Схема млечного пути: Астраномія. Галактыкі

Содержание

Астраномія. Галактыкі

Панорама Галактики

Галактика Млечный Путь (или просто Галактика) — гигантская звёздная система, в которой находится Солнечная система, все видимые невооружённым глазом
отдельные звёзды, а также огромное количество звёзд, сливающихся вместе и наблюдаемых в виде млечного пути.

Млечный Путь — одна из многочисленных галактик Вселенной. Является спиральной галактикой с четырьмя рукавами и перемычкой типа SBb по классификации
Хаббла, и вместе с галактикой Андромеды (M31) и галактикой Треугольника (М33), а также несколькими десятками меньших галактик-спутников образует
Местную группу галактик, которая, в свою очередь, входит в Сверхскопление Девы.

Компьютерная модель Галактики: вид «сверху»

Галактика Млечный Путь представляет собой огромную сплюснутую систему, симметричную относительно главной плоскости и состоящую из более чем 150 млрд.
звёзд, разреженного газа, пыли и космических лучей. Поперечник Галактики составляет около 30 кпк (100 тыс. св. лет).

Важнейшими элементами структуры Галактики являются сферическая составляющая, центральное сгущение (балдж), звёздно-газово-пылевой диск, спиральные
рукава (ветви).

Схема строения Галактики

В средней части Галактики находится утолщение (балдж), составляющее около 5 кпк в поперечнике. Центр Галактики при наблюдении из Солнечной системы
проецируется в созвездие Стрельца.

В галактической плоскости сосредоточено большое количество межзвёздной пыли, благодаря которой свет, идущий от галактического центра, ослабляется в
1012 раз. Поэтому центр невидим в оптическом диапазоне. Галактический центр наблюдается в радио-, ИК, рентгеновском и гамма-диапазонах. Масса
центрального скопления составляет примерно 109.

Your browser does not support the video tag.

Строение Галактики

Ядра галактик являются центрами их конденсации и начального звёздообразования. Там должны находиться самые старые звёзды. По всей видимости, в самом
центре ядра Галактики находится сверхмассивная чёрная дыра (Стрелец А*) массой около 3,7 × 106,
что показано исследованием орбит близлежащих звёзд. По направлению к центру Галактики, а также по мере приближения к её плоскости звёздная плотность
возрастает и в центре составляет 105–106 звёзд в пк3,
при этом в окрестности Солнца звёздная плотность всего 0,12 пк–3.

Центр Галактики в ИК диапазоне

Звёздный диск содержит основное количество звёзд Галактики. В диске Галактики находится Солнце и практически все звёзды, наблюдаемые невооружённым
глазом. В экваториальной плоскости диска концентрируются наиболее молодые объекты Галактики – звёзды ранних спектральных классов О и В, классические
цефеиды, сверхновые второго типа, пыль и газ. Все эти объекты образуют наиболее тонкий диск (плоскую составляющую Галактики) толщиной 100–200 пк.
Старые звёзды и связанные с ними планетарные туманности образуют более толстый диск. Толщина всего звёздного диска составляет 500–600 пк.

Рукава Галактики

Галактика относится к классу спиральных галактик, что означает, что у Галактики есть спиральные рукава (ветви), расположенные в плоскости диска.
Именно в рукавах находятся наиболее молодые объекты (массивные концентрации газа и молодых звёзд) звёздного диска Галактики.

Сферическая составляющая включает старые звёзды и шаровые звёздные скопления, окружённые очень разреженным горячим слабо намагниченным газом. Гало
Галактики — невидимый компонент Галактики сферической формы, который простирается за видимую часть Галактики. В основном состоит из разреженного газа,
звёзд и тёмной материи. Последняя составляет основную массу Галактики.

Пузыри Ферми

В 2010-м году в результате наблюдений в гамма-диапазоне с помощью космического телескопа им. Ферми (Fermi Gamma-ray Space Telescope) над и под ядром
Галактики открыты пузыри Ферми (названы в честь телескопа) – гигантские (диаметр каждого около 25 тыс. св. лет) области пространства, испускающие
электромагнитное излучение в рентгеновском (ближе к ядру Галактики) и гамма-диапазонах (на периферии). Пузыри Ферми образуются в результате уменьшения
длины волны излучения при рассеянии фотонов на движущихся электронах (обратное комптоновское рассеяние), выбрасываемых чёрной дырой, находящейся в ядре
Галактики.

Your browser does not support the video tag.

Пузыри Ферми

Солнце расположено в рукаве Ориона на 20–25 пк выше плоскости симметрии нашей Галактики и удалено от центра на расстояние 7,5–8 кпк (26000 св. лет).
Для ориентации среди объектов Галактики принята галактическая система координат. Положение объектов в этой системе небесных координат задаётся
галактическими долготой λ и широтой β.

Близкие к Солнцу звёзды движутся вместе с ним перпендикулярно к направлению на центр Галактики. Это движение является следствием общего вращения
Галактики, скорость которого меняется с расстоянием от её центра (дифференциальное вращение). Такое вращение имеет следующие особенности:
1. Вращение происходит по часовой стрелке, если смотреть на Галактику со стороны её северного полюса.
2. Угловая скорость вращения убывает по мере удаления от центра. Однако это убывание медленнее, чем если бы вращение звёзд вокруг центра Галактики
происходило по законам Кеплера.
3. Центральная часть диска в области балджа вращается почти твёрдотельно, и поэтому линейная скорость вращения растёт пропорционально расстоянию
вплоть до максимального значения около 250 км/с.
4. Солнце и звёзды в его окрестности совершают полный оборот вокруг центра Галактики примерно за 240–250 млн. лет. Орбитальная скорость Солнца
равна 217 км/с.
5. Масса Галактики может быть оценена из условия, что движение объектов происходит по кривой, близкой к окружности. Из условия равенства
центростремительного ускорения на расстоянии r = 15 кпк и гравитационного, обусловленного массой, заключённой внутри радиуса r, получаем массу
Галактики:

Galaxy = v2r/G ≈ 3 × 1041 кг ≈ 1011.

Кривая вращения звёзд Галактики

Из всей видимой массы Галактики примерно 98% процентов приходится на массы звезд и около 2% – на газ, пыль и другие составляющие.

Таким образом, в результате наблюдений установлено, что звёзды вращаются вокруг центра Галактики с постоянной скоростью в большом диапазоне расстояний
от центра галактики, причём гораздо быстрее, чем ожидалось, если бы они находились в потенциале Ньютона.

Проблема вращения галактик – это несоответствие между наблюдаемыми скоростями вращения материи в дисковых частях спиральных галактик и предсказаниями
классической динамики, учитывающими только видимую массу. В настоящее время считается, что это несоответствие выдаёт присутствие «тёмной материи»,
которая пронизывает Галактику и простирается до галактического гало.

Согласно современным представлениям, Галактика образовалась примерно через 400 тыс. лет после Большого Взрыва из медленно вращавшегося газового облака,
по своим размерам превосходившего её современные размеры в десятки раз. Первоначально оно состояло из смеси 75% водорода и 25% гелия (по массе) и почти
не содержало тяжёлых элементов.

Your browser does not support the video tag.

Эволюция Галактики

В течение примерно миллиарда лет это облако свободно сжималось под действием сил гравитации. Коллапс неизбежно привёл к фрагментации и началу процесса
звёздообразования. Сначала газа было много, и он находился на больших расстояниях от плоскости вращения. Возникли звёзды первого поколения,
а также шаровые скопления.
Их современное распределение (гало) соответствует первоначальному распределению газа, близкому к сферическому. Наиболее массивные звёзды первого
поколения быстро проэволюционировали и обогатили межзвёздную среду тяжёлыми элементами (главным образом за счёт
вспышек сверхновых). Та часть газа, которая не превратилась в звёзды, продолжала свой процесс сжатия к центру Галактики. Из-за сохранения момента
количества движения,
её вращение становилось быстрее, образовался диск, и в нём снова начался процесс звёздообразования. Второе поколение звёзд оказалось более богатым
тяжёлыми элементами. Оставшийся газ сжался в более тонкий слой, в результате чего возникла плоская составляющая – основная область современного
звёздообразования.

Концепция тёмной (или скрытой) материи (массы) (Cold Dark Matter) Вселенной основана на необходимости объяснения ряда наблюдаемых астрофизических
эффектов: распределения скоростей звёзд в Галактике, гравитационного линзирования излучения удалённых объектов тёмными гало (сферическими составляющими)
галактик, вириального парадокса, формирования крупномасштабной структуры Вселенной и др.

Скопления галактик обнаруживают следующую особенность: для многих из них масса, определённая по скоростям собственного движения галактик в скоплении,
оказывается заметно больше массы, определённой по общей светимости галактик.

Массу скопления, определённую на основе теоремы вириала, называют вириальной. В соответствии с теоремой вириала для связанной стационарной системы,
части которой взаимодействуют друг с другом по закону 1/r, кинетическая энергия такой системы равна половине модуля её потенциальной энергии.

Для частицы массой m, обращающейся по круговой орбите вокруг центральной массы ℳ:

Eкин = ½|Eграв| = mv2/2 = Gℳm/(2R).

Если известны размер скопления R и дисперсия скоростей галактик v, то можно получить оценку вириальной массы скопления:

vt ≈ v2R/G.

Другой способ определения массы скопления состоит в том, что полную наблюдаемую светимость скопления умножают на стандартное отношение масса/светимость,
найденное независимо для отдельных галактик. Такое отношение различно для галактик различных типов, но если известно, что в данном скоплении преобладают
галактики какого-то определённого типа, то суммарную массу этих галактик таким способом действительно можно оценить.

Оказывается, что суммарная масса галактик меньше вириальной массы скопления (вириальный парадокс):

vt > ℳL.

Для разрешения вириального парадокса, объяснения кривых дифференциального вращения галактик и некоторых других явлений необходимо наличие в галактиках
и их скоплениях значительных масс скрытого (тёмного, т.е. несветящегося) вещества. По современным данным средняя плотность наблюдаемого вещества
составляет 3 × 10–31 г/см3, а средняя плотность Вселенной на два порядка больше (10–29 г/см3).

В отличие от обычного барионного «светящегося» вещества, под тёмной понимается материя, которая не принимает участия в электрослабом взаимодействии
(т.е., в частности, не испускает и не поглощает электромагнитное излучение), и присутствие которой обнаруживается только по гравитационным эффектам.

В настоящее время предполагается, что на долю обычной барионной материи приходится не более 5% плотности Вселенной. Примерно половину барионной
материи составляют светящиеся объёкты (видимая материя) – звёзды, межзвёздные газопылевые облака, планеты. Тёмная барионная материя – это
макроскопические объекты гало галактик (Massive Astrophysical Compact Halo Objects, MACHO): маломассивные звёзды (коричневые карлики), очень массивные
юпитероподобные планеты, остывшие белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры.

Около 23% плотности Вселенной составляет тёмная материя, носители которой имеют небарионную природу. В зависимости от скоростей частиц различают
горячую и холодную тёмную материю. Горячая тёмная материя состоит из частиц, движущихся с околосветовыми скоростями, по-видимому, из нейтрино.
Холодная тёмная материя должна состоять из массивных медленно движущихся («холодных») частиц или сгустков вещества. Экспериментально такие частицы
пока не обнаружены. В качестве кандидатов на роль холодной тёмной материи выступают слабо взаимодействующие массивные частицы (Weakly Interactive
Massive Particles, WIMP): аксионы, фотино, гравитино и др. (дополнительно о тёмной материи см. в разделе
7.3.12).

Невооружённым глазом в безлунную ночь на небе видны только три объекта, не принадлежащие нашей Галактике – Туманность Андромеды, Большое и Малое
Магеллановы Облака (два последних видны только в южном полушарии). Каждый из этих объектов представляет собой отдельную галактику.

