче не живеят достатъчно дълго, така че нямат време да се отдалечат от мястото си на раждане. Неслучайно ръкавите на нашата Галактика светят толкова ярко. По-голямата част от Млечния път се състои от малки, не много масивни звезди.

Централната част на Млечния път се намира в съзвездието Стрелец. Тази зона е заобиколена от тъмни облаци газ и прах, зад които не се вижда нищо. Едва от 50-те години на миналия век, използвайки радиоастрономията, учените успяват постепенно да различат какво се крие там. В тази част на Галактиката е открит мощен радиоизточник, наречен Стрелец А. Както показват наблюденията, тук е концентрирана маса, която надвишава масата на Слънцето няколко милиона пъти. Най-приемливото обяснение за този факт е само едно: в центъра на нашата Галактика се намира.

Сега по някаква причина си е взела почивка за себе си и не е особено активна. Потокът на материята тук е много слаб. Може би с течение на времето черната дупка ще развие апетит. Тогава тя отново ще започне да абсорбира завесата от газ и прах, която я заобикаля, и Млечният път ще се присъедини към списъка на активните галактики. Възможно е преди това звездите да започнат бързо да се образуват в центъра на Галактиката. Подобни процеси вероятно ще се повтарят редовно.

2010 - Американски астрономи, използвайки космическия телескоп Ферми, предназначен да наблюдава източници на гама лъчение, откриха две мистериозни структури в нашата Галактика - два огромни мехура, излъчващи гама лъчение. Диаметърът на всяка от тях е средно 25 000 светлинни години. Те отлитат от центъра на Галактиката в северна и южна посока. Може би говорим за потоци от частици, които някога са били излъчени от черна дупка, разположена в средата на Галактиката. Други изследователи смятат, че става дума за газови облаци, избухнали по време на раждането на звездите.

Около Млечния път има няколко галактики джуджета. Най-известните от тях са Големият и Малкият магеланов облак, които се свързват с млечен пътвид водороден мост, огромен стълб от газ, който се простира зад тези галактики. Наричаха го Магелановия поток. Обхватът му е около 300 000 светлинни години. Нашата Галактика постоянно поглъща най-близките до нея галактики джуджета, по-специално галактиката Стрелец, която се намира на разстояние 50 000 светлинни години от галактическия център.

Остава да добавим, че Млечният път и мъглявината Андромеда се движат една към друга. Предполага се, че след 3 милиарда години и двете галактики ще се слеят заедно, образувайки по-голяма елиптична галактика, която вече е наречена Milkyhoney.

Произход на Млечния път

Мъглявината на Андромеда

Дълго време се смяташе, че Млечният път се формира постепенно. 1962 г. - Олин Еген, Доналд Линден-Бел и Алън Сандидж предложиха хипотеза, която стана известна като ELS модел (наречен на началните букви на техните фамилни имена). Според него хомогенен облак от газ някога бавно се е въртял на мястото на Млечния път. Тя приличаше на топка и достигаше приблизително 300 000 светлинни години в диаметър и се състоеше главно от водород и хелий. Под въздействието на гравитацията протогалактиката се сви и стана плоска; в същото време въртенето му значително се ускори.

В продължение на почти две десетилетия този модел отговаряше на учените. Но новите резултати от наблюденията показват, че Млечният път не би могъл да възникне по начина, по който теоретиците предсказаха.

Според този модел първо се образува ореол, а след това галактически диск. Но дискът съдържа и много древни звезди, например червеният гигант Арктур, чиято възраст е повече от 10 милиарда години, или множество бели джуджета на същата възраст.

Кълбовидни купове са открити както в галактическия диск, така и в ореола, които са по-млади, отколкото позволява моделът ELS. Очевидно те са погълнати от нашата късна Галактика.

Много звезди в ореола се въртят в различна посока от Млечния път. Може би и те някога са били извън Галактиката, но след това са били привлечени в този „звезден вихър“ - като случаен плувец във водовъртеж.

