Главная В избранное Контакты News О проекте Планы сайта Карта
счетчик сайта
Размер шрифта:

Кратко:

Млечный Путь.

Млечный Путь.

Млечный Путь, наблюдаемый с Земли.

Интересно знать.

Более пятой части Вселенной скрыто от нашего взгляда пылью и звездами из диска нашей Галактики - Млечного Пути. Из 200 миллиардов звёзд Млечного Пути по этой же причине доступно наблюдению только около 2 миллиардов.

В центре Млечного Пути сверхмассивная чёрная дыра.

То, что в центре ядра находится сверхмассивная чёрная дыра, подозревалось давно, но лишь к 2003 году были получены убедительные доказательства. Вообще, в центре нашей Галактики обнаружено немало переменных рентгеновских источников, которые, возможно, являются более мелкими чёрными дырами, группирующимися вокруг центральной сверхмассивной. Ещё одно подтверждение наличия сверхмассивной чёрной дыры в центре ядра нашей Галактики дало исследование движения звёзд, находящихся в непосредственной близости от ядра.  Так, в инфракрасном диапазоне астрономам удалось проследить орбиты восьми звёзд высокой светимости, расположенных близ галактического центра. Их орбитальные скорости оказались очень большими. У одной из этих звёзд период обращения составляет всего 15 лет. В 1999 году другая звезда промчалась со скоростью 9 тыс. км/с на расстоянии всего лишь 6о а.е. от центрального объекта Галактики. Орбиты всех восьми прослеженных звёзд — эллиптические, параметры их найдены, а значит, оказалось возможным вычислить массу центрального объекта по третьему закону Кеплера. Она составляет около 3 млн. масс Солнца. Не чем иным, кроме как чёрной дырой, такой объект являться не может.

Теперь однозначно определено наблюдениями и подтверждено расчетами, что ближайшие к центру Галактики звёзды постепенно затягиваются в чёрную дыру её непреодолимой гравитацией и обречены на гибель.

Следует заметить, что чёрная дыра в центре нашей Галактики — довольно скромное по массе образование для подобных объектов и очень спокойное по сравнению с активными ядрами некоторых галактик. Нет сомнений, что в прошлом, когда в центре молодой ещё Галактики было гораздо больше диффузной материи, её «центральный монстр» вел себя гораздо активнее.

Новая трёхмерная модель Млечного Пути.

Уже в 50-х годах прошлого века ученым удалось составить картину распределения облаков ионизированного водорода, находящихся в галактической окрестности Солнца. Тогда выяснилось, что существуют по крайней мере три участка, которые можно было бы чётко отождествить со спиральными рукавами Млечного Пути. Наличие спиральных ветвей у Галактики учёные объясняют гигантскими волнами сжатия и разрежения межзвездного газа, идущими по галактическому диску. Из-за того, что орбитальная скорость Солнца почти совпала со скоростью движения волн сжатия, оно остается впереди фронта волны уже несколько миллиардов лет.

Но исследуемая галактическая окрестность ограничена помехами наблюдениям: межзвездная пыль поглощает свет далеких звезд и водорода, так что понять дальнейший рисунок спиральных ветвей становится затруднительно, а до последнего времени это было просто невозможно.

И только с помощью наблюдений за излучением межзвездного водорода - самого распространенного элемента во Вселенной - удалось в некоторой степени реконструировать картину рукавов Млечного пути. Это стало возможным благодаря применению аналогии: в других галактиках, как это ни странно, в этом отношении более доступных наблюдению, водород концентрируется именно вдоль спиральных рукавов.

Установлено, что там же, в рукавах, расположены и области звездообразования – множество молодых звезд и туманных скоплений пыли и газа.

Новейшие исследования с помощью космических телескопов всё больше и больше открывают нашему взору подробности строения нашей Галактики. Теперь мы имеем возможность увидеть новую карту Млечного Пути с реальным расположением сотен тысяч туманностей и звёзд на нашем сайте.

Количество спиральных галактических рукавов на карте заметно возросло (см. трёхмерную модель Млечного пути с реальным расположением сотен тысяч туманностей и звёзд.)

Исследования распределения водорода.

распределение нейтрального водородного газа (HI) в Галактике

На этом фото показано распределение нейтрального водородного газа (HI) в Галактике, измеренное в радиодиапазоне 21 см. Относительное количество (плотность в столбе) нейтрального водорода передано условными цветами: черным и темно-синим цветом выделены области с наименьшим, а красным и белым - с наибольшим количеством водорода.