Туманность Андромеды

Туманность Андромеды — спиральная галактика типа Sb. Эта ближайшая к Млечному Пути сверхгигантская галактика находится на расстоянии 2,54 млн. св. лет
от Солнечной системы. Её протяжённость составляет 260 тыс. св. лет, что в 2,6 раза больше, чем у Млечного Пути. По современным данным, в её состав входит
около триллиона звёзд.

Большое Магелланово Облако

Большое Магелланово Облако (БМО) — карликовая галактика типа SBm, расположенная на расстоянии около 168 тыс. св. лет от нашей Галактики. Она занимает
область неба южного полушария в созвездиях Золотой Рыбы и Столовой Горы и на наших широтах никогда не видна. БМО приблизительно в 20 раз меньше по
диаметру, чем Млечный Путь и содержит около 5 млрд. звёзд. Малое Магелланово Облако — карликовая галактика типа SBm, спутник Млечного Пути. Находится
на расстоянии около 200 тыс. св. лет в созвездии Тукана. Содержит только 1,5 млрд. звёзд.

Малое Магелланово Облако

Ближайшая к Солнечной системе галактика (расстояние 25 тысяч св. лет) – это карликовая галактика в созвездии Большого Пса (CMa Dwarf), состоящая всего
из 1 млрд. звёзд.

Приблизительно через 5 млрд. лет должно произойти столкновение галактик Млечный Путь и Туманность Андромеды. Как и при всех подобных столкновениях,
из-за малой концентрации вещества в галактиках и крайней удаленности объектов друг от друга маловероятно, что объекты вроде звёзд действительно
столкнутся. Если это предположение верно, то звёзды и газ Туманности Андромеды станут видны невооруженным взглядом примерно через 3 млрд. лет. Если
столкновение произойдет, то галактики, скорее всего, сольются в одну большую галактику.

В настоящее время известно, что Туманность Андромеды приближается к Млечному Пути со скоростью около 300 км/с, но произойдёт ли столкновение или
галактики просто разойдутся, пока точно не известно. По крайней мере, даже если не произойдёт столкновения самих дисков, гало тёмной материи двух
галактик столкнутся.

Your browser does not support the video tag.

Столкновение галактик

Дополнительная литература:

В.Н. Лукаш, Е.В. Михеева. Тёмная материя: от начальных условий до образования структуры Вселенной

J. Dubinski. The great Milky Way – Andromeda collision

F. Bournaud, F. Combes. Gas accretion on spiral galaxies: bar formation and renewal

Структура Млечного Пути – Статьи на сайте Четыре глаза

Полезная информация

Главная »
Статьи и полезные материалы »
Телескопы »
Статьи »
Расположение Солнечной системы в галактике Млечный Путь

Огромная Солнечная система – лишь песчинка в нашей Галактике. Землю окружают миллиарды небесных тел, а масштабы космоса трудно представить даже приблизительно. Что можно сказать о местоположении нашей планеты?

Размеры Млечного Пути

Космос огромен и Млечный Путь лишь его небольшая часть. Его относят к спиралевидным галактикам, наряду с другими объектами он находится в Местной группе галактик. Диаметр доходит до 100 000 св. л. или 1 квинтиллиона километров. Толщину специалисты оценивают в 1 000 св. л. Диаметр области с самым большим скоплением галактик измеряют 200 000 св. л.

Несмотря на большое количество небесных тел, большая часть массы скопления – несветящиеся гало. Это затрудняет определение хотя бы приблизительных параметров. К 2019 году специалисты сошлись во мнении, что это 1,5 ⋅1012 масс самой яркой звезды Солнечной системы.

Состав и структура Млечного Пути

В состав галактики Млечный Путь входят 2–4 сотни млрд. звезд, разрыв в предполагаемом количестве большой. Ученые насчитывают не менее четверти сотни миллиардов бурых карликов, по максимальным предположениям – их сотни миллиардов.

Структура Млечного Пути стала известна в 1980 году. Специалисты, изучающие эту Галактику, определили, что она спиральной формы и имеет перемычку. В центре есть диск с концентрацией относительно недавно зародившихся звезд и скоплений. На одинаковом расстоянии от краев есть утолщение, а также есть черная дыра. Спиральные рукава располагаются в полости диска, погруженного в гало с короной.

Интересно! История Млечного Пути началась для астрономов еще в XVIII веке.

Где находится Солнечная система

Солнечная система в галактике Млечный Путь расположена дальше от центра, чем от границ. Расстояние от перемычки оценивают в 35 св. л. К центральной точке от Солнца – примерно 27–28 000 св. л.

Солнечная система – небольшая часть Млечного Пути. Сейчас считается, что она находится недалеко от края Галактики. Млечный Путь состоит из миллиардов звезд, его диаметр оценивают в 100 000 св. л.

Художественная концепция галактики Млечный Путь. Источник изображения: NASA JPL

4glaza.ru
Декабрь 2020

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.


Рекомендуемые товары


Смотрите также

Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:

Обзоры оптической техники и аксессуаров:

  • Видео! Телескоп Sky-Watcher BK MAK80EQ1 и визуальное сближение Сатурна и Юпитера. Репортаж «Вести.Ru».
  • Видео! Телескоп с автонаведением Levenhuk SkyMatic 127 GT MAK: видеообзор модели (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Обзор телескопа Sky-Watcher BK P150750EQ3-2 на сайте star-hunter.ru
  • Обзор оптической трубы Sky-Watcher BK MAK90SP OTA на сайте star-hunter.ru
  • Обзор телескопа Levenhuk Strike 1000 PRO на сайте www.exler.ru
  • Книги знаний издательства Levenhuk Press: подробный обзор на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Книга знаний в 2 томах. «Космос. Микромир»: видеопрезентация (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Книга знаний «Космос. Непустая пустота»: видеопрезентация (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Монтировка Sky-Watcher EQ5 SynScan GOTO со стальной треногой: распаковка монтировки (канал «Небо – не предел», Youtube.ru)
  • Видео! Монтировка Sky-Watcher EQ5 SynScan GOTO со стальной треногой: сборка и настройка монтировки (канал «Небо – не предел», Youtube.ru)
  • Видео! Подробный обзор телескопа Sky-Watcher BK MAK90EQ1 (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Видео! Подробный обзор телескопа Levenhuk Strike 50 NG (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Видео! Телескоп Sky-Watcher Dob 76/300 Heritage: видеообзор настольного телескопа (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Видео! Подробный обзор любительского телескопа Levenhuk Skyline 90х900 EQ (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Видео! Подробный обзор детского телескопа Levenhuk Фиксики Файер (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Обзор настольного телескопа Sky-Watcher Dob 130/650 Heritage Retractable
  • Обзор телескопа Sky-Watcher BK P130650AZGT SynScan GOTO
  • Обзор настольного телескопа Sky-Watcher Dob 76/300 Heritage
  • Видео! Как выбрать телескоп: видеообзор для любителей астрономии (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Телескопы Sky-Watcher AZ: сборка и настройка телескопа (канал Sky-Watcher Russia, Youtube.ru)
  • Видео! Смотрите яркие видео, снятые телескопом с автонаведением Levenhuk SkyMatic 135 GTA
  • Видео! Телескоп с автонаведением Levenhuk SkyMatic 135 GTA (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Телескопы Levenhuk Skyline: сборка и настройка телескопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Обзор телескопа Добсона Levenhuk Ra 150N Dob
  • Обзор телескопа Bresser National Geographic 90/1250 GOTO
  • Обзор оптической трубы Levenhuk Ra R80 ED Doublet Carbon OTA
  • Обзор оптической трубы Levenhuk Ra R80 ED Doublet OTA
  • Обзор телескопа Bresser National Geographic 114/900 AZ
  • Инновационная встроенная система гидирования StarLock – сердце LX800
  • Уникальная монтировка-трансформер Meade LX80
  • Выпуск дизайнерских телескопов и биноклей Levenhuk
  • Сравнительная таблица телескопов Bresser и телескопов Celestron
  • Ищете телескоп? Попробуйте телескопы Levenhuk и Bresser

Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:

Все об основах астрономии и «космических» объектах:

  • Зачем астрономам прогноз погоды?
  • Астрономия под городским небом
  • Видео! Основы астрономии (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Основы строномии. Что такое эклиптика (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Солнечная система ч. 1 (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Солнечная система ч. 2 (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Созвездие Ориона (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Каталог Мессье (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Экзопланеты (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Небесные координаты. Горизонтальная система (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Небесные координаты. Галактическая система (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Небесные координаты. Эклиптическая система (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Небесные координаты. Экваториальные координаты (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Видео! Что такое солнечное затмение (и затмение 2015 г.) (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
  • Как увидеть Луну в телескоп
  • Краткая история создания телескопа
  • Оптический искатель для телескопа
  • Делаем телескоп своими руками
  • Венера в объективе телескопа
  • Что можно разглядеть в телескоп
  • Выбираем телескоп для наблюдения за планетами
  • Телескоп Максутова-Кассегрена
  • Делаем телескоп своими руками из объектива фотоаппарата
  • Галилео Галилей и изобретение телескопа
  • Дешевый телескоп
  • Как выбрать астрономический телескоп
  • Какой телескоп ребенку точно понравится?
  • Как выглядит галактика Андромеды в телескоп
  • Как выбрать хорошие окуляры для телескопа
  • Главное зеркало телескопа: сферическое или параболическое?
  • Как работает телескоп
  • Фокусное расстояние телескопа
  • Апертура телескопа
  • Светосила телескопа
  • Почему телескоп переворачивает изображение
  • Лазерный коллиматор
  • Выбор телескопа для наземных наблюдений
  • Как найти планеты на небе в телескоп
  • Разрешающая способность телескопа
  • Производители телескопов
  • Телескопы Ричи-Кретьена
  • Адаптер для смартфона на телескоп
  • Как пользоваться телескопом
  • Строение телескопа
  • Почему вам нужно купить пленку-светофильтр для телескопа?
  • «Большой телескоп азимутальный» – крупнейший российский телескоп
  • Что такое линзовый телескоп?
  • Профессиональные телескопы: цены, особенности, возможности
  • Телескоп: руководство к действию
  • Как выглядит телескоп, подключаемый к компьютеру
  • «Телескоп ночного видения» – есть ли такой оптический прибор?
  • Ищете телескоп для смартфона? Подойдет любой!
  • Первый оптический телескоп, созданный Ньютоном
  • Bresser – знаменитые немецкие телескопы
  • Как найти Сатурн в телескоп?
  • Вселенная глазами телескопа «Хаббл»
  • Самый дорогой телескоп в мире
  • Фото галактик с телескопа «Хаббл» высокого разрешения
  • Марс в телескоп: фото и особенности наблюдений
  • Так ли плох телескоп из Китая?
  • Фото МКС в телескоп: как найти?
  • Где в Москве посмотреть в телескоп
  • Российские телескопы
  • Самые известные американские телескопы
  • Инфракрасный телескоп «Страж»
  • Как посмотреть на Солнце в телескоп и не ослепнуть?
  • Телескоп на орбите – современный научный инструмент для изучения космоса
  • Как появился «Хаббл» – космический телескоп НАСА
  • Самый мощный телескоп
  • Как смотреть космос: в телескоп или бинокль?
  • Рейтинг телескопов: как выбрать телескоп в сети
  • Как выглядят фото с любительских телескопов?
  • Бесплатные телескопы онлайн
  • Выбираем диаметр и кратность лупы (линзы) для телескопа
  • Как выбрать телескоп для любителей и начинающих?
  • Изучаем звездное небо: телескоп для наблюдений за дальним космосом
  • Гигантские телескопы
  • Астрономия детям: Солнечная система
  • Где читать новости астрономии и астрофизики?
  • Космос: астрономия – наука о необъятной Вселенной
  • Краткая история астрономии
  • Авторы учебников по астрономии
  • Астрономия: звезды, планеты, астероиды
  • Ищем сайт любителей астрономии
  • Выбираем телескопы для любителей астрономии
  • Новости астрономии в 2018 году
  • Где читать новости астрономии и космонавтики?
  • Титан – самый большой спутник планеты Сатурн
  • Сатурн (планета): фото из космоса
  • Ближайшие планеты Венеры
  • Нептун – какая планета от Солнца?
  • Каково расстояние от Нептуна до его спутника?
  • Венера: планета на небе
  • Какая самая маленькая планета в Солнечной системе?
  • Изучаем планеты Солнечной системы: Сатурн
  • Какая по счету планета Сатурн?
  • Какая планета от Солнца Уран?
  • Спутники Урана: список
  • Какого цвета Уран (планета)?
  • Почему Марс – Красная планета?
  • Планета Меркурий: интересные факты для детей
  • Планеты Солнечной системы: Уран
  • Европа – спутник Юпитера (фото)
  • Сколько спутников у Юпитера
  • Факты о Красной планете, или Какого цвета планета Марс?
  • Планета Венера: фото в телескоп
  • Планеты Солнечной системы: Нептун
  • Планета Уран: интересные факты
  • Юпитер (планета): интересные факты для детей
  • Какие планеты больше Юпитера?
  • Цвет планеты Меркурий
  • Самая маленькая планета Солнечной системы: Меркурий
  • Наблюдаем ближайший парад планет
  • Расстояние от Солнца до Юпитера
  • Марс – планета Солнечной системы
  • Новые исследования планеты Марс
  • WOH G64 – звезда в созвездии Золотой Рыбы
  • Взрыв Бетельгейзе
  • Самая яркая звезда в созвездии Лебедь
  • Созвездие Лебедь: звезда Денеб
  • Мирфак – ярчайшая звезда в созвездии Персея
  • Созвездие Южный Крест на карте звездного неба
  • Большой и Малый Пес – созвездия южного полушария неба
  • Большое и Малое Магеллановы Облака
  • Звезда Бетельгейзе относится к сверхгигантам или карликам?
  • Созвездие Большого Пса – легенда Южного полушария неба
  • Созвездие Большой Пес: яркие звезды
  • Созвездие Цефей: звезды
  • Созвездие Щита на небе
  • Созвездия зодиака (Стрелец) и астрономия
  • Созвездие Лебедь – легенда о появлении
  • Созвездия Кассиопея, Лебедь, Орион – рассказываем об астрономии детям
  • Как найти созвездие Скорпиона на небе
  • Как называются звезды в созвездии Скорпиона?
  • Созвездия Персей и Андромеда
  • Окуляр Супер Кельнер: схема, достоинства и недостатки
  • Окуляр Эрфле
  • Менисковый телескоп: особенности и назначение
  • Зрительная труба Кеплера
  • Объектив с постоянным фокусным расстоянием
  • Японские телескопы – какие они?
  • Хочу телескоп! Какой выбрать?
  • Крупнейшие метеориты, упавшие на землю
  • Магнитные вспышки на Солнце
  • Чем занять детей дома?
  • Чем заняться на карантине дома?
  • Чем заняться школьникам на карантине?
  • Карта подвижного звездного неба Северного полушария
  • Виды карт звездного неба
  • Подвижная карта звездного неба «Созвездия»
  • Карта звездного неба «Малая Медведица»
  • Астрономическая карта звездного неба
  • Созвездие Лебедя на карте звездного неба
  • Карта звездного неба Южного полушария
  • Созвездие Ориона на карте звездного неба
  • Комета Атлас на карте звездного неба
  • Созвездие Лиры на карте звездного неба
  • Как видны звезды в телескоп?
  • Как правильно установить телескоп?
  • Как наблюдать Солнце в телескоп?
  • Как собрать телескоп?
  • Как выглядит Луна в телескоп?
  • Как называется самый большой телескоп?
  • Какая галактика может поглотить Млечный Путь?
  • К какому типу галактик относится Млечный Путь?
  • Сколько звезд в Млечном Пути?
  • Что находится в центре галактики Млечный Путь?
  • Черная дыра в центре Млечного Пути
  • Положение Солнца в Млечном Пути
  • Структура Млечного Пути
  • Туманности галактики Млечный Путь
  • Млечный Путь и туманность Андромеды
  • Почему Млечный Путь – спиральная галактика?
  • Самые известные цефеиды
  • От чего зависит изменение блеска цефеиды?
  • Почему цефеиды называют маяками Вселенной и как ими пользуются астрономы
  • Что остается на месте вспышки сверхновой звезды: черные дыры и не только
  • Что остается после взрыва сверхновых звезд в космосе
  • Существующие типы сверхновых звезд
  • Сверхновая нейтронная звезда: что это такое?
  • Окажется ли Солнце в стадии красного гиганта
  • Характеристика последовательности красных гигантов – особенности звезд
  • Что такое Солнце: красный гигант или желтый карлик?
  • Звезда Рас Альхаге
  • Звезда Таразед
  • Шаровые звездные скопления
  • Чем различаются рассеянные и шаровые скопления
  • Основные части радиотелескопа
  • Крупнейший радиотелескоп
  • Радиотелескоп FAST
  • Система, которая объединяет несколько радиотелескопов
  • Как построить сферу Дайсона
  • Излучение Хокинга простыми словами
  • Как найти Полярную звезду на звездном небе
  • Как называется наша Галактика
  • Возраст Вселенной
  • Великая стена Слоуна
  • Из чего состоят звезды
  • Ядро звезды
  • Эффект Доплера
  • Сила гравитации
  • Закон Хаббла
  • Астеризм
  • Чем отличается комета от астероида
  • Байкальский нейтринный телескоп
  • Проект «Радиоастрон»
  • Большой магелланов телескоп
  • Виртуальный телескоп в реальном времени
  • Метеорный поток
  • Экзопланеты, пригодные для жизни
  • Туманность Ориона на небе
  • Крабовидная туманность
  • Самый большой квазар во Вселенной
  • Астрокупол
  • Древние обсерватории
  • Специальная астрофизическая обсерватория РАН
  • Пулковская обсерватория
  • Астрономические обсерватории
  • Астрофизическая обсерватория в Крыму
  • Мауна-Кеа обсерватория
  • Обсерватория Эль-Караколь
  • Гозекский круг
  • Монтировка для телескопа своими руками
  • Что такое двойные системы звезд
  • Каковы размеры Вселенной: можно ли ответить на этот вопрос?
  • Что такое Бозон Хиггса простыми словами
  • Что такое летящая звезда Барнарда
  • Паргелий (ложное Солнце): что это такое?
  • Что такое гамма всплески во Вселенной
  • Кто установил факт ускоренного расширения Вселенной
  • Коричневый карлик – звезда или планета
  • Как называются галактики, входящие в местную группу
  • Какие тайны хранит яркая звезда Арктур
  • Как объяснить, почему ночью небо черное
  • Телескоп Tess и его достижения
  • Седна – карликовая планета или планета?
  • Чем удивляет планета Эрида
  • Загадочные Троянские астероиды
  • Хаумеа – самая быстрая карликовая планета
  • Между орбитами каких планет Солнечной системы проходит пояс астероидов
  • Самый крупный объект Главного пояса астероидов
  • Главные объекты пояса Койпера
  • Из чего состоит Облако Оорта и пояс Койпера
  • Карликовые планеты Солнечной системы: список
  • История черных дыр
  • Что такое поток Персеиды?
  • Тень лунного затмения
  • Период противостояния Марса: что это?
  • Венера: утренняя звезда
  • Важнейшие типы небесных тел в Солнечной системе
  • Зеркало для телескопа: виды и ключевые типы систем
  • Созвездия знаков зодиака на небе
  • Как увидеть спутник?
  • Где обратная сторона Луны и что там находится?
  • Расположение Солнечной системы в галактике Млечный Путь
  • Ученые обнаружили самую далекую галактику
  • Вспышка сверхновой звезды простыми словами
  • Войд Волопаса – загадочное место во Вселенной
  • Можно увидеть МКС без телескопа?
  • Самые сильные вспышки на Солнце
  • Какова природа полярного сияния
  • Лунный модуль «Аполлон» – первый космический «лифт»
  • Почему звезды разного цвета и кому это нужно
  • Проблема космического мусора все еще не решена
  • Самый редкий знак зодиака – Змееносец
  • Солнечное затмение 2021 года в России – запасайтесь светофильтрами
  • Самая-самая комета 2021 – январь преподнес сюрприз
  • Очередной «апокалиптический» метеорит в 2021 году
  • Климатическая карта ветра – незаменимый помощник астронома
  • Сколько лететь до ближайшей звезды
  • Что такое кратная система звезд
  • Как зависит от яркости обозначение звезд
  • Почему в космосе не видно звезд
  • Что видно из космоса на Земле
  • Пульсар – космический объект
  • Аккреционный диск черной дыры
  • Галактика Хога: уникальная космическая симметрия
  • Характеристики и состав эллиптических галактик
  • Особенности и структура неправильных галактик
  • Классификация галактик: виды и строение самых больших космических объектов
  • Где расположена галактика Треугольника и в чем ее особенности?
  • Что является источником излучения в радиогалактиках и как они возникают
  • Яркий блазар: наблюдается сверху и постоянно меняется
  • Как происходит звездообразование в галактике
  • Самые красивые и необычные имена галактик
  • Что такое перицентр орбиты и где он расположен
  • Что такое апоцентр, взаимосвязь апоцентра и перицентра
  • Меры расстояния в космосе: астрономический парсек
  • Понятие и даты прохождения через перигелий
  • Что такое точка афелия и когда планеты ее проходят
  • Марсоход NASA Perseverance – очередной искатель жизни в космосе
  • Корабль Crew Dragon – американцы снова летают к МКС
  • Славная страница отечественной космонавтики – орбитальная космическая станция МИР
  • Пилотируемый корабль «Союз» в ожидании преемника
  • Лунная программа Роскосмоса и другие изменения в политике корпорации
  • Тяжелая ракета «Ангара» официально доказала свой статус
  • Герцшпрунг – самый большой кратер Луны
  • Ракета «Протон-М» – еще одна страничка истории российской космонавтики будет перевернута
  • Разбираемся в терминах: астронавт и космонавт – в чем разница?
  • Шлягер наступившего 2021 года – реальные звуки Марса
  • Снимки «города богов» в космосе снова в сети
  • Самый-самый марсианский кратер
  • Фото ночного города из космоса
  • Планетоиды Солнечной системы – что это?
  • Приземление на Марс 18 февраля – успешное завершение и… только начало
  • Кратеры на поверхности Венеры: слава женщинам!
  • Магнитосфера планет: что это такое?
  • Ганимед, спутник планеты Юпитер, – верный друг на века!
  • Каллисто – спутник Юпитера: жизнь в космосе возможна?
  • Спутник Адрастея: питание для колец Юпитера!
  • Система неподвижных звезд: всегда на одном месте?
  • Канопус сверхгигант: яркий маяк на ночном небе
  • Звезда Толиман в астрологии: знакомство и Топ фактов
  • Звезда Вега: самый яркий объект в созвездии Лиры
  • Яркая звезда Капелла: вдвое больше сияния!
  • Звезда Ригель является сверхгигантом
  • Параллакс звезды Процион, верного спутника Сириуса
  • Звезда Ахернар: знакомство с альфой Эридана
  • Кульминация звезды Альтаир: на крыльях Орла
  • «Арктика-М» спутник: земля под надежным контролем!
  • Солнечный зонд Паркер: курс прямиком на звезду
  • Земля Афродиты на Венере: скорпион, обращенный на запад
  • Земля Иштар на Венере: Австралия в космосе!
  • Равнина Снегурочки на Венере
  • На какой планете находится каньон Бабы-яги?
  • Горы Максвелла в 12 км на Венере: мужская часть планеты!
  • Рельеф поверхности Венеры и его особенности
  • Кратеры на планете Меркурий: искусство во плоти!
  • Попигайская, Карская и Фарерская астроблема: как менялась Земля
  • Кратер Вредефорт: столкновение 10-километрового метеорита с Землей, как оно повлияло на историю
  • Зонд «Маринер-10»: первый посетитель Меркурия
  • Небесный экватор: что это такое, и как он пересекается с линией горизонта?
  • Акрукс в созвездии Южного Креста: характеристика и физические свойства
  • Альдебаран: класс звезды, характеристика и планеты рядом
  • Спика: физическая характеристика и класс звезды
  • Поллукс в созвездии Близнецов и его характеристики
  • Фомальгаут: спектральный класс, характеристики и система
  • Звезда Мимоза, или Бекрукс: характеристики и особенности
  • Регул: альфа созвездия Льва и принц ночного неба
  • Кастор: спектральный класс и характеристика звезды
  • Звезда Гакрукс: расположение на небе, характеристика и система
  • Звезда Шаула в астрономии: характеристики и особенности
  • Линия эклиптики: ежегодное движение Солнца
  • Метеорный поток Лириды
  • Эволюция массивных звезд и черные дыры
  • Спутник Сатурна Пан: описание, характеристики
  • Сатурн и его спутник Прометей
  • Удивительная Пандора – спутник планеты Сатурн
  • Загадочный Янус: все о спутнике Сатурна
  • Мимас – спутник Сатурна
  • Спутник Сатурна Тефия
  • Калипсо – яркий спутник Сатурна
  • Спутник Сатурна Диона
  • Рея – спутник Сатурна
  • Спутник Сатурна Гиперион
  • Спутник Сатурна Япет

