Класс и общее строение
Наша галактика является типичным представителем спиральных галактик с перемычкой. Половина галактик, что удалось обнаружить и изучить, представляют именно этот класс. Из них две трети являются галактиками с перемычкой. Такие галактики являются относительно молодыми, в последствии, перемычка исчезает из строения галактик. Млечный путь состоит из таких частей:
- ядро – центр галактики, где находятся горячие и огромные звезды и происходит звездообразование. Выделяет огромное количество энергии по сравнению с остальными частями Млечного пути;
- балдж – оболочка, что окружает ядро. Балжд представляет собой скопление старых звезд, гигантов и раскаленных газовых облаков. Оболочка обращается вокруг центра на относительно низких скоростях. Балдж – самая яркая часть галактики;
- перемычка – что-то вроде моста, к которому крепятся рукава галактики;
- рукава – формирования галактики, в которых находятся большая часть звезд, космических объектов и газовых скоплений;
- диск – область галактики, где находятся рукава, которая содержит большую часть всего галактического вещества;
- гало – область вокруг галактики, где содержится малое количество звездного вещества. Его размер пока не известен;
- шаровые скопления – звезды и группы звезд, что вращаются вокруг ядра и являются спутниками галактики.
Структура
- Ядро. Обычно подразумеваются активные ядра в самом центре. В ядрах галактик живут огромные чёрные дыры.
- Диск. В этом тонком слое сконцентрировано наибольшее количество галактических объектов (звезд, газа, пыли).
- Балдж. Это яркая внутренняя часть в центре. Буквально означает «вздутие».
- Гало. Это название внешнего сфероидального компонента. Между ним и балджем нет чёткой границы.
- Спиральный рукав. Представляет собой плотную структуру, в состав которой входят молодые звёзды и межзвёздный газ.
- Бар. Перемычка в виде плотного вытянутого образования. Состоит из межзвёздного газа и звёзд.
Движение
Как ни странно, но движутся не только планеты вокруг звезд или спутники с кометами и метеоритами, но и галактики. Движение это не столь заметно как, к примеру, Земли вокруг Солнца. Скорость зависит от массы, плотности межзвездного газа и прочего.
Теперь мы разобрались с тем, что такое галактика, и сколько их, тоже выяснили. На данный момент единственная возможность их изучения, это наблюдение через земные или орбитальные телескопы, как в видимом спектре света, так и в инфракрасном или рентгеновском. Наиболее известный такой телескоп называется «Хаббл», выведен он на околоземную орбиту в 1990 году.
Теперь мы окончательно разобрались с тем, что такое галактики.
История открытия
Ещё в глубокой древности люди полагали, что эта полоса, которую видно на небосводе имеет некий смысл. Уже тогда полагали, что всё в небе взаимосвязанно. Звёзды двигаются по определённому принципу и все они как-то взаимосвязаны.
Ещё в начале XVIII века Уильям Гершель сумел доказать, что Млечный путь это не просто полоса в небе, а диск. Однако, техника тогда не позволяла изучить космическое пространство.
В XIX веке Якобус Корнели Каптейн создал модель нашей галактики. Он выдвинул тезис о том, что Солнечная система находится на удалённом расстоянии от ядра структуры.
Уже в начале XX века Эдвин Хаббл смог выделить два типа галактик: спиральную и эллиптическую. Это помогло в систематизации знаний о Млечном пути. Удалось определить, что она относиться к спиральному типу. Тогда же была создана первая модель галактики, наиболее приближенная к современным представлениям. Эдвин Хаббл так же сумел доказать, что вселенная продолжает расширяться и все объекты вселенной непрестанно движутся.
Расположение солнечной системы в галактике
Рукава галактик – это газопылевые скопления, но звёзды часто движутся со своей скоростью. Это создаёт определённые риски для существования самих звёзд и планетарных систем. Наше солнце находится между рукавами Стрельца и Персея, в относительно безопасном месте — коротационном центре. Здесь Звёзды движутся с общей скоростью вращения галактики.