По последним данным, от внешних границ диска Галактики тянется шлейф слоя атомарного водорода, который распространяется на расстояние около 15 тысяч световых лет от крайних периферийных областей Млечного Пути. Структуры этих газовых водородных образований по толщине 10 раз больше, чем в центральных областях, но во столько же раз менее  плотные. Края этого шлейфа изогнуты в разных направлениях на разных краях диска, что объясняется влиянием ближайших спутников нашей Галактики (карликовой галактики в Стрельце и других).

Взаимодействующие галактики и гипотеза происхождение короны Млечного Пути.

Большинство галактик входят в скопления, поэтому между парами галактик нередко происходят гравитационные или приливные взаимодействия. В результате появляются длинные пучки или волокна, образующие мосты между ними. Компьютерное моделирование подтвердило, что взаимодействия действительно могут привести к наблюдаемым искажениям.

Изначально предполагалось, что корона нашей Галактики образовалась раньше самой Галактики, но теперь учёные склонны считать, что корона является следствием "каннибализма" Млечного Пути по отношению к ближайшим галактикам-спутникам. Существует гипотеза, что шаровые скопления могут являться остатками бывших галактик-спутников, поглощённых в результате галактического взаимодействия.

Широкоугольный снимок Галактики по направлению к центру

Широкоугольный снимок Галактики по направлению к центру.

Облака звезд и пыли в созвездии Стрельца.

Облака звезд и пыли в созвездии Стрельца.

 

ГАЛАКТИКИ

Наша Галактика - Млечный Путь.


© Владимир Каланов
"Знания-сила".

Рассматривая ночное звёздное небо, можно увидеть неярко светящуюся беловатую полосу, которая пересекает небесную сферу. Это диффузное свечение приходит как от нескольких сотен миллиардов звезд, так и в результате рассеянья света на крошечных частичках пыли и газа в межзвездном пространстве. Это наша галактика Млечный Путь. Млечный Путь – это галактика, к которой принадлежит Солнечная система со своими планетами, среди которых и Земля. Он виден из любой точки земной поверхности. Млечный путь образует кольцо, поэтому с любой точки Земли мы видим лишь его часть. Млечный Путь, который кажется тусклой светящейся дорогой, на самом деле состоит из огромного количества звёзд, не видимых по отдельности невооруженным глазом. Первым в начале XVII столетия над этим задумался Галилео Галилей, когда навёл изготовленный им телескоп на Млечный Путь. То, что впервые увидел Галилей, захватило дух. В месте белесой огромной полосы Млечного Пути его взору открылись сверкающие скопления из бесчисленных звёзд, видимых по отдельности. Сегодня учёные считают, что Млечный Путь содержит огромное число звёзд – около 200 миллиардов.

Млечный Путь представляет собой галактику, состоящую из большого плоского - основного - тела в форме диска диаметром, превышающим расстояние в 100 000 световых лет. Сам диск Млечного Пути "относительно тонкий" – толщиной несколько тысяч световых лет. Внутри диска расположена бóльшая часть звёзд. По своей морфологии диск некомпактен, имеет сложное строение, внутри его находятся неровные структуры, которые простираются от ядра до периферии Галактики. Это так называемые «спиральные рукава» нашей Галактики, зоны высокой плотности, где из облаков межзвездных пыли и газа образуются новые звезды.

схематическое изображение нашей Галактики Центр Галактики. Изображение в условных тонах центра Млечного Пути.

Рис. слева: схематическое изображение нашей Галактики и окружающего её гало. Рис. справа: Центр Галактики. Изображение в условных тонах центра Млечного Пути. Источник света в середине - Стрелец А, активная зона звездообразования, находится рядом с галактическим ядром. Центр окружен газообразным кольцом (розовый круг). На внешнем кольце расположены молекулярные облака (оранжевые) и ионизированный водород пространства розового оттенка.

В центральной части диска Млечного Пути находится галактическое ядро. Ядро состоит из миллиардов старых звезд. Сама же центральная часть ядра представляет собой очень массивную область диаметром всего в несколько световых лет, внутри которой, по последним данным астрономических исследований, находится сверхмассивная черная дыра, возможно даже несколько чёрных дыр, массами около 3 миллионов Солнц.

Вокруг диска Галактики находится сферическое гало (корона), содержащее карликовые галактики (Большое и Малое Магеллановы облака и др.), шаровые звездные скопления, отдельные звезды, группы звезд и горячий газ. Некоторые из отдельных групп звезд взаимодействуют с шаровыми скоплениями и карликовыми галактиками. Существует гипотеза, вытекающая из анализа структуры гало и траекторий движения звездных скоплений, что шаровые скопления, как и сама галактическая корона могут являться остатками бывших галактик-спутников, поглощенных нашей Галактикой в результате произошедших ранее взаимодействий и столкновений.

Согласно научным предположениям, Наша Галактика содержит также,  и темную материю, которой, возможно, гораздо больше, чем всего видимого вещества во всех диапазонах наблюдений.