Структуру Млечного Пути сформировало древнее столкновение

Крупные галактики, как правило, имеют весьма насыщенную историю. За миллиарды лет они неоднократно сталкивались и сливались со своими соседями, благодаря чему постепенно приобрели свой нынешний вид.

Млечный Путь не является исключением. Изучая орбиты и химический состав его звезд, астрономы часто находят «реликты» — светила, изначально входившие в состав других галактик. Так, во время недавнего анализа данных, собранных телескопом Gaia, исследователи из Гронингенского университета обнаружили несколько обособленных групп звезд в галактическом гало. По всей видимости, это остатки нескольких карликовых галактик, которые некогда были поглощены нашей.

Структура Млечного пути. Источник: NASA/JPL-Caltech/ESA/ATG medialab

Однако это было лишь началом. Проведя дополнительный анализ данных Gaia, ученые выявили около 30 тыс. звезд, связанных с некоей крупной структурой. Изучив их распределение, скорости и химический состав, астрономы пришли к выводу, что эти объекты являются «пришельцами». Все они изначально входили в состав галактики, столкнувшейся с Млечным Путем примерно 10 млрд лет назад. Ей присвоили название «Гайя-Энцелад» (Gaia-Enceladus).

По своему размеру эта звездная система была сопоставима с одним из Магеллановых Облаков — двух карликовых галактик, считающихся спутниками Млечного Пути и содержащими примерно на порядок меньше звезд. Однако нужно учитывать, что 10 млрд лет назад и наша Галактика была существенно меньше, чем сейчас. По оценкам астрономов, тогда соотношение масс Млечного Пути и Гайя-Энцелад составляло 4:1.

Очевидно, что столкновение с таким крупным «звездным островом» оказало огромное влияние на нашу Галактику. Оно сформировало основную часть внутреннего гало и привело к утолщению ее диска. Фактически поглощение Гайя-Энцелад определило всю дальнейшую историю Млечного Пути и запустило цепочку событий, в конце концов приведших к появлению Солнечной системы.

По материалам: https://www.esa.int

В сердце Млечного Пути найдены остатки мёртвой галактики

Десять миллиардов лет назад Млечный Путь поглотил другую галактику. Это было, возможно, крупнейшее столкновение в истории нашей галактики, и оно делает её особенной. Остатки «проглоченной» системы до сих пор покоятся в центре Млечного Пути.

Это открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Галактики время от времени сталкиваются и сливаются друг с другом, и наша не исключение. Недавно Вести.Ru рассказывали о том, как учёные реконструировали историю «слияний и поглощений», которые испытал Млечный Путь. А теперь другая научная группа получила новый интригующий результат.


Художественное изображение Млечного Пути, вид сверху. Красными линиями показан предполагаемый размер погибшей галактики Геракл и местоположение её остатков.



Астрономы изучили множество светил в центральной области Млечного Пути и обнаружили нечто странное.

«Из десятков тысяч звёзд, которые мы наблюдали, несколько сотен поразительно отличались [от остальных] по химическому составу и скорости, – рассказывает первый автор статьи Дэниэл Орта-Дэррингтон (Daniel Horta-Darrington) из Ливерпульского университета имени Джона Мурса. – Эти звёзды настолько отличались [от других], что они могли быть только из другой галактики».

Эту галактику, некогда столкнувшуюся с нашей, астрономы назвали Гераклом. По расчётам специалистов, суммарная масса её звёзд составляла около 500 миллионов солнц. Это примерно вдвое больше, чем в «колбасной» галактике Гайя–Энцелад, столкновение с которой ещё недавно считалось крупнейшим в истории Млечного Пути.

Слияние с Гераклом произошло 10 миллиардов лет назад. Млечный Путь тогда едва зародился. Эксперты считают, что столкновение с такой большой галактикой, как Геракл, в самом начале жизненного пути – чрезвычайно редкое явление. Оно делает Млечный Путь уникальным в ряду других спиральных галактик.


Художественное изображение Млечного Пути, вид сбоку. Красными линиями показан предполагаемый размер погибшей галактики Геракл и местоположение её остатков.



По расчётам учёных, Геракл оставил заметный след в истории Млечного Пути. Около трети светил в разреженной сферической составляющей Галактики досталось нам от этой погибшей звёздной системы. Как же вышло, что астрономы так долго не замечали никаких следов Геракла?

Дело в том, что столкновение произошло вскоре после зарождения нашей галактики. Млечный Путь тогда был гораздо меньше, чем сейчас.

За прошедшие с тех пор миллиарды лет Галактика приросла окраинами, как город. И былая периферия Млечного Пути, где вращались унаследованные от Геракла звёзды, стала практически его центром. Гравитация стягивала туда вещество. В конце концов эти области Галактики оказались закрытыми облаками пыли, непроницаемыми для звёздного света.

Так и вышло, что звёзды, пришедшие в Млечный Путь вместе с Гераклом, оказались недоступными для большинства земных телескопов. Однако на сей раз астрономы наблюдали Галактику не в видимом свете, а в ближнем инфракрасном диапазоне. Пыль прозрачна для такого излучения, что и позволило авторам сделать своё открытие.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о том, что Солнце могло появиться благодаря столкновению Млечного Пути с соседней галактикой. Писали мы и о том, когда наша галактика столкнётся с туманностью Андромеды.

Орбита Солнца и траектория движения галактике Млечный путь

Примерное расположение Солнца

Я уверен, что вы знаете, что мы живем в галактике Млечный Путь, но где именно в нашей галактике находится Солнце? Каким образом астрономы узнали, где оно находится?

Млечный Путь является спиральной галактикой, у которой, как считают астрономы, есть четыре основных спиральных рукава: Персея, Лебедя, Южного Креста и Стрельца.

Где находится наша звезда

Ближайшие окрестности Солнца

Солнце находится во внутреннем крае рукава Ориона, которое считается ответвлением от рукава Стрельца. Орбита Солнца в галактике Млечный путь находится на расстоянии около 26000 световых лет от центра.

Траектория движения нашего светила примерно ясна. Однако, еще несколько сотен лет назад никто даже не знал что из себя представляет Млечный путь. Прежде, чем изобрели телескопы, он выглядел как яркая область в небе, но когда Галилей впервые направил свой телескоп в небо в 1610 году, он понял, что Млечный путь, на самом деле, состоит из множества слабых звезд.

Знаменитый астроном Уильям Гершель попытался изучить подробно звезды в Млечном Пути, чтобы получить представление о размере, ее форме, и определить положение Солнца в ней.

Астроном Харлоу Шепли весьма точно определил, где находится Солнце, заметив, что шаровые скопления равномерно расположены выше и ниже Млечного Пути, но все они сосредоточены в небе в направлении созвездия Стрельца. Ученый создал одну из самых точных карт нашего звездного острова.

Схема Млечного пути

В 20-м веке, с развитием более крупных и мощных телескопов, астрономы смогли увидеть форму у других спиральных галактик, расположенных за миллионы световых лет от Земли.

В 1936 году Эдвин Хаббл использовал цефеиды, как маяк для измерения расстояния до многих галактик, и убедительно доказал, что Вселенная заполнена галактиками, каждая из которых, содержит множество звезд, как и наш Млечный Путь.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 24392

Запись опубликована: 28.04.2013
Автор: Максим Заболоцкий

Млечный путь галактика

Популярно о Млечном пути

Отвечая на вопросы посетителей нашего сайта, и для того, чтобы внести некоторую ясность для неискушенного любителя астрономии в название нашего сайта, предлагаем вашему вниманию небольшой экскурс по «дому, в котором мы живем» и его окрестностям.

В ясную безлунную ночь (лучше всего в августе-сентябре) на небосводе отчетливо видна белесая полоса пересекающая небо – Млечный Путь. Для вооруженного глаза предстает зрелище тысяч и тысяч звезд. Это Наша Галактика – звездный остров – место нашего обитания во Вселенной. Всего Галактика насчитывает около 100 миллиардов звезд! На фото представлена часть Млечного Пути в районе созвездия Стрельца.

Поскольку мы с вами живем внутри этого «дома» и не можем «выйти наружу» и посмотреть на него со стороны, нам можно только приблизительно представить, как выглядит
Наша Галактика со стороны. На схеме показан примерный вид галактики Млечный Путь и местоположение Солнечной системы в ней.

Как видно из схемы, Солнечная система расположена в одной из спиральный ветвей в
плоскости Галактики и удалено к северу от этой плоскости на расстояние 30 с небольшим световых лет и, исходя из современных гипотез, выясняется, что именно такое положение Солнца в Галактике позволило развиться жизни на планете Земля.

На данной схеме показано положение Солнца в спиральных рукавах Нашей Галактики. Как видим, Солнечная система находится вблизи рукава Ориона-Лебедя.

На схеме показано расположение плоскости Солнечной системы (розовая линия) относительно плоскости Галактики (серая полоса), причем центр «перекрестья» направлен на центр Галактики. Поперечник Галактики составляет около 100000 световых лет, а расстояние от Солнца до центра Галактики 30000 световых лет, т.е. именно столько времени понадобится свету, со скоростью 300000 км/сек, чтобы преодолеть подобное расстояние. Галактику окружают шаровые звездные скопления, расстояние до которых от центра Галактики составляет тысячи и десятки тысяч световых лет. Чуть дальше расположены карликовые галактики, по сути, так же крупные скопления звезд. На схеме показано примерное расположение наших ближайших соседей в пространстве.

Ближайшая к нам, знаменитая Туманность Андромеды (галактика М31 в созвездии Андромеды) удалена на расстояние около 2 миллионов световых лет и эти данные постоянно уточняются, благодаря новым методам исследований.

Таково кратко, ближайшее окружение Нашей Галактики. Если Вас интересуют более полные сведения о Нашей Галактике и ее соседях задавайте вопросы на нашем сайте. Мы постараемся удовлетворить запросы любого здравомыслящего автора вопросов.

Галактика Млечный путь

Млечный Путь — название нашей галактики. Её диаметр около 100 тыс. световых лет, при толщине в 1 световой год, масса составляет 2.1011 солнечных. Она причислена к типу спиральных галактик с перемычкой. В составе Млечного Пути более 200 млрд. звезд. Основная доля массы – в тёмной материи. Молекулярный водород, сбитый в гигантские облака, относится к наиболее массивным видимым объектам галактики.

