Планета Земля, Сонячна система, мільярди інших зірок і небесних тіл - все це наша галактика Чумацький Шлях - величезна міжгалактичний освіту, де все підкоряється законам гравітації. Дані про те, які справжні розміри галактики, є тільки приблизними. І найцікавіше, що таких утворень, більших чи менших, у Всесвіті сотні, може бути навіть тисячі.
Галактика Чумацький Шлях і що її оточує
Усі небесні тіла, включаючи планети Чумацького шляху, супутники, астероїди, комети і зірки, постійно знаходяться в русі. Народжені в космічному вихорі Великого вибуху, всі ці об'єкти перебувають на шляху свого розвитку. Одні мають більш давній вік, інші - явно молодше.
Відчути візуально галактичні кордону неможливо. Ще 100 років тому науковий світ навіть не підозрював про те, що наша галактика Чумацький Шлях не єдина у Всесвіті. Тільки завдяки старанням американцям Едвіна Хаббла стало зрозумілим, що Всесвіт буквально напхана гравітаційними утвореннями. Є серед них зовсім маленькі галактики, є середніх розмірів, схожі на нашу, а є справжні гіганти. Яскравий тому приклад, найближча до Чумацького шляху галактика Андромеда, яка більше в 2-2,5 рази. Що стосується карликових галактик, то їх доля незавидна. Їм випала роль бути супутниками більших утворень, які згодом поглинуть їх.
Наш міжгалактичний мегаполіс в компанії з галактиками Андромеда і Трикутник утворюють Місцеву групу, яка відповідно вже є частиною більш великого освіти - Місцевого надскупчення Діви.
Основні характеристики і параметри
Чумацький Шлях - типова спіральна галактика класу SBbc, у якій є перемичка. Діаметр Чумацького Шляху становить 100 тис. Світлових років. В межах цих кордонів перебуває від 200 до 400 мільярдів зірок різних типів, кожна з яких знаходиться на певній стадії свого розвитку. Товщина галактичного диска варіюється в межах 1000 світлових років.
Маса галактики Чумацький Шлях включає в себе не тільки масу зірок. Велика частина галактичного диска - це маса темної матерії і міжзоряного газу. Все це разом становить колосальний вага, рівний 4,8 · 10¹¹ M☉. Іншими словами, Чумацький Шлях в 150 млрд. Разів важча за наше Сонце.
Гравітаційне освіту обертається навколо центру, при цьому окремі частини галактики обертаються з різною швидкістю. Якщо в центрі швидкість обертання галактичного диска досить помірна, то на периферії цей параметр досягає значень 200-250 км / с. На одному з цих ділянок, ближче до центру галактичного диска, розташоване Сонце. Відстань від нього до центру галактики становить 25-28 тис. Світлових років. Повний оборот навколо центральної осі гравітаційного освіти Сонце і Сонячна система роблять за 225-250 млн. Років. Відповідно, за всю історію свого існування Сонячна система тільки 30 разів облетіла навколо центру.
Місце галактики у Всесвіті
Слід зазначити одну примітну особливість. Положення Сонця і відповідно, планети Земля дуже зручно. В галактичному диску постійно відбувається процес ущільнення. Викликаний цей механізм невідповідністю швидкості обертання спіральних гілок і руху зірок, які переміщаються в межах галактичного диска за своїми законами. Під час ущільнення відбуваються бурхливі процеси, що супроводжуються потужним ультрафіолетовим випромінюванням. Сонце і Земля затишно розташувалися в коротаціонной окружності, де подібна бурхлива діяльність відсутня: між двома спіральними гілками на кордоні рукавів Чумацького Шляху - Стрільця і Персея. Цим пояснюється і той спокій, в якому ми перебуваємо такий тривалий час. Уже понад 4,5 млрд. Років нас не зачіпають космічні катаклізми.
Будова галактики Чумацький Шлях
Галактичний диск не однорідний за своїм складом. Як і інші спіральні гравітаційні системи, Чумацький Шлях має три розрізняються області:
- ядро, сформоване щільним зоряним скупченням, що налічує мільярд зірок різного віку;
- сам галактичний диск, сформований з скупчень зірок, зоряного газу і пилу;
- корона, сферичне гало - область в якій розташовуються кульові скупчення, карликові галактики, окремі групи зірок, космічний пил і газ.
Поблизу площини галактичного диска розташовуються молоді зірки, зібрані в скупчення. Щільність зоряних скупчень в центрі диска вище. Поблизу центру щільність становить 10000 зірок на один кубічний парсек. У районі, де знаходиться Сонячна система, щільність зірок становить вже 1-2 світила на 16 кубічних парсеків. Як правило, вік цих небесних тіл не більше кількох мільярдів років.