Такое расположение позволило жизни на земле спокойно развиваться без дополнительной опасности столкнуться с другой планетарной системой, без воздействия радиации спиральных рукавов. Такое спокойствие стало одним из факторов развития жизни и появление на нашей планете разума.
Солнечная система находится в 8 парсеках от центра галактики и в 35 тыс. световых лет от зоны перемычки. Учитывая общие размеры галактики, это достаточно близко к центру. Расстояние от Солнечной системы до спиральных рукавов около 3 тыс. световых лет в обе стороны.
Расположение Солнечной системы, Солнца и Земли в Галактике Млечный путь
Схема расположения Солнца в галактике Млечный / Wikimedia Commons
Астрофизики в процессе изучения нашей галактики сделали предположительную оценку расстояния от нашей звезды Солнце до галактической перемычки. Оно приблизительно равно 3,5х104 световых года.Последние астрономические данные показали, что Солнце отстоит от галактического центра приблизительно на расстоянии, равном 2,7х104 световых года.
Разница в числовых данных указала учёным на однозначный вывод – Солнце расположено ближе к краю галактического диска, чем к центру галактики.
Солнце является звездой (жёлтый карлик), входящей во множество других звёзд нашей галактики. И вместе с ними наша звезда движется вокруг галактического центра со скоростью от 220 до 240 км/с и при этом совершает полный оборот приблизительно за время, равное 200 000 000 лет.
Нетрудно подсчитать, что планета Земля за время своего существования сделала не более 30 полных оборотов вокруг центра Млечного Пути.
Галактика Млечный Путь имеет спиралевидные рукава, два из которых учёным удалось отследить на расстоянии около 3 000 световых лет от Солнца. Участки эти галактических рукавов наблюдаются в двух созвездиях, по названиям которых и были наименованы рукавом Стрельца и рукавом Персея. Солнце расположено между этими спиральными ветвями почти посередине.
Кроме этих двух рукавов (Стрельца и Персея) около нашей Солнечной системы проходит ещё один – рукав Ориона. Этот галактический рукав не столь чётко выражен, как два других и считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Млечного Пути.
Учёными установлено, что в спиральных рукавах Галактики происходят очень бурные процессы, следствием которых является мощнейшее излучение, несущее гибель любому живому организму. Земная атмосфера не может защитить от такой радиации.
Но Земля расположена в относительно спокойном месте Млечного Пути и за время своего существования не была подвергнута воздействию, губительному для всего живого.
Возможно, именно вследствие этого на планете Земля зародилась жизнь и существуют условия, благоприятные для её продолжения.
Темные звезды
Астрофизики выдвинули гипотезу, что на заре формирования Вселенной существовали темные звезды, состоящие из темной материи. Объекты представляются как облака водорода и гелия диаметром от 4 до 2000 астрономических единиц. Излучение этих звезд невозможно зафиксировать из-за низкой температуры поверхности. Исследователи полагают, что объекты этого вида сохранились до наших дней и обнаружить их можно с помощью гамма-излучения. Ученые не исключают, что темные звезды ошибочно принимают за обычные облака холодного молекулярного водорода.
Сотрудник Ливерморской национальной лаборатории Джордж Чеплин предположил, что существуют звезды темной энергии. Эти объекты исследователь считает теоретической альтернативой черных дыр. Согласно гипотезе Чеплина, падающее вещество проходит через горизонт событий и преобразуется в энергию вакуума. Сингулярность исчезает из горизонта событий, потому что оставшееся там пространство борется с силой гравитации. Исследовать высказал предположение по поводу темных дыр и заявил, что тех не существует.
Что находится в центре галактики?
Как выглядит галактика?
Одно из наиболее загадочных мест в галактике – ее центральная область. Но ее физические свойства настолько отличаются от окружающих ее участков космоса, что ученые долго не могли понять природу этого явления.