Самая громадная, массой 4,3 млн. солнечных, находится точно в середине, а вокруг неё вращается одна поменьше – от 1000 до 10000 солнечных масс – и еще несколько тысяч небольших черных дыр. От их чудовищной гравитации звёзды, находящиеся поблизости, описывают необычайные траектории и движутся очень быстро.

Рассчитанный возраст Млечного Пути составляет примерно 10 – 13 млрд. лет! А Земля существует чуть более 4 млрд лет. 

Очень хорошо развита спиральная структура. В спиральных рукавах сосредоточены молодые активные звёзды, рассеянные звёздные скопления и облака межзвёздного газа, где постоянно рождаются новые звёзды.

Местная группа галактик — ближайшие к нам галактики и скопления. Местная группа имеет в своём составе Млечный Путь, Туманность Андромеды, Треугольник и ещё несколько десятков карликовых галактик. Все они (и мы в том числе) – часть Сверхскопления Девы.

Ближайшими соседями нашей галактики стали два Магеллановых Облака – Большое и Малое. В будущем они должны объединиться с Млечным Путём. А вот с Туманностью Андромеды нас ждет столкновение через пару миллиардов лет.

Путь Солнечной системы

Наша Солнечная система отдалена от центра галактики на 26000 световых лет, а от её плоскости – на 75, и движется вокруг центра галактики. Это движение осуществляется и относительно ближайших звёзд со скоростью около 20 км/сек, и относительно галактического центра 220 – 240 км/сек. Один оборот вокруг галактического центра совершается за 225 – 250 млн. лет. Наше светило в данный момент пролетает место, именуемое в Местным пузыремМестный пузырьМестный пузырь — область разреженного горячего газа неправильной формы в межзвёздной среде нашей Галактики. Он тянется по крайней мере на 300 св. лет и состоит из нейтрального водорода с плотностью примерно 1/10 от средней плотности межзвёздной среды, которая, в свою очередь, составляет 0,5 атома в кубическом сантиметре. Местный пузырь образовался в результате взрыва нескольких сверхновых.

Возле нашей звезды соседей не много. До ближайшей к Солнцу звезды – Альфа Центавра – свет должен лететь 4,3 года. Самый же крупный из близких светил – Сириус – удалён на 8,6 светового года. Альфа Центавра имеет и экзопланету, по массе схожую с Землёй.

Эта трехмерная карта Млечного Пути — лучший вид искривленной, искривленной формы нашей Галактики

Рассчитав расстояние от Солнца до тысяч пульсирующих звезд через Млечный Путь , астрономы нанесли на карту нашу галактику в 3D в большем масштабе, чем когда-либо прежде, как показало новое исследование.

Эти новые открытия проливают свет на искривленную, искривленную форму диска галактики, добавили исследователи.

Млечный Путь — это спиральная галактика , состоящая из области ядра в форме стержня, окруженной плоским диском из газа, пыли и звезд шириной около 120 000 световых лет.Наша солнечная система расположена примерно в 27 000 световых лет от центра Галактики в одном из четырех спиральных рукавов диска. Один световой год — это расстояние, которое свет проходит за год: около 6 триллионов миль (10 триллионов километров).

Связано: Викторина по Млечному Пути: Проверьте свою галактику Smarts

Космический маяк

На этой диаграмме показана искривленная форма галактики, подобная нашему Млечному Пути, как это было предложено наблюдениями за молодыми переменными звездами, называемыми цефеидами , наша собственная галактика.(Изображение предоставлено: J. Skowron / OGLE / Астрономическая обсерватория Варшавского университета)

Большая часть современных знаний о форме и структуре Млечного Пути основана на расстояниях между Солнцем и различными небесными ориентирами, полученными путем экстраполяции. из того, что астрономы видели в других галактиках. Однако расстояния между солнцем и этими ориентирами обычно измеряются косвенно.

В новом исследовании исследователи стремились напрямую измерить расстояния между Солнцем и большой выборкой звезд, чтобы построить трехмерную карту галактики.Они сосредоточились на особом виде звезды , известной как переменная цефеиды .

Цефеиды — молодые звезды-сверхгиганты, которые горят в сотни тысяч раз ярче Солнца. Подобно маякам на туманных берегах, цефеиды светлеют и тускнеют в предсказуемых циклах и видны сквозь огромные облака межзвездной пыли, которые часто скрывают более тусклые звезды.

Цефеиды, кажется, пульсируют, потому что их газ нагревается и охлаждается, расширяется и сжимается в очень регулярных формах, которые могут длиться от часов до месяцев.Четко определенная связь между яркостью цефеиды и графиком ее пульсаций означает, что, рассчитав время ее пульсаций, астрономы могут определить, насколько ярка цефеида в действительности.

После сравнения внутренней яркости цефеиды с ее видимой яркостью — то есть насколько яркой она кажется с Земли — астрономы могут оценить расстояние до цефеиды от нашей планеты, зная, что звезды кажутся темнее, чем дальше они от нас. Ученые могут определять расстояния до цефеид с точностью лучше 5%.

Связано: Наша Галактика Млечный Путь: Путеводитель (Инфографика)

Млечный Путь: Искривленное, искривленное место

На этом изображении сравнивается моделирование переменных звезд Цефеиды в галактике Млечный Путь (слева) ) с фактическими наблюдениями за их количеством (справа). Красные точки указывают на более старые звезды, а более молодые показаны синим цветом. (Изображение предоставлено: J. Skowron / OGLE / Астрономическая обсерватория Варшавского университета)

Используя эксперимент по оптическому гравитационному линзированию, который отслеживает яркость почти 2 миллиардов звезд, ученые нанесли на карту расстояние между Солнцем и более чем 2400 цефеидами по всему земному шару. Млечный Путь.«На это ушло шесть лет, но оно того стоило», — сказала Space.com ведущий автор исследования Дорота Сковрон, астрофизик из Варшавского университета в Польше.

Эти находки помогли астрономам построить крупномасштабную трехмерную карту Млечного Пути. Это первая такая карта, основанная на прямых измерениях расстояний до тысяч небесных ориентиров по всей галактике.

Новая карта помогла выявить более подробную информацию об искажениях, которые астрономы ранее обнаружили в форме Млечного Пути .В частности, диск галактики не плоский на расстоянии более 25 000 световых лет от ядра галактики, а искривлен. Это искривление потенциально было вызвано взаимодействием галактики с галактиками-спутниками, межгалактическим газом или темной материей.

«Деформация галактического диска была обнаружена и раньше, но это первый раз, когда мы можем использовать отдельные объекты, чтобы проследить его форму в трех измерениях», — заявил соавтор исследования Пшемек Мруз из Варшавского университета.

Степень деформации, которую исследователи видели в Млечном Пути, была неожиданно заметной, сказал Сковрон.«Это не какой-то статистический факт, доступный только пониманию ученых», — сказала она. «Это видно на глаз».

Астрономы могут определить возраст цефеид на основе их пульсаций. Они обнаружили скопления цефеид очень похожего возраста.

«Это явный признак того, что они были созданы вместе», — сказал Сковрон. «Мы можем видеть собственными глазами и в пределах нашей собственной галактики, что звездообразование не является постоянным, а действительно происходит всплесками».

Звезды могли образоваться всплесками из-за множества триггеров, сказал Сковрон.Гигантские облака межзвездного газа могут фрагментироваться под действием собственной силы тяжести, образуя очаги звездообразования. Она объяснила, что титанические слияния галактик или межзвездные ветры, вызванные катастрофическими сверхновыми звездами, также могут превратить облака в звезды.

Улучшенная карта Млечного Пути

На этой диаграмме показан вид нашего Млечного Пути, а также график переменных звезд-цефеид, который показывает искривленную форму галактики. (Изображение предоставлено: сюжет Дж. Сковрона / OGLE, панорама Млечного Пути Сержа Брунье)

В будущем исследователи планируют усовершенствовать свою трехмерную карту Млечного Пути, нанеся на карту расстояния между Солнцем и другими пульсирующими звездами, известными как RR Lyrae.Как и цефеиды, RR Лиры пульсируют по шаблонам с предсказуемыми промежутками времени, но они существуют в галактике гораздо дольше, сказал Сковрон. Она добавила, что это поможет ученым понять, как со временем изменились самые старые части галактики.

Улучшенные трехмерные карты Млечного Пути могут помочь ученым лучше понять его форму. Например, «количество главных спиральных рукавов все еще обсуждается, а также серьезность спиралевидных рукавов», — сказал Сковрон.

На этом изображении показан вид Варшавского телескопа. Звезды-цефеиды, похожие на маяки, найденные в обзоре OGLE, отмечены желтым цветом.(Изображение предоставлено: K. Ulaczyk / J. Skowron / OGLE / Астрономическая обсерватория, Варшавский университет)

Лучшее понимание формы галактики может, в свою очередь, пролить свет на то, как она эволюционировала с течением времени, например, как движутся звезды. Сковрон добавил, какие орбиты принимают звезды в искривленной галактике и что именно могло в первую очередь исказить форму галактики.

Ученые подробно рассказали о своих открытиях в выпуске журнала Science от 2 августа.

Следите за сообщениями Чарльза Чоя в Twitter @cqchoi . Следуйте за нами в Twitter @Spacedotcom и на Facebook .

Если вы посмотрите в небо ночью
и вдали от любого света это то, что вы могли видеть
Млечный путь домой
по крайней мере до 200 миллиардов звезд и планет.
С массой от 750 миллиардов
и один триллион солнечных масс (одна солнечная масса = масса нашего Солнца), и
диаметром 100000 световых лет (свет займет 100000 лет
путешествовать с одной стороны на другую) это массивный объект.
Исследования водорода
облака, содержащиеся в Млечном Пути, показывают нам, что эта галактика является спиральной
галактика, есть много типов галактик, и они обычно делятся на категории
по форме эллиптической неправильной или спиральной.
Ближайший межгалактический сосед,
маленькая галактика, в настоящее время взаимодействующая с нашей на другой стороне
всего Млечного Пути, хотя мы не знаем, какое влияние он оказал на
планеты Земля пока нет.
Наша галактика имеет форму диска, когда
при взгляде сбоку (вверху справа), что составляет 100 000 световых лет в поперечнике.
толщиной 1-2 световых года, в центре диска лежит тонкий слой
газа и пыли. Галактика имеет спиралевидную форму, если смотреть сверху.
(вверху слева).Он также содержит центральную выпуклость или ядро, где
может содержаться большая черная дыра. Солнце лежит в спиральном рукаве, названном
Орион.

Млечный путь содержит свет от
огромное количество отдельных звезд, включая Солнце. Темные пятна в
Галактика состоит из облаков пыли, которые не излучают света. шаровидный
скопления могут простираться более чем на 130 000 световых лет. Содержится в
ядром являются старые оранжевые и красные звезды.упакованы в тысячи раз
ближе, чем солнце к ближайшему соседу. Центральное ядро
самая старая и наиболее плотно упакованная часть Млечного пути. Постоянно
вращение Солнца занимает 250 миллионов лет, чтобы полностью вращаться по орбите после путешествия
со скоростью 250 км в секунду.

Вверху слева: схема старого
красные и желтые звезды находятся внутри центральной выпуклости галактики.

Вверху справа: диаграмма молочного
путь с окружающей его короной из различной материи.

Спиральные рукава галактик временные.
структуры, постоянно меняющие форму. здесь может накапливаться материя, но это
не двигайся вместе с остальной галактикой.

Галактика окружена
огромная корона, простирающаяся в космос, содержащая различный мусор и материю.
Это означает, что на самом деле галактика может быть в пять раз больше, чем мы.
думаю, что это на данный момент.

Спиральные рукава млечного пути.
названы в честь созвездий, которые видны в этой части неба.Мы находимся в руке Ориона, но все они так рука Персея,
рука cygnes, рука carind и одна рука без названия.