На окраинах Галактики обнаружены плотные области газа размерами несколько тысяч световых лет, температурой 10000 градусов и массой 10 миллионов Солнц.

Наше Солнце находится почти на диске, на расстоянии около 28 000 световых лет от центра Галактики. Иными словами, оно находится на периферии, на расстоянии почти 2/3 галактического радиуса от центра, что составляет расстояние порядка 8 кпк от центра нашей Галактики.

Плоскость Галактики и плоскость Солнечной системы не совпадают

Рис. Плоскость Галактики и плоскость Солнечной системы не совпадают, а находятся под углом друг к другу.

Подробно положение Солнца в Галактике и его движение рассмотрено также в разделе "Солнце" нашего сайта (см. Положение Солнца в Галактике Млечный путь). Чтобы совершить полный оборот, Солнцу требуется около 250 миллионов лет (по некоторым данным 220 миллионов лет), которые составляют галактический год (скорость движения Солнца – 220 км/с, то есть почти 800 000 км/ч!). Каждые 33 миллиона лет Солнце пересекает галактический экватор, затем поднимается над его плоскостью на высоту в 230 световых лет и снова опускается вниз, к экватору. На совершение полного оборота Солнцу требуется, как уже было сказано, около 250 миллионов лет.

Так как мы находимся внутри Галактики и смотрим на неё изнутри, её диск оказывается видимым на небесной сфере как полоса звёзд (это и есть Млечный Путь), и поэтому с Земли трудно определить реальную трехмерную пространственную структуру Млечного пути.

  

Фото слева: обзор полного неба в галактических координатах, полученный на частоте 408 мгц (длина волны 73 см), показанный в условных цветах. Интенсивность радиоизлучения отображена в линейной цветовой шкале от темно-синего (наименьшая интенсивность) до красного (наивысшая интенсивность).
Фото справа: Два изображения полного неба, построенных на основе данных, полученных в 1990 г. в ходе эксперимента DIRBE по изучению диффузного инфракрасного фона (Diffuse Infrared Background Experiment) на спутнике COBE. На обоих изображениях видно сильное излучение от Млечного Пути.

Новая карта Млечного Пути.

Млечный Путь можно классифицировать как спиральную галактику. Как уже сказано, он состоит из основного тела в форме плоского диска диаметром более 100 000 световых лет, внутри которого находится большая часть звезд. У диска некомпактное строение, и очевидна его неровная структура, начинающаяся из ядра и распространяющаяся к периферии Галактики. Это спиральные ветви областей наибольшей плотности материи, т.н. спиральные рукава, в которых идёт процесс образования новых звёзд, начинающийся в межзвездных газопылевых облаках. О причине возникновения спиральных рукавов нельзя сказать ничего, кроме того, что рукава возникают при численном моделировании рождения галактики всегда, если заданы достаточно большие масса и момент вращения.

Сгенерированная на компьютере новая трёхмерная модель Млечного пути с реальным расположением сотен тысяч туманностей и звёзд.
© National Geographic Society, Washington D.C. 2005.

Части галактики вращаются с различной скоростью вокруг её центра. Если бы мы могли посмотреть на Галактику «сверху», мы увидели бы плотное и яркое ядро, внутри которого звезды располагаются очень близко друг к другу, а также рукава. В них звезды сконцентрированы менее компактно.

Направление вращения Млечного пути, а также подобных спиральных галактик (указано на карте в левом нижнем углу при увеличении) таково, что спиральные рукава как бы закручиваются. И здесь необходимо заострить внимание вот на каком специфическом моменте. За время существования Галактики (не менее 12 млрд. лет, по любым современным оценкам) спиральные ветви должны были бы закрутиться вокруг центра Галактики несколько десятков раз! А этого не наблюдается ни в других галактиках, ни в нашей. Ещё в 1964 году Ц. Лин и Ф. Шу из США, предложили теорию, согласно которой спиральные рукава представляют собой не некие материальные образования, а волны плотности вещества, выделяющиеся на ровном фоне галактики прежде всего потому, что в них идет активное звездообразование, сопровождающееся рождением звёзд высокой светимости. Вращение спирального рукава не имеет никакого отношения к движению звёзд по галактическим орбитам. На небольших расстояниях от ядра орбитальные скорости звёзд превышают скорость рукава, и звёзды "втекают" в него с внутренней стороны, а покидают с внешней. На больших расстояниях всё наоборот: рукав как бы набегает на звезды, временно включает их в свой состав, а затем обгоняет их. Что касается ярких ОВ-звёзд, определяющих рисунок рукава, то они, родившись в рукаве, в нём и заканчивают свою относительно короткую жизнь, не успевая покинуть рукав за время своего существования.