Только недавно было точно установлено, что центральную часть нашей галактики занимает черная дыра. Это область пространства с измененными свойствами.
Возраст нашей галактики относительно невелик – около 12 миллиардов лет. И процессы образования звезд в ее ядре до сих пор активно продолжаются. Там обнаружено множество белых карликов – молодых звезд. Также есть гигантские скопления раскаленного газа, черные дыры различной мощности и нейтронные звезды.
Возраст нашей галактики
Все это в комплексе образует гигантскую, невообразимо огромную космическую «кухню». Она продолжает поставлять во Вселенную новые звезды, как горячие пирожки.
Галактические вычисления
Эдвин Хаббл является основоположником галактических исследований. Он первый, кому удалось определить, как можно вычислить точное расстояние до галактики. В своих исследованиях он опирался на метод пульсирующих звезд, которые более известны как цефеиды. Ученый смог заметить связь между периодом, который нужен для завершения одной пульсации яркости, и той энергией, которую выделяет звезда. Результаты его исследований стали серьезным прорывом в области галактических исследований. Помимо этого, он обнаружил, что есть корреляция между красным спектром, излучаемым галактикой, и расстоянием до нее (постоянная Хаббла).
В наше время астрономы могут измерять расстояние и скорости галактики посредством измерения количества красного смещения в спектре. Известно, что все галактики Вселенной движутся друг от друга. Чем дальше галактика находится от Земли, тем больше ее скорость движения.
Чтобы визуализировать данную теорию, достаточно представить себя за рулем авто, который двигается на скорости 50 км в час. Перед Вами едет авто быстрее на 50 км в час, что говорит о том, что скорость его передвижения составляет 100 км в час. Перед ним есть еще одно авто, которое движется быстрее еще на 50 км в час. Несмотря на то что скорость всех 3 машин будет разной на 50 км в час, первый автомобиль на самом деле движется от Вас на 100 км в час быстрее. Поскольку красный спектр говорит о скорости движения галактики от нас, получается следующее: чем больше красное смещение, тем, соответственно, галактика быстрее движется и тем большее ее расстояние от нас.
Сейчас мы располагаем новыми инструментами, помогающими ученым в поисках новых галактик. Благодаря космическому телескопу Хаббла ученым удалось увидеть то, о чем раньше оставалось только мечтать. Высокая мощность этого телескопа обеспечивает хорошую видимость даже мелких деталей в ближних галактиках и позволяет изучать более дальние, которые никому еще не были известны. В настоящее время новые инструменты наблюдения космоса находятся в стадии разработки, а в скором будущем они помогут получить более глубокое понимание структуры Вселенной.
Мифология
Древние мифы по-разному описывают эволюцию Вселенной.
Армянская
Предок армян – божество Ваагн украл у предка ассирийцев солому и убежал на небо. Когда же он шел по нему, то его соломинки падали, и из них образовался небесный след. И сегодня по-армянски наша галактика называется «дорогой соломокрада». Такие же рассказы о рассыпанной соломе есть в арабской, еврейской, персидской, турецкой мифологии.
Венгерская
Согласно древней легенде, Аттила снизойдет на землю по Млечному Пути, если почувствуют себя в опасности. Искры же появились в результате ударов от копыт
Греческая
Легенда повествует о том, что когда Гера кормила своим молоком Геракла, то по небу разлилось материнское молоко. Вскоре Гера узнала, что она кормила грудью не своего сына, а незаконнорожденного сына Зевса и женщины, жившей на Земле. Она отбросила ребенка, а пролившееся молоко стало основанием для названия нашей галактики.
Другая легенда рассказывает о Рее – жене Кроноса. Он поедал собственных детей, потому что он не хотел, чтобы сбылось предсказание, когда он будет свергнут сыном. Рея же думала, как спасти только что родившегося Зевса. Она одела камень младенческой одеждой и дала его Кроносу. Он попросил ее накормить малыша, перед тем, как он проглотит его. Молоко пролилось из груди на камень, из-за чего и образовался Млечный Путь.