Вид на Млечный Путь (Небо
вокруг звезды денеб) от северного полюса (слева). И
вид на млечный путь с южного полюса.

Если посмотреть на созвездие
cygnus the swan ночью вы увидите самый густонаселенный
область неба. Галиео нашел млечный путь и обнаружил, что это
состоящий из множества звезд, по-видимому, плотно прижатых друг к другу.Он
был первым астрономом, заметившим это. Уильям Гершелл сделал открытие
что процентное увеличение больше для более слабых звезд, слабых звезд
рядом с Млечным путем было неожиданно много, и поэтому Гершель пришел к выводу, что
что галактика должна иметь форму двойной выпуклой линзы.

Выше: A
картина Галилео Галилея и Уильяма Гершеля.

Млечный путь называется так потому, что
он похож на слабо светящуюся полосу, которая тянется по небу земли на
ночь, так древние астрономы назвали ее Млечным путем, потому что это была
слабая молочная полоска в небе.

На этой диаграмме показано изображение
Млечный Путь, С положением Солнца и карликовой галактики в настоящее время
слияние с Млечным путем (SAQ DEG).

Млечный путь лежит с тысячами
других галактик во Вселенной. Как все это было создано?

15 миллиардов лет назад вселенная
начал.

Когда вселенная была

И Н Ф И Н Е Н Т Л И

Вселенная была упакована в пространство
атомное ядро.Невообразимо жарко и плотно.

Эта молекула взорвалась и внутри
доля секунды быстро расширялась. Частицы материи были
сотворена, и Вселенная расширилась от размера атома до размера
Земли в краткой вспышке. Была смесь энергии и экзотических частиц
такие как кварки и антикварки.

Был устойчивый темп расширения
и температура упала. Раньше вселенная была одной десятой миллисекунды
образовались старые протоны и нейтроны, его температура через одну секунду составила 10
миллиард градусов.Два миллиарда лет после образования Вселенной
начали формироваться галактики. Наша галактика сформировалась примерно через три миллиарда лет после
Большой взрыв, создавший Вселенную. Наша галактика начиналась как огромная сфера
газа, который в конечном итоге образовал компактный диск вокруг центрального
выпуклость из более плотного вещества.

Спиральные рукава, образованные в виде галактики
спины. Ранние столкновения между галактиками были обычным явлением и могут вызвать
спиральные рукава расти. В конечном итоге это может случиться с нами и ближайшими к нам
большой сосед Андромеда.

Это изображение возможных галактик.
за млечным путем.

Есть много типов спиральных галактик.
показано на этой картинке, у некоторых есть центральная выпуклость, как у нашей галактики, а у других
есть стержень в центре с очень небольшим количеством спиральных рукавов.

Кто это сделал
страница?

Ссылки

кредитов

В каком спиральном рукаве Млечного Пути находится наше Солнце? | Space

Художественная концепция нашей галактики Млечный Путь, видимая с далекого галактического севера (направление созвездия Беренис Кома) через NASA / JPL-Caltech / R.Hurt / Wikimedia Commons.

Наша галактика Млечный Путь — это звездный остров, который мы называем своим домом. Если вы представили его как диск со спиральными рукавами, исходящими из центра, наше Солнце находится примерно на трети пути от центра до видимого края. Наша солнечная система расположена между двумя выдающимися спиральными рукавами, которые когда-то считались астрономами, это всего лишь мост , состоящий из звезд, газа и пылевых облаков. В последние десятилетия исследования показали, что мы живем в нашем собственном спиральном рукаве галактики, хотя и относительно небольшом.Наш спиральный рукав формально называется Рукавом Ориона-Лебедя. Он также известен как Рукав Ориона или Местное плечо, и иногда вы все еще слышите названия Мост Ориона или Отрог Ориона.

Млечный Путь — спиральная галактика. Фактически, Млечный Путь представляет собой спиральную галактику с перемычкой , что означает, что у нее есть центральная перемычка. Мы все еще многого не знаем о структуре нашей галактики. Согласно последним данным, Млечный Путь имеет диаметр от 150 000 до 200 000 световых лет, глубину около 2 000 световых лет и насчитывает от 100 до 400 миллиардов звезд.Может быть четыре первичных спиральных рукава, исходящих из его центрального стержня, с неизвестным количеством ответвлений меньшего размера.

Где, в этой огромной спиральной структуре, находится наше Солнце и его планеты? Мы находимся примерно в 26 000 световых лет от центра галактики, на внутреннем крае рукава Ориона-Лебедя.

Он зажат двумя основными спиральными рукавами, руками Стрельца и Персея. Концепции художников вверху и внизу показывают рукав Ориона-Лебедя, домашний спиральный рукав нашего Солнца в галактике Млечный Путь.

Лунные календари на 2020 год почти распроданы! Закажи свой, пока они не ушли. Делает отличный подарок!

На этой диаграмме вы можете более ясно увидеть 4 главных спиральных рукава Млечного Пути. Рука Персея показана голубым, а Рука Киля-Стрельца розовым. Вверху на оранжевой руке Ориона-Лебедя указано положение солнца. Центр галактики обозначен GB, что означает «галактический бар». Изображение взято с сайта Rursus / Wikimedia Commons.

Считается, что рукава Ориона Млечного Пути составляет около 3500 световых лет в ширину.Первоначально астрономы думали, что его длина составляет около 10 000 световых лет. Новое исследование, опубликованное в 2016 году, предполагает, что его длина составляет более 20 000 световых лет.

Астрономы продолжают собирать воедино структуру Млечного Пути, тщательно измеряя положения и расстояния до многих звезд и газовых облаков. Расстояния определяются на основе измерений параллакса телескопами на земле и в космосе. Ожидается, что один из действующих в настоящее время космических телескопов, Gaia, предоставит массу новой информации, чтобы лучше охарактеризовать структуру и размер Млечного Пути.Фактически, заявленная цель Gaia — создать трехмерную карту нашего Млечного Пути.

Рукав Ориона назван в честь созвездия Охотника Ориона, которое является одним из самых ярких созвездий зимы в Северном полушарии (летом в Южном полушарии). Некоторые из самых ярких звезд и самых известных небесных объектов этого созвездия (Бетельгейзе, Ригель, звезды пояса Ориона, туманность Ориона) являются своего рода соседями нашего Солнца, расположенными в рукаве Ориона. Вот почему мы видим так много ярких объектов в созвездии Ориона — потому что, когда мы смотрим на него, мы смотрим в наш собственный локальный спиральный рукав.

Художественная концепция нашего галактического квартала. Некоторые из самых известных астрономических объектов на нашем небе находятся в рукаве Ориона, включая наше Солнце. Изображение предоставлено Р. Хёртом / Wikimedia Commons. UGC 12158, показанная здесь на этом изображении космического телескопа Хаббла, представляет собой спиральную галактику с перемычкой, которая, как считается, очень похожа на галактику Млечный Путь. Изображение взято из NASA / ESA / Wikimedia Commons.

Итог: Солнце находится примерно на 1/3 расстояния от центра галактики Млечный Путь до ее внешних краев.Он расположен в меньшем спиральном рукаве, между двумя большими рукавами, который называется Рукав Ориона.

Об авторе:

Команда EarthSky с радостью сообщает вам ежедневные обновления вашего космоса и мира. Нам нравятся ваши фотографии и мы ждем ваших советов по новостям. Земля, космос, человеческий мир, сегодня вечером.

Современное изображение Млечного Пути

Дополнительная литература с www.Astronomynotes.com


Определить Млечный Путь немного сложно, потому что это не единый когерентный твердый объект. Вместо этого Млечный Путь считается суммой всех отдельных объектов (звезд, планет, туманностей, частиц пыли и т. Д.), Которые гравитационно связаны друг с другом. То есть, если объект, такой как звезда или звездное скопление, ощущает достаточно сильное гравитационное притяжение от остальных объектов в Млечном Пути, которое не может покинуть его, он считается частью Млечного Пути.Если мы нарисуем границы, которые охватывают все эти объекты, мы можем приблизительно определить форму Млечного Пути. В общем, слово галактика относится к набору гравитационно связанных звезд и связанного с ними материала, размер которого превышает некоторый минимальный размер (чтобы отличить галактики от массивных звездных скоплений).

Используя это рабочее определение, мы можем показать, что Млечный Путь содержит много миллиардов отдельных звезд. Астрономы обнаружили, что эти звезды не являются частью одной однородной структуры, а вместо этого разные популяции звезд образуют несколько отличных структур с разными свойствами.По этой причине изучение такого объекта, как Млечный Путь, часто описывается как изучение звездных популяций . На рисунке ниже представлена ​​модель для различных популяций Млечного Пути.

Рис. 8:10: Схема Млечного Пути с помеченными звездными популяциями, показывающими тонкий диск, более сферическую центральную выпуклость и шаровые скопления, которые находятся над и под диском.

В представленной выше концепции художника показано изображение диска Млечного Пути с представленной структурой его спирального рукава (помечено синим цветом).Также показаны центральная область выпуклости (отмечена красным) и шаровые скопления (отмечены желтым). Каркас на заднем плане представляет собой ореол.

Мы можем описать эти конструкции и их свойства более подробно:

  1. Диск : Полоса света, которую мы видим в небе, является частью сплющенной дискообразной части галактики. Есть разные способы измерить размер диска, но его диаметр составляет примерно 30 000 парсеков. Солнце находится в диске, но, как обнаружил Шепли, мы находимся примерно в 8000 парсеков от центра.Размеры диска в соотношении аналогичны старой виниловой пластинке. То есть толщина намного меньше радиуса. Помимо звезд, диск содержит большую часть газа и пыли Млечного Пути. Звезды, которые находятся в диске, — это в основном молодые звезды со свойствами, подобными Солнцу (что не должно вызывать особого удивления, поскольку Солнце является звездой диска). Молодые звезды в популяции диска обычно называют звездами Population I .
  2. Выпуклость : Диск имеет неодинаковую толщину.В самом центре есть более толстая, примерно сферическая область, свойства которой отличаются от остальной части диска. Звезды в балдже в целом старше звезд на диске.
  3. Ореол : Хотя слово «ореол» подразумевает форму кольца, в данном случае мы определяем ореол как сферическую область, которая полностью охватывает диск. Это часть Млечного Пути, которая содержит большинство шаровых скоплений, и поэтому эти объекты используются для отслеживания общей протяженности гало.Он намного больше диска и может даже достигать 250 000 парсеков и более в радиусе. Плотность звезд в гало (количество звезд на кубический парсек) намного ниже, чем в диске, поэтому очень сложно идентифицировать достаточное количество этих объектов для детального изучения этого звездного населения. Однако нам удалось показать, что звезды в гало в основном старые и содержат меньше тяжелых элементов, чем Солнце. Если вы вспомните наш урок о звездных скоплениях, свойства звезд в гало кажутся очень похожими на свойства звезд в шаровых скоплениях.Старые звезды в выпуклости и гало обозначаются как Population II stars.

Поскольку мы встроены в диск Млечного Пути, нам довольно трудно различить его подструктуры. Таким образом, наше понимание структуры Млечного Пути продолжает развиваться по мере того, как мы изучаем его более глубоко. Ниже приведено помеченное изображение структуры диска и балджа Млечного Пути, которое включает последние обновления местоположения и плотности спиральных рукавов Галактики, определенных в результате наблюдений с помощью космического телескопа Спитцера.

Рисунок 8:11: Схема диска Млечного Пути со спиральными рукавами, обозначенными

.