1978 г. - Леонард Сърл и Робърт Зин предлагат своя модел за образуването на Млечния път. Беше обозначен като "Модел SZ". Сега историята на Галактиката стана забележимо по-сложна. Не толкова отдавна младостта му, според астрономите, беше описана толкова просто, колкото и според физиците - праволинейно транслационно движение. Механизмът на случващото се беше ясно видим: имаше хомогенен облак; той се състоеше само от равномерно разпръснат газ. Нищо от присъствието му не усложни изчисленията на теоретиците.

Сега вместо един огромен облак във виденията на учените се появиха няколко малки, сложно разпръснати облака наведнъж. Сред тях се виждаха звезди; те обаче се намираха само в ореола. Вътре в ореола всичко кипеше: облаци се сблъскаха; газовите маси бяха смесени и уплътнени. С течение на времето от тази смес се образува галактически диск. В него започнаха да се появяват нови звезди. Но този модел по-късно беше критикуван.

Беше невъзможно да се разбере какво свързва ореола и галактическия диск. Този кондензиран диск и рядката звездна обвивка около него нямаха много общо. След като Searle и Zinn съставиха своя модел, се оказа, че ореолът се върти твърде бавно, за да образува галактически диск. Съдейки по разпределението на химичните елементи, последните са възникнали от протогалактичен газ. Накрая ъгловият момент на диска се оказа 10 пъти по-висок от ореола.

Цялата тайна е, че и двата модела съдържат зрънце истина. Проблемът е, че те са твърде прости и едностранчиви. И двете сега изглеждат като фрагменти от една и съща рецепта, която е създала Млечния път. Еген и колегите му прочетоха няколко реда от тази рецепта, Сърл и Зин прочетоха няколко други. Затова, опитвайки се да си представим отново историята на нашата Галактика, от време на време забелязваме познати редове, които вече сме чели веднъж.

Млечен път. Компютърен модел

Така че всичко започна малко след това голям взрив. „Днес е общоприето, че флуктуациите в плътността на тъмната материя са довели до първите структури - така наречените тъмни ореоли. Благодарение на силата на гравитацията тези структури не се разпаднаха“, отбелязва германският астроном Андреас Буркерт, автор на нов модел на раждането на Галактиката.

Тъмните ореоли станаха ембриони - ядра - на бъдещи галактики. Около тях под въздействието на гравитацията се е натрупал газ. Възникна хомогенен колапс, както е описано от модела ELS. Вече 500-1000 милиона години след Големия взрив газовите натрупвания около тъмните ореоли се превърнаха в „инкубатори“ на звезди. Тук се появиха малки протогалактики. Първите кълбовидни купове са възникнали в гъсти облаци от газ, защото звездите са се раждали тук стотици пъти по-често, отколкото където и да било другаде. Протогалактиките са се сблъсквали и сливали помежду си - така са се образували големи галактики, включително нашият Млечен път. Днес той е заобиколен от тъмна материя и ореол от единични звезди и техните кълбовидни купове, руини на вселена на повече от 12 милиарда години.

В протогалактиките имаше много много масивни звезди. Изминаха по-малко от няколко десетки милиона години, преди повечето от тях да експлодират. Тези експлозии обогатиха газовите облаци с тежки химически елементи. Следователно звездите, които са се родили в галактическия диск, не са били същите като в ореола - те са съдържали стотици пъти повече метали. В допълнение, тези експлозии генерират мощни галактически вихри, които нагряват газа и го отвеждат отвъд протогалактиките. Възникна разделяне на газови маси и тъмна материя. Това беше най-важният етап от формирането на галактиките, който преди това не беше взет предвид в нито един модел.

В същото време тъмните ореоли все повече се сблъскват един с друг. Освен това протогалактиките се разтягаха или разпадаха. Тези катастрофи напомнят веригите от звезди, запазени в ореола на Млечния път от неговата „младост“. Чрез изучаване на тяхното местоположение е възможно да се преценят събитията, които са се случили през тази епоха. Постепенно тези звезди образуват огромна сфера - ореолът, който виждаме. Докато се охлаждаше, газови облаци проникнаха вътре в него. Техният ъглов импулс беше запазен, така че те не се свиха в една единствена точка, а образуваха въртящ се диск. Всичко това се е случило преди повече от 12 милиарда години. Сега газът беше компресиран, както е описано в модела ELS.