Индийская
Индийцы считали, что Млечный путь возник от молока красной коровы, которая каждый вечер проходит по небу. В «Ригведе» говорится о священной дороге Арьямана. В «Бхагавата-пуране» говорится о животе небесного дельфина.
Восточная мифология
Вьетнамцы, китайцы, японцы сравнивают галактику с серебряной рекой. Китайцы также называют звездное скопление «желтой рекой».
Мифология коренных народов Северной Америки
Эскимосские мифы говорят о пути, усеянном пеплом, который появился, когда девушка рассыпала его по небу. Она сделала это, чтобы люди могли ночью найти дорогу. Эскимосы говорят о следах ворона – Творца мира, который шел по небу. Чероки же считали, что Млечный Путь образовался в то время, когда охотник украл у другого жену, а ее собака ела кукурузную муку и рассыпала ее по небу. Интересно, что такой же сюжет есть у племен, проживающих в районе пустыни Калахари.
Млечный Путь – одна из наиболее изученных галактик. Несмотря на это, она таит в себе еще много тайн и загадок. Развитие космических технологий и исследования астрономов помогут жителям Земли подробнее изучить наш космический дом.
Столкновение Млечного пути и Андромеды
Галактика Андромеды, которая в два раз больше, чем Млечный путь, но по массе приблизительно равна, находится на расстоянии 2,6 млн световых лет. Расчетное время столкновения наступит через 4,5 млрд лет.
Столкновение этих двух галактик уже началось, но пока оно не так заметно. Скорость сближение равна 120 км/с. Из-за относительно малой плотности звездного вещества и звезд в галактиках, их столкновение пройдет «безопасно» для всех их составляющих. Ближайшая к нам звезда находится на расстоянии в 4,22 световых года, как если бы Солнце уменьшить до размера монеты, то это расстояние станет 718 километров. Физическое столкновение звезд, а уж тем более планет, практически невозможно.
Конкретно для Солнечной системы слияние двух галактик может быть даже незаметным. Для Земли – изменится только вид звездного неба.
Структура Вселенной
Вселенная необъятна, ее размеры невообразимы, но научный подход предполагает, что любое сложное понятие можно разложить «по полочкам» — структурировать, выделить более простые и понятные составные части. Так какая структура у Вселенной, какое ее строение? Примите за аналогию ваш почтовый адрес: вы пишите страну, затем область, населенный пункт, улицу, номер дома и, наконец, номер квартиры. Заметьте, самым крупным понятием в адресе является название страны. Так произошло, потому что следующим, более крупным, обобщающим понятием является название нашей планеты. Но в рамках почтового адреса указывать планету не имеет смысла, потому что и так понятно, что все люди живут на Земле.
А теперь попробуем узнать «адрес» Земли во Вселенной, но пойдем поступательно от меньшего в большему.
Планетарная система
Земля находится в Солнечной системе. В центре системы расположена звезда Солнце, а все прочие космические объекты системы под действием гравитации вращаются вокруг нее. Это обусловлено тем, что масса звезды составляет 99,866% от массы всей системы. Под прочими космическими объектами подразумеваются планеты со спутниками, карликовые планеты и малые тела навроде астероидов.
Галактика
Галактика — это связанная гравитацией система из звезд с их планетарными системами, межзвездного газа и пыли. Все объекты в галактике движутся вокруг общего центра масс. А Солнечная система входит в состав галактики Млечный Путь. По типу (и форме) наша галактика — спиральная с перемычкой, поэтому выделяются так называемые галактические рукава. В Млечном Пути таких рукавов пять (в порядке удаленности от ядра галактики): Лебедя, Центавра, Стрельца, Ориона и Персея. Солнечная система — в рукаве Ориона.
Скопление галактик
Системы галактик, как можно предположить из предыдущих понятий, тоже связаны гравитацией. Увеличиваются массы и расстояния, но принцип сохраняется. Три крупные галактики (наш Млечный путь, а также Андромеда и Треугольник) и несколько десятков соседних карликовых галактик составляют Местную группу галактик. В поперечнике Местная группа имеет около 1 мегапарсека, а ее центр масс — на границе галактик Млечный Путь и Андромеда.