Архитектура Галактики

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните, почему Уильям и Кэролайн Гершель пришли к выводу, что Млечный Путь имеет плоскую структуру с центром в Солнце и Солнечной системе
  • Опишите проблемы определения структуры Галактики с нашей выгодной позиции внутри нее.
  • Определите основные компоненты Galaxy

Млечный Путь. Галактика окружает нас, и вы можете подумать, что ее легко изучать, потому что она так близко.Однако сам факт того, что мы погружены в него, представляет собой сложную проблему. Предположим, вам дали задание нанести на карту Нью-Йорк. Вы могли бы намного лучше справиться с работой из вертолета, летящего над городом, чем если бы вы стояли на Таймс-сквер. Точно так же было бы легче нанести на карту нашу Галактику, если бы мы могли только немного выйти за ее пределы, но вместо этого мы оказались в ловушке внутри и далеко в ее пригородах — вдали от галактического эквивалента Таймс-сквер.

Гершель измеряет галактику

В 1785 году Уильям Гершель (рис. 1) сделал первое важное открытие об архитектуре Галактики Млечный Путь.Используя большой телескоп-отражатель, который он построил, Уильям и его сестра Кэролайн подсчитали звезды в разных направлениях неба. Они обнаружили, что большинство звезд, которые они могли видеть, лежали в плоской структуре, окружающей небо, и что количество звезд было примерно одинаковым в любом направлении вокруг этой структуры. Поэтому Гершель пришел к выводу, что звездная система, к которой принадлежит Солнце, имеет форму диска или колеса (он мог бы назвать ее фрисби, но фрисби еще не были изобретены) и что Солнце должно находиться около ступицы колеса. (Фигура 2).

Рис. 1. Уильям Гершель (1738–1822) и Кэролайн Гершель (1750–1848): Уильям Гершель был немецким музыкантом, который эмигрировал в Англию и в свободное время занимался астрономией. Он открыл планету Уран, построил несколько больших телескопов и провел измерения места Солнца в Галактике, движения Солнца в космосе и сравнительной яркости звезд. На этой картине изображены Уильям и его сестра Кэролайн, полирующие линзу телескопа. (кредит: модификация работы Wellcome Library)

Чтобы понять, почему Гершель пришел к такому выводу, представьте, что вы участник группы, стоящей в строю во время перерыва на футбольном матче.Если вы посчитаете участников группы, которых видите в разных направлениях, и получите каждый раз примерно одно и то же число, вы можете сделать вывод, что группа выстроилась по кругу, а вы в центре. Поскольку вы не видите участников группы над собой или под землей, вы знаете, что круг, образованный группой, гораздо более плоский, чем широкий.

Рис. 2. Схема Млечного Пути по Гершелю: Гершель построил это поперечное сечение Галактики, подсчитав звезды в разных направлениях.

Теперь мы знаем, что Гершель был прав относительно формы нашей системы, но ошибался относительно того, где находится Солнце внутри диска. Как мы видели в «Между звездами: газ и пыль в космосе», мы живем в пыльной Галактике. Поскольку межзвездная пыль поглощает свет звезд, Гершель мог видеть только те звезды, которые находятся на расстоянии примерно 6000 световых лет от Солнца. Сегодня мы знаем, что это очень маленькая часть всего диска звезд диаметром 100 000 световых лет, составляющих Галактику.

Харлоу Шепли: Картограф к звездам

До начала 1900-х годов астрономы в целом соглашались с выводом Гершеля о том, что Солнце находится недалеко от центра Галактики.Истинный размер Галактики и наше фактическое местоположение были открыты в основном благодаря усилиям Harlow Shapley . В 1917 году он изучал переменные звезды типа RR Лиры в шаровых скоплениях. Сравнивая известную собственную светимость этих звезд с тем, насколько яркими они выглядели, Шепли смог вычислить, как далеко они находятся. (Напомним, что именно расстояние заставляет звезды выглядеть более тусклыми, чем они были бы «вблизи», и что яркость уменьшается по мере увеличения квадрата расстояния.) Зная расстояние до любой звезды в скоплении, мы можем определить расстояние до самого скопления. .

Шаровые скопления можно найти в областях, свободных от межзвездной пыли, и поэтому их можно увидеть на очень больших расстояниях. Когда Шепли использовал расстояния и направления 93 шаровых скоплений, чтобы нанести на карту их положение в пространстве, он обнаружил, что скопления распределены в сферическом объеме, центр которого находится не на Солнце, а в удаленной точке вдоль Млечного Пути. направление Стрельца. Затем Шепли сделал смелое предположение, подтвержденное многими другими наблюдениями с тех пор, что точка, в которой центрируется система шаровых скоплений, также является центром всей Галактики (рис. 3).

Рис. 3. Харлоу Шепли и его схема Млечного Пути: (a) Шепли позирует для официального портрета. (b) На его диаграмме показано расположение шаровых скоплений, с также отмеченным положением Солнца. Черная область показывает старую диаграмму Гершеля с центром на Солнце приблизительно в масштабе.

Работа Шепли раз и навсегда показала, что нашей звезде нет особого места в Галактике. Мы находимся в неописуемой области Млечного Пути, всего в одной из 200–400 миллиардов звезд, которые окружают далекий центр нашей Галактики.

Харлоу Шепли родился в 1885 году на ферме в штате Миссури. Сначала он бросил школу, получив образование только в пятом классе. Он учился дома и в 16 лет устроился репортером в газету, освещавшую криминальные истории. Разочарованный отсутствием возможностей для кого-то, кто не закончил среднюю школу, Шепли вернулся и закончил шестилетнюю программу средней школы всего за два года, получив прощальное слово в классе.

В 1907 году, в возрасте 22 лет, он поступил в Университет штата Миссури, намереваясь изучать журналистику, но обнаружил, что школа журналистики не откроется в течение года.Листая каталог колледжа (по крайней мере, так он рассказал эту историю позже), он случайно увидел «Астрономию» среди предметов, начинающихся на «А». Вспомнив о своем детском интересе к звездам, он решил на следующий год изучать астрономию (а остальное, как говорится, уже история).

По окончании учебы Шепли получил стипендию для учебы в аспирантуре Принстона и начал работать с блестящим Генри Норрисом Расселом (см. Рамку с характеристиками Генри Норриса Рассела). Для своей докторской диссертации Шепли внес большой вклад в методы анализа поведения затменных двойных звезд.Он также смог показать, что переменные звезды-цефеиды — это не двойные системы, как думали некоторые в то время, а отдельные звезды, пульсирующие с поразительной регулярностью.

Впечатленный работой Шепли, Джордж Эллери Хейл предложил ему должность в обсерватории Маунт-Вильсон, где молодой человек воспользовался чистым горным воздухом и 60-дюймовым отражателем для своего новаторского исследования переменных звезд в шаровых скоплениях.

Шепли впоследствии принял пост директора обсерватории Гарвардского колледжа, и в течение следующих 30 лет он и его сотрудники внесли вклад во многие области астрономии, включая изучение соседних галактик, открытие карликовых галактик, обзор распределения галактик. галактики во Вселенной и многое другое.Он написал серию нетехнических книг и статей и стал известен как один из самых эффективных популяризаторов астрономии. Шепли любил читать лекции по всей стране, в том числе во многих небольших колледжах, где студенты и преподаватели редко общались с учеными его уровня.

Во время Второй мировой войны Шепли помог спасти многих ученых и их семьи из Восточной Европы; позже он помог основать ЮНЕСКО, Организацию Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры.Он написал брошюру под названием « Наука с борта корабля » для мужчин и женщин, служащих в вооруженных силах, которым приходилось проводить много недель на борту транспортных судов в Европу. И в трудный период 1950-х годов, когда комитеты Конгресса начали свою «охоту на ведьм» за сочувствующих коммунистам (включая таких либеральных лидеров, как Шепли), он решительно и бесстрашно выступил в защиту свободы мысли и выражения. Человек многих интересов, он был очарован поведением муравьев и писал научные статьи о них, а также о галактиках.

К моменту своей смерти в 1972 году Шепли был признан одной из центральных фигур современной астрономии, «Коперником двадцатого века», который нанес на карту Млечный Путь и показал нам наше место в Галактике.

Чтобы найти больше информации о жизни и работе Шепли, посмотрите его запись на веб-сайте Bruce Medalists. (На этом сайте представлены обладатели медали Брюса Тихоокеанского астрономического общества, одной из высших наград в области астрономии; в списке представлены некоторые из величайших астрономов последних двенадцати десятилетий.)

Диски и гало

С помощью современных инструментов астрономы теперь могут проникать в «смог» Млечного Пути, изучая радио и инфракрасное излучение далеких частей Галактики. Измерения на этих длинах волн (а также наблюдения других галактик, подобных нашей) дали нам хорошее представление о том, как выглядел бы Млечный Путь, если бы мы, , могли наблюдать его на расстоянии.

На рис. 4 показано, что мы бы увидели, если бы могли смотреть на Галактику лицом к лицу и с ребра.Самая яркая часть Галактики состоит из тонкого круглого вращающегося диска звезд, распределенного по области диаметром около 100 000 световых лет и толщиной около 1000 световых лет. (Учитывая, насколько тонкий диск, возможно, компакт-диск является более подходящей аналогией, чем колесо.) Помимо звезд, пыль и газ, из которых образуются звезды, также находятся в основном в тонком диске Галактики. Масса межзвездного вещества составляет около 15% от массы звезд в этом диске.

Рисунок 4.Схематическое изображение Галактики: На левом изображении показан спиральный диск, вид спереди; Правое изображение показывает вид на диск сбоку. Обозначены основные спиральные рукава. Солнце расположено на внутренней стороне короткого отрога Ориона.

Как показано на диаграмме на рисунке 4, звезды, газ и пыль не распределены равномерно по диску, а сосредоточены в центральной полосе и серии спиральных рукавов. Недавние инфракрасные наблюдения подтвердили, что центральная полоса состоит в основном из старых желто-красных звезд.Кажется, что два основных спиральных рукава соединяются с концами стержня. Они подсвечены голубым светом молодых горячих звезд. Мы знаем много других спиральных галактик, у которых также есть стержневые скопления звезд в их центральных областях; по этой причине они называются спиралями с перемычкой. На рис. 5 показаны две другие галактики — одна без полосы, а другая с сильной полосой — чтобы дать вам основу для сравнения с нашей собственной. Вскоре мы опишем нашу спиральную структуру более подробно. Солнце находится примерно на полпути между центром Галактики и краем диска и всего в 70 световых годах над его центральной плоскостью.

Рис. 5. Спиральные галактики с перемычкой и с перемычкой: (a) На этом изображении показана спиральная галактика M74 без перемычки. Он содержит небольшую центральную выпуклость, состоящую в основном из старых желто-красных звезд, а также спиральные рукава, подсвеченные синим светом молодых горячих звезд. (b) На этом изображении показана спиральная галактика NGC 1365 с сильной перемычкой. Выпуклость и более тусклая полоса кажутся желтоватыми, потому что самые яркие звезды в них — это в основном старые желтые и красные гиганты. Два основных спиральных рукава выступают из концов стержня.Как и в M74, эти спиральные рукава населены голубыми звездами и красными пятнами светящегося газа — признаками недавнего звездообразования. Считается, что галактика Млечный Путь имеет спиральную структуру с перемычкой, которая занимает промежуточное положение между этими двумя примерами. (кредит a: модификация работы ESO / PESSTO / S. Smartt; кредит b: модификация работы ESO)

Наш тонкий диск из молодых звезд, газа и пыли заключен в более толстый, но более диффузный диск старых звезд; этот более толстый диск простирается примерно на 3000 световых лет выше и ниже средней плоскости тонкого диска и содержит только около 5% массы, чем тонкий диск.

Вблизи центра Галактики (примерно в 10 000 световых лет) звезды больше не ограничены диском, а образуют центральную выпуклость (или ядерную выпуклость ). Когда мы наблюдаем в видимом свете, мы можем увидеть звезды в балджу только в тех редких направлениях, где бывает относительно мало межзвездной пыли. Первый снимок, на котором действительно удалось показать выпуклость в целом, был сделан в инфракрасном диапазоне (рис. 6).