По одной из гипотез строения Млечного Пути, между центром Галактики и спиральными рукавами расположено ещё т.н. "газовое кольцо". Газовое кольцо содержит миллиарды солнечных масс газа и пыли и является местом активного звездообразования. Эта область сильно излучает в радио и инфракрасном диапазоне. Изучение данного образования проводилось по облакам газа и пыли, расположенным вдоль луча зрения, и поэтому измерения точных расстояний до этого образования, как и его точная конфигурация очень затруднены и до сих пор существуют два основных мнения учёных по этому поводу. Согласно первому, ученые считают, что это образование является не кольцом, а сгруппировавшимися спиралями. Согласно другому мнению, это образование можно считать кольцевым. Предположительно оно расположено на расстоянии между 10 и 16 тыс. световых лет от центра.

Существует специальный раздел астрофизики, изучающий движение звёзд во Млечном Пути, он называется «звёздная кинематика».

Для облегчения задачи звездной кинематики звезды подразделяют на семейства по определенным признакам, возрасту, физическим данным, расположению внутри Галактики. У подавляющего большинства молодых звезд, сконцентрированных в спиральных рукавах, скорость вращения (относительно центра Галактики, разумеется) составляет несколько километров в секунду. Считается, что у подобных звёзд было слишком мало времени для взаимодействия с другими звездами, они «не использовали» взаимное притяжение для повышения скорости вращения. У звёзд среднего возраста скорость выше.

Самая высокая скорость у старых звёзд, они расположены на сферическом гало, окружающем нашу Галактику до расстояния в 100 000 световых лет от центра. Их скорость превышает 100 км/с (как у шаровых звездных скоплений).

Во внутренних областях, где звёзды плотно сконцентрированы, Галактика в своём движении проявляет себя аналогично твердому телу. В этих областях скорость вращения звёзд прямо пропорциональна их расстоянию от центра. Кривая вращения будет выглядеть как прямая линия.

На периферии Галактика в движении уже непохожа на твёрдое тело. В этой части она недостаточно плотно «заселена» небесными телами. «Кривая вращения» для периферийных областей будет «кеплеровской», аналогично правилу о неодинаковой скорости движения планет в Солнечной системе. Скорость обращения звёзд по мере удаления от центра галактики уменьшается.

Находятся в постоянном движении не только звезды, но и другие небесные объекты, населяющие Млечный Путь: это рассеянные и шаровые звёздные скопления, туманности и т.д. Особого изучения заслуживает движение шаровых звездных скоплений – плотных образований, в состав которых входят сотни тысяч старых звезд. Эти скопления имеют четкую сферическую форму, они двигаются вокруг центра Галактики по вытянутым эллиптическим орбитам, наклоненным к её диску. Скорость их движения составляет в среднем около двухсот км/с. Шаровые звездные скопления пересекают диск с периодичностью в несколько миллионов лет. Являясь достаточно плотно сгруппированными образованиями, они относительно стабильны и не распадаются под влиянием притяжения плоскости Млечного Пути. По-другому обстоят дела с рассеянными звездными скоплениями. В их состав входят несколько сотен или тысяч звёзд, причем они находятся в основном в спиральных рукавах. Звёзды там расположены не так близко друг к другу. Считается, что рассеянные звёздные скопления имеют тенденцию к распаду через несколько миллиардов лет существования. Шаровые звёздные скопления – старые по времени образования, они могут иметь возраст порядка 10 миллиардов лет, рассеянные скопления значительно моложе (счёт идет от миллиона до десятков миллионов лет), очень редко их возраст превышает один миллиард лет.

>>>Читайте дальше: Взгляд на Галактику сквозь толщу пыли и газа.

Галактики Классификация Галактик. Спиральные ГалактикиСпиральные Галактики с перемычкой. Линзообразные и эллиптические ГалактикиНеправильные и взаимодействующие ГалактикиЭволюция ГалактикМлечный ПутьВзгляд на Галактику сквозь толщу пыли и газа [1 2 3 4]Взгляд на инфракрасную Вселенную [1 2]

 
 
Главная В закладки Контакты Новости О проекте Планы сайта

open
© KV


 


 

Астрономы выделяют скопления и сверхскопления галактик, характерные размеры которых составляют порядка десяти и более ста миллионов световых лет соответственно. Крупнейшее сверхскопление открыто в 2000 г. Оно простирается на 600 млн. св. лет и удалено от нас на расстояние 6,5 млрд. св. лет.

Несмотря на огромное расстояние - чуть меньше половины расстояния до горизонта Вселенной, - это сверхскопление зрительно занимает на небе площадь в 40 раз больше площади полной Луны.

Закрыть урок