По това време се формира „издутината“ на Млечния път - средната му част, напомняща на елипсоид. Издутината е съставена от много стари звезди. Вероятно е възникнал по време на сливането на най-големите протогалактики, които са задържали газови облаци за най-дълго време. В средата му имаше неутронни звезди и малки черни дупки - реликви от експлодиращи свръхнови. Те се сливаха един с друг, като едновременно поглъщаха газови потоци. Може би така се е родила огромната черна дупка, която сега се намира в центъра на нашата Галактика.

Историята на Млечния път е много по-хаотична, отколкото се смяташе досега. Нашата родна Галактика, впечатляваща дори по космически стандарти, се е образувала след поредица от удари и сливания - след поредица от космически катастрофи. Следи от тези древни събития могат да бъдат намерени и днес.

Така например не всички звезди в Млечния път се въртят около галактическия център. Вероятно през милиардите години на своето съществуване нашата Галактика е „погълнала“ много спътници. Всяка десета звезда в галактическия ореол е на възраст под 10 милиарда години. По това време Млечният път вече се е формирал. Може би това са останките от някога уловени галактики джуджета. Група английски учени от Астрономическия институт (Кеймбридж), ръководени от Джерард Гилмор, изчислиха, че Млечният път очевидно може да погълне от 40 до 60 галактики джуджета от типа Карина.

Освен това Млечният път привлича огромни маси газ. Така през 1958 г. холандски астрономи забелязват много малки петна в ореола. Всъщност те се оказаха газови облаци, които се състоят главно от водородни атоми и се устремяват към галактическия диск.

Нашата Галактика няма да сдържа апетита си и в бъдеще. Може би ще погълне най-близките до нас галактики джуджета - Fornax, Carina и, вероятно, Sextans, и след това ще се слее с мъглявината Андромеда. Около Млечния път – този ненаситен „звезден канибал” – ще стане още по-пусто.

Нашата слънчева система, всички звезди, които се виждат на нощното небе, и много други съставляват системата - Галактика. В космоса има милиони такива системи (галактики). Нашата галактика, или галактиката Млечен път, е спирална галактика с лента от ярки звезди.

Какво означава? Мост от ярки звезди излиза от центъра на Галактиката и пресича Галактиката в средата. В такива галактики спиралните ръкави започват от краищата на лентите, докато в обикновените спирални галактики те се простират директно от ядрото. Вижте снимката „Компютърен модел на галактиката Млечен път“.

Ако се интересувате защо нашата Галактика получи името „Млечен път“, тогава чуйте древногръцката легенда.
Зевс, богът на небето, гръмотевиците и светкавиците, който управлява целия свят, решил да направи своя син Херкулес, роден от смъртна жена, безсмъртен. За да направи това, той постави бебето върху спящата си съпруга Хера, така че Херкулес да изпие божественото мляко. Хера, като се събуди, видя, че не храни детето си и го отблъсна от себе си. Потокът от мляко, излял от гърдите на богинята, се превърнал в Млечния път.
Разбира се, това е само легенда, но Млечният път се вижда в небето като мъглява ивица светлина, която се простира по цялото небе - художествен образ, създаден от древни хора, е напълно оправдан.
Когато говорим за нашата Галактика, пишем тази дума с главна буква. Когато говорим за други галактики, пишем с главна буква.