Сверхскопление галактик
Если сгруппировать скопления галактик, то получатся сверхскопления галактик! Сверхскопления включают в себя множество скоплений и межзвездное пространство между ними. Например, Сверхскопление Девы имеет размер около 200 миллионов световых лет и включает в себя порядка 100 групп и скоплений. Оно известно и под другим названием: как Местное сверхскопление галактик, потому что именно в него входит Местная группа галактик, а, значит, в конечном итоге и Земля. Сверхскопление Девы притягивается к Великому Аттрактору, который выступает в роли гравитационного центра и обладает массой в десятки тысяч Млечных Путей. То и другое является частью Ланиакеи, еще большего сверхскопления. Если продолжить укрупнение, то Ланиакея — часть комплекса сверхскоплений Рыб-Кита.
Галактическая нить
Галактическая нить — самое крупное структурное понятие во Вселенной. Другие названия: филамент («нить» в переводе с английского) или комплекс сверхскоплений. Также нить может называться стеной, если одна из ее полуосей в продольном сечении существенно превышает другую. Пустоты между галактическими нитями называются войдами, т.е. именно что пустотами, которые, как предполагается, заполнены темной материей. Определены и найдены следующие галактические нити: Нить Волосы Вероники, Нить Персея-Пегаса, Нить Большой Медведицы, Нить Рыси-Большой Медведицы, Великая стена CfA2 (Великая Северная Стена), Стена Скульптора (Великая Южная Стена), Великая стена Слоуна, Великая стена Геркулес-Северная Корона, Стена Журавль, Стена Печь. Общее количество открытых галактических нитей укладывается всего-навсего в полтора десятка, но можно ожидать скорые новые открытия. А какая же из них — «родная» нам? Нить Персея-Пегаса! Она образуется из двух сверхскоплений галактик: нашего сверхскопления Рыб-Кита и соседнего Персея-Рыб.
В итоге, «космический адрес» нашей планеты во Вселенной такой: Галактическая Нить Персея-Пегаса, комплекс сверхскоплений Рыб-Кита, Ланиакея, сверхскопление Девы, Местная группа галактик, галактика Млечный Путь, рукав Ориона, Солнечная система, планета Земля. До востребования!
Звезды Млечного пути
У учёных до сих пор нет общего мнения по поводу количества звёзд в Млечном пути. По разным подсчёта, в нём от 100 до 400 миллиардов звёзд. Чем ближе к центру, тем плотнее скопление звёзд. Перемычка – это своеобразная фабрика производства новых звёзд. У основания галактического диска находятся более древние звёзды, плотность материи там выше, и образование шло быстрее. Ближе к краям диска больше молодых звёзд. К примеру, наше солнце в 3 раза моложе самой галактики.
За пределами галактического диска расположены звезды и шарообразные скопления звёзд разных возрастов. Их мы можем увидеть. В телескоп они выглядят как яркий светящийся шар с уплотнением по центру.
Какому созвездию относится
Около половины созвездий северного полушария носит названия, связанные с древнегреческой мифологией. Другая часть была придумана позже, с освоением новых земель. Млечный Путь яркая часть звёздного неба и проходит через 88 созвездий: Кассиопеи, Персея, Возничего, Лебедя, Пса, Тельца, Близнецов и т.д. В районе созвездия тельца находится центр галактики, поэтому полоса здесь самая широкая.
Одновременно невозможно увидеть все созвездия. Часть из них видно только в Северном полушарии, часть только в Южном. Многие созвездия видны только в определённый период. Кассиопею, Лебедь и Луру видно только осенью. Созвездия, Дракона, Рыси, Геркулеса и прочие, видны лишь летом.