Міжзоряний газ також концентрується навколо площині диска, підкоряючись відцентровим силам. Незважаючи на постійну швидкість обертання спіральних гілок, міжзоряний газ розподілено нерівномірно, утворюючи великі і малі зони хмарності, туманності. Однак основним галактичним будівельним матеріалом є темна матерія. Її маса переважає над загальною масою всіх небесних тіл, що входять до складу галактики Чумацький Шлях.
Якщо на схемі будова галактики досить зрозуміло і прозоре, то в реальності розглянути центральні області галактичного диска практично неможливо. Газопилові хмари і скупчення зоряного газу приховують від нашого погляду світло з центру Чумацького шляху, в якому живе справжній космічний монстр - надмасивна чорна діра. Маса цього надгіганта становить приблизно 4,3 мільйона M☉. Поруч зі надгігантом розташовується чорна діра менших розмірів. Доповнюють цю похмуру компанію сотні карликових чорних дір. Чорні діри Чумацького шляху є не тільки пожирателями зоряної матерії, але і виконують функцію пологового будинку, викидаючи в простір величезні згустки протонів, нейтронів і електронів. Саме з них утворюється атомарний водень - головне паливо зоряного племені.
Перемичка - бар знаходиться в області ядра галактики. Її довжина становить 27 тис. Світлових років. Тут панують старі зірки, червоні гіганти, зоряної матерією яких харчуються чорні діри. У цій області сконцентрована основна частина молекулярного водню, який виступає основним будівельним матеріалом процесу зореутворення.
Геометрично структура галактики виглядає досить просто. Кожен спіральний рукав, а їх у Чумацького шляху цілих чотири, бере свій початок з газового кільця. Рукава розходяться під кутом 20⁰. На зовнішніх кордонах галактичного диска основним елементом є атомарний водень, який поширюється від центру галактики до периферії. Товщина водневого шару на околицях Чумацького шляху значно ширше, ніж в центрі, при цьому щільність його вкрай низька. Розрядженню водневого шару сприяє вплив карликових галактик, які невідлучно слідують з нашою галактикою протягом десятків мільярдів років.
Теоретичні моделі нашої галактики
Ще древні астрономи намагалися довести, що видима смуга на небосхилі - це частина величезного зоряного диска, що обертається навколо свого центру. Цьому твердженню сприяли проведені математичні підрахунки. Отримати уявлення про нашу галактику вдалося тільки через тисячі років, коли на допомогу науці прийшли інструментальні методи дослідження космосу. Проривом в дослідженні природи Чумацького шляху стала робота англійця Вільяма Гершеля. У 1700 році він зумів дослідним шляхом довести, що наша галактика має форму диска.
Уже в наш час дослідження взяли інший оборот. Вчені робили ставку на порівняно руху зірок, між якими було різну відстань. Методом параллакса Якоб Каптейн зумів приблизно визначити діаметр галактики, який за його розрахунками становить 60-70 тис. Світлових років. Відповідно було визначено і місце Сонця. Виявилося, що воно розташовується порівняно далеко від бурхливого центру галактики і на пристойному видаленні від периферії Чумацького шляху.
Основною теорією існування галактик є теорія американського астрофізика Едвіна Хаббла. Йому належить ідея класифікувати всі гравітаційні освіти, ділячи їх на еліптичні галактики і утворення спірального типу. Останні, спіральні галактики являють саму велику групу, в яку входять освіти різних розмірів. Найбільшою з недавно відкритих спіральних галактик є NGC 6872, діаметр якої перевищує 552 тис. Світлових років.
Очікуване майбутнє і прогнози
Галактика Чумацький Шлях виглядає компактним і впорядкованим гравітаційним освітою. На відміну від своїх сусідів, в нашому міжгалактичному будинку досить спокійно. Чорні діри планомірно впливають на галактичний диск, зменшуючи його в розмірах. Цей процес уже триває десятки мільярдів років і скільки ще буде продовжуватися - невідомо. Єдина загроза, яка нависає над нашою галактикою, виходить від її найближчої сусідки. Галактика Андромеда стрімко зближується з нами. Вчені припускають, що зіткнення двох гравітаційних систем може статися через 4,5 млрд. Років.
Подібна зустріч-злиття буде означати кінець того світу, в котрому ми звикли жити. Чумацький Шлях, менший за розмірами, буде поглинений більшим освітою. Замість двох великих спіральних утворень у Всесвіті з'явиться нова еліптична галактика. До цього часу наша галактика зуміє розправитися зі своїми супутниками. Дві карликові галактики - Велике і Мале Магелланові Хмари - Чумацький Шлях поглине через 4 млрд. Років.