Структурата на нашата Галактика

Диаметърът на Галактиката е около 100 000 светлинни години (единица за дължина, равна на разстоянието, изминато от светлината за една година; една светлинна година е равна на 9 460 730 472 580 800 метра).
Галактиката съдържа между 200 и 400 милиарда звезди. Учените смятат, че по-голямата част от масата на Галактиката се съдържа не в звезди и междузвезден газ, а в несветещи ореолот тъмна материя. ореол- Това е невидим компонент на галактиката, който има сферична форма и се простира извън видимата й част. Съставен главно от слаб горещ газ, звезди и тъмна материя, той съставлява по-голямата част от Галактиката. Тъмна материяе форма на материя, която не излъчва и не взаимодейства с електромагнитно излъчване. Това свойство на тази форма на материята прави прякото й наблюдение невъзможно.
В средната част на Галактиката има удебеление, наречено издутина. Ако можехме да погледнем нашата Галактика отстрани, щяхме да видим това удебеление в центъра й, подобно на два жълтъка в тиган, ако се сгънат с долните си основи - вижте снимката.

В централната част на Галактиката има силна концентрация на звезди. Смята се, че дължината на галактическата лента е около 27 000 светлинни години. Тази лента минава през центъра на Галактиката под ъгъл ~44º спрямо линията между нашето Слънце и центъра на Галактиката. Състои се предимно от червени звезди, които се считат за много стари. Джъмперът е обграден с пръстен. Този пръстен съдържа по-голямата част от молекулярния водород на Галактиката и е активна звездообразуваща област в нашата Галактика. Ако се наблюдава от галактиката Андромеда, галактическата лента на Млечния път би била ярка част от нея.
Всички спирални галактики, включително и нашата, имат спирални ръкави в равнината на диска: две ръкави, започващи от прът във вътрешната част на Галактиката, а във вътрешната част има друга двойка рамена. След това тези рамена се трансформират в структура с четири рамена, наблюдавана в неутралната водородна линия в външни частиГалактики.

Откриване на Галактиката

Първоначално това беше открито теоретично: астрономите вече бяха научили, че Луната се върти около Земята и спътниците на гигантските планети образуват системи. Земята и другите планети се въртят около Слънцето. Тогава възникна естествен въпрос: Слънцето също ли е част от още по-голяма система? Първото систематично изследване на този въпрос е извършено през 18 век. английски астроном Уилям Хершел. В съответствие с наблюденията си той предположи, че всички звезди, които наблюдавахме, образуват гигантска звездна система, която е сплескана към галактическия екватор. За дълго времесмяташе се, че всички обекти във Вселената са части от нашата Галактика, въпреки че Кант също предположи, че някои мъглявини могат да бъдат други галактики, подобни на Млечния път. Тази хипотеза на Кант е окончателно доказана едва през 20-те години на миналия век, когато Едуин Хъбъл измерва разстоянието до някои спирални мъглявини и показва, че поради тяхното разстояние те не могат да бъдат част от Галактиката.

Къде в Галактиката се намираме?

Нашата Слънчева система се намира по-близо до края на диска на Галактиката. Заедно с други звезди Слънцето се върти около центъра на Галактиката със скорост 220-240 km/s, като прави едно завъртане за приблизително 200 милиона години. Така за цялото си съществуване Земята е облетяла около центъра на Галактиката не повече от 30 пъти.
Спиралните ръкави на Галактиката се въртят с постоянна ъглова скорост, като спици в колело, и движението на звездите се извършва по различен модел, така че почти всички звезди в диска или попадат в спиралните ръкави, или изпадат от тях . Единственото място, където скоростите на звездите и спиралните ръкави съвпадат, е т. нар. коротационен кръг и именно върху него се намира Слънцето.
За нас, земляните, това е много важно, тъй като в спиралните ръкави протичат бурни процеси, генериращи мощна радиация, която е разрушителна за всичко живо. Никаква атмосфера не може да защити от него. Но нашата планета съществува на относително спокойно място в Галактиката и не е била засегната от тези космически катаклизми. Ето защо животът успя да се роди и да оцелее на Земята - Създателят избра спокойно място за нашата люлка на Земята.
Нашата Галактика е включена в Местна група галактики- гравитационно свързана група от галактики, включително галактиката Млечен път, галактиката Андромеда (M31) и галактиката Триъгълник (M33), можете да видите тази група на снимката.