Галактики Вселенной
Галактики представлены крупными группировками звезд, газа, пыли, удерживаемых вместе гравитацией. Они могут существенно отличаться по форме и размерам. Большинство космических объектов относятся к какой-либо галактике. Это черные дыры, астероиды, звезды со спутниками и планетами, туманности, нейтронные спутники.
Большинство галактик Вселенной включают огромное количество невидимой темной энергии. Так как пространство между различными галактиками считается пустотным, то их нередко называют оазисами в пустоте космоса. Например, звезда по имени Солнце – одни из миллиардов звезд в галактике «Млечный Путь», находящейся в нашей Вселенной. В ¾ расстояния от центра данной спирали находится Солнечная система. В этой галактике все беспрерывно движется вокруг центрального ядра, которое подчиняется его гравитации. Однако и ядро тоже движется вместе с галактикой. При этом все галактики двигаются на сверхскоростях.
Астроном Эдвин Хаббл в 1962 году провел логическую классификацию галактик Вселенной с учетом их формы. Сейчас галактики разделяются на 4 основные группы: эллиптические, спиральные, галактики с баром (перемычкой) и неправильные.
Какая самая большая галактика в нашей Вселенной?
Наиболее крупной галактикой во Вселенной является линзовидная галактика сверхгиганских размеров, находящаяся в скоплении Abell 2029.
Что означает слово «галактика»?
Слово «галактика» пришло к нам из греческого языка, от слова «галактикос», означающего «млечный». Оно обозначает гигантское звездное скопление, имеющее спиральную форму. К нему принадлежит наше Солнце. Его мы называем Млечный Путь.
Кстати, нашу галактику с Земли можно увидеть на небе в виде вытянутой полосы, усыпанной звездами. Но на самом деле она имеет форму диска с несколькими закрученными спиральными рукавами.
На небе можно рассмотреть и другие галактики, но отличить их от звезд и разглядеть подробнее эти скопления звезд для человека доступно только с помощью мощных телескопов.
В древности Млечный Путь считался нашими предками священным: хотя у каждого народа о нем имелись свои легенды и мифы, тем не менее, практически все признавали его исключительную важность в картине мироздания. Состав галактики
Состав галактики
Сегодня немногие знают, что новогодняя елка – это отображение в нашей действительности Мирового Древа. Его стволом, по представлениям предков, являлся Млечный Путь.
Что больше, Вселенная или галактика?
Следует знать, что наша галактика, несмотря на ее размеры, не одинока во Вселенной. Сегодня ученым-астрономам достоверно известно о более чем ста других галактиках.
Некоторые из них расположены сравнительно близко от нашей и могут быть различимы даже невооруженным глазом, как, например, галактика в созвездии Волосы Вероники. Другие можно увидеть только в мощный телескоп обсерватории. Третьи различимы только с орбитальной станции, где атмосфера не препятствует наблюдению за космосом.
Вселенная, согласно представлениям ученых, бесконечна, и в ней находится бесконечное число галактик. Одни рождаются из облаков раскаленного газа и пыли, другие находятся в таком же состоянии, как и наш Млечный путь, третьи угасают, исчерпав свою энергию. До сих пор нет единой теории, объясняющей происхождение Вселенной и образование в ней звезд и галактик. Возможно, в отдаленном будущем человечество будет обладать этими знаниями, но пока мы можем только строить об этом самые фантастические догадки.
Количество
Когда рассказывают про галактики детям, их чаще всего интересует вопрос о количестве. И ответить так, чтобы удовлетворить детское любопытство, сложно. Конечно, можно назвать определенное число, но это будет неправда. Наша Вселенная бесконечна, и более того, постоянно расширяется, где-то происходит образование новых звезд, планетных систем, и найти границу ее невозможно. А значит, и количество галактик не поддается исчислению.
Как уже было сказано, из-за пыли мы видим лишь крохотную часть Вселенной, и примерное количество галактик в ней составляет более 100 миллиардов. И, к сожалению, даже до самых близких добраться сейчас невозможно.