Рисунок 6.Внутренняя часть галактики Млечный Путь: Эта красивая инфракрасная карта, на которой показано полмиллиарда звезд, была получена в рамках двухмикронного обзора всего неба (2MASS). Поскольку межзвездная пыль не поглощает инфракрасное излучение так сильно, как видимый свет, на этом изображении видна ранее скрытая выпуклость старых звезд, которая окружает центр нашей Галактики, а также тонкий дисковый компонент Галактики. (кредит: модификация работы 2MASS / Дж. Карпентер, Т. Х. Джарретт и Р. Хёрт)

Тот факт, что большая часть выпуклости закрыта пылью, затрудняет определение ее формы.Долгое время астрономы полагали, что он имеет сферическую форму. Однако инфракрасные изображения и другие данные показывают, что выпуклость примерно в два раза длиннее, чем ширина, и имеет форму арахиса. Связь между этой удлиненной внутренней выпуклостью и большой полосой звезд остается неопределенной. В самом центре ядерной выпуклости находится огромная концентрация материи, которую мы обсудим позже в этой главе.

В нашей Галактике тонкие и толстые диски и ядерный балдж заключены в сферическое гало очень старых слабых звезд, которое простирается на расстояние не менее 150 000 световых лет от центра Галактики.Большинство шаровых скоплений также находится в этом гало.

Масса в Млечном Пути простирается еще дальше, далеко за пределы светящихся звезд на расстояние не менее 200 000 световых лет от центра Галактики. Эта невидимая масса получила название темная материя , потому что она не излучает света и не может быть видна ни в один телескоп. Его состав неизвестен, и его можно обнаружить только из-за его гравитационного воздействия на движения светящейся материи, которые мы можем видеть.Мы знаем, что это обширное гало темной материи существует из-за его влияния на орбиты далеких звездных скоплений и других карликовых галактик, связанных с Галактикой. Этот загадочный гало будет предметом раздела о массе Галактики, а свойства темной материи будут обсуждаться более подробно в главе о Большом взрыве.

Некоторые статистические данные тонкого и толстого диска s и звездного гало приведены в таблице 1 с иллюстрацией на рисунке 7.Обратите особое внимание на то, как возраст звезд соотносится с местом их нахождения. Как мы увидим, эта информация содержит важные ключи к разгадке того, как образовалась галактика Млечный Путь .

Таблица 1. Характеристики галактики Млечный Путь
Имущество Тонкий диск Толстый диск Stellar Halo (исключая Dark Matter)
Звездная масса 4 × 10 10 M Солнце Несколько процентов массы тонкого диска 10 10 M Солнце
Яркость 3 × 10 10 L Солнце Несколько процентов светимости тонкого диска 8 × 10 8 L Солнце
Типичный возраст звезд от 1 миллиона до 10 миллиардов лет 11 миллиардов лет 13 миллиардов лет
Распространенность тяжелых элементов Высокая Средний Очень низкий
Вращение Высокая Средний Очень низкий

Рисунок 7.Основные части Галактики Млечный Путь: На этой схеме показаны основные компоненты нашей Галактики.

Создание общей картины Галактики с нашей покрытой пылью точки зрения внутри тонкого диска было одним из величайших достижений современной астрономии (и потребовалось десятилетия усилий астрономов, работающих с широким спектром телескопов). Одна вещь, которая очень помогла, — это открытие того, что наша Glaxy не уникальна по своим характеристикам. Во Вселенной есть множество других плоских спиралевидных островов из звезд, газа и пыли.Например, Млечный Путь чем-то напоминает галактику Андромеды, которая на расстоянии около 2,3 миллиона световых лет является ближайшей к нам соседней гигантской спиральной галактикой. Точно так же, как вы можете получить гораздо лучшее представление о себе, если кто-то сделает снимок с большого расстояния, изображения и другие диагностические наблюдения близлежащих галактик, похожих на нашу, были жизненно важны для нашего понимания свойств Млечного Пути.

Галактика Млечный Путь в мифах и легендах

Для большинства из нас, живущих в двадцать первом веке, галактика Млечный Путь — неуловимое зрелище.Мы должны постараться покинуть наши хорошо освещенные дома и улицы и отправиться за пределы наших городов и пригородов в менее населенные места. Как только световое загрязнение спадет до незначительного уровня, Млечный Путь можно будет легко заметить, изгибаясь над небом в ясные безлунные ночи. Млечный Путь особенно яркий в конце лета и в начале осени в Северном полушарии. Некоторые из лучших мест для просмотра Млечного Пути находятся в наших национальных и государственных парках, где жилые и промышленные застройки сведены к минимуму.В некоторых из этих парков проводятся специальные мероприятия по наблюдению за небом, которые определенно стоит посетить, особенно в течение двух недель, предшествующих новолунию, когда тусклые звезды и Млечный Путь не должны соперничать с яркостью Луны.

Вернемся на несколько веков назад, и эти звездные виды были бы скорее нормой, чем исключением. До появления электрического или даже газового освещения люди полагались на недолговечные огни для освещения своих домов и проезжей части. Следовательно, их ночное небо обычно было намного темнее.Столкнувшись с мириадами звездных узоров и прозрачной полосой рассеянного света Млечного Пути, люди всех культур создали мифы, чтобы разобраться во всем этом.

Некоторые из древнейших мифов о Млечном Пути поддерживаются австралийскими аборигенами благодаря их наскальным рисункам и повествованиям. Считается, что это наследие восходит к десяткам тысяч лет назад, когда аборигены «мечтали» вместе с остальной частью космоса. Млечный Путь играл центральную роль как арбитр Творения.Приняв форму огромного змея, он соединился с земным змеем, чтобы мечтать и таким образом создать все существа на Земле.

Древние греки рассматривали Млечный Путь как брызги молока, льющиеся из груди богини Геры. В этой легенде Зевс тайно поместил своего маленького сына Геракла к груди Геры, пока она спала, чтобы дать своему получеловеческому сыну бессмертные силы. Когда Гера проснулась и обнаружила, что Геракл кормит грудью, она оттолкнула его, заставив ее молоко брызнуть в космос (рис. 8).

Династические китайцы считали Млечный Путь «серебряной рекой», которая была создана для разделения двух влюбленных, скрещенных звездами. К востоку от Млечного Пути Чжи Ну, ткачиха, была отождествлена ​​с яркой звездой Вега в созвездии Лиры Арфы. К западу от Млечного Пути ее возлюбленный Ню Ланг, пастушок, был связан со звездой Альтаир в созвездии Орла Акилы. Мать Чжи Ну, Царица Небесная, сослала их на противоположные стороны Млечного Пути после того, как она услышала об их тайном браке и рождении двух детей.Однако раз в год им разрешается воссоединяться. В седьмой день седьмого лунного месяца (который обычно приходится на август месяц) они встретятся на мосту через Млечный Путь, который построили тысячи сорок (рис. 8). Это романтическое время продолжает отмечаться сегодня как Ци Си, что означает «Двойная седьмая», когда пары воссоздают космическое воссоединение Чжи Ну и Ню Лан.

Рис. 8. Млечный Путь в мифе: (а) Происхождение Млечного Пути Якопо Тинторетто (около 1575 г.) иллюстрирует греческий миф, объясняющий образование Млечного Пути.(б) Луна Млечного Пути работы японского художника Цукиока Ёситоши изображает китайскую легенду о Чжи Ну и Ню Ланге.

Для индейцев кечуа в Андском Перу Млечный Путь считался небесной обителью для всех видов космических существ. Вдоль Млечного Пути расположено множество темных пятен, которые они идентифицировали с куропатками, ламами, жабой, змеей, лисой и другими животными. Ориентация кечуа на темные области, а не на светящуюся полосу звездного света, кажется уникальной среди всех создателей мифов.Вероятно, их доступ к богато структурированной южной части Млечного Пути имел какое-то отношение к этому.

Среди финнов, эстонцев и представителей родственных североевропейских культур Млечный Путь считается «тропой птиц» по ночному небу. Отметив, что птицы сезонно мигрируют по маршруту с севера на юг, они идентифицировали этот путь с Млечным путем. Недавние научные исследования показали, что этот миф коренится на самом деле: птицы этого региона используют Млечный Путь в качестве ориентира для своих ежегодных миграций.

Сегодня мы рассматриваем Млечный Путь как нашу галактическую обитель, где на грандиозной сцене разыгрываются вспышки рождения и смерти звезд, и где было обнаружено, что разные планеты вращаются вокруг самых разных звезд. Хотя наш взгляд на Млечный Путь основан на научных исследованиях, мы разделяем с нашими предками склонность рассказывать истории о происхождении и преобразовании. В этом отношении Млечный Путь продолжает очаровывать и вдохновлять нас.

Ключевые концепции и резюме

Галактика Млечный Путь состоит из тонкого диска, содержащего пыль, газ, а также молодые и старые звезды; сферическое гало, содержащее популяции очень старых звезд, включая переменные звезды типа RR Лиры и шаровые звездные скопления; толстый, более диффузный диск со звездами, которые имеют промежуточные свойства между тонким диском и гало; ядерная выпуклость в форме арахиса, состоящая в основном из старых звезд вокруг центра; и сверхмассивная черная дыра в самом центре.Солнце находится примерно на полпути от Млечного Пути, примерно в 26 000 световых лет от центра.

Глоссарий

ореол темной материи:

масса Млечного Пути, которая простирается далеко за границы светящихся звезд на расстояние не менее 200 000 световых лет от центра Галактики; хотя мы предполагаем его существование из его силы тяжести, состав этого вещества остается загадкой

венчик:

крайний край нашей Галактики (или другой галактики), содержащий редкое распределение звезд и шаровых скоплений с более или менее сферическим распределением

Галактика Млечный Путь:

полоса света, окружающая небо, обусловленная множеством звезд и диффузных туманностей, лежащих вблизи плоскости Галактики Млечный Путь

центральная выпуклость:

(или ядерный балдж) центральная (круглая) часть Млечного Пути или аналогичной галактики

Диаграмма

H-R для звезд Млечного Пути

Диаграмма H-R для звезд Млечного Пути

Еще одна диаграмма H-R, показывающая ряд конкретных звезд, а также типичные размеры звезд.Размеры звезд несколько завышены. Hertzsprung-Russel StarData »от ESO под лицензией CC BY 4.0.

Диаграмма H-R, показанная на иллюстрации выше, предоставляет звездные данные другим способом. Четко определены четыре основные группы звезд:

  1. Основная последовательность: звезд, таких как наше Солнце; это область на диаграмме H-R, где большинство звезд проведут свою звездную жизнь.
  2. Сверхгиганты: холодных звезд, очень больших и очень ярких.Эти звезды обычно заканчиваются вспышкой сверхновой, и многие из них коллапсируют, превращаясь в нейтронные звезды, а затем — в черную дыру.
  3. Гиганты: холодных звезд, которые немного меньше и тусклее, чем Сверхгиганты. У Гигантов другой звездный финал, чем у Сверхгигантов.
  4. Белые карлики: очень, очень горячих звезд, очень маленьких по размеру.

Эта конкретная диаграмма HR очень информативна, поскольку она графически показывает относительные размеры (но не в масштабе), цвета (таким образом, температуры) и в некоторых случаях массы по сравнению с Солнцем (например, в верхнем левом углу : 60 MSUN, что означает звезда, в 60 раз превышающая массу Солнца).Также показан ряд характерных звезд; например:

  • Бетельгейзе в созвездии Ориона — ось X: 3000K, ось Y 10 5 M СОЛНЦЕ
  • Полярная звезда, звезда северного полюса — ось X: 6000K, ось Y между 10 3 и 10 4 M СОЛНЦЕ
  • Сириус, самая яркая звезда, видимая с Земли после Солнца — ось X: 9000K, ось Y 10 и 10 2 M СОЛНЦЕ
  • Сириус B, белый карлик, компаньон Сириуса — o Ось X: ~ 25000K, ось Y 0.1 и 10- 2 M SUN
  • Солнце — ось X: 6000K, ось Y 1 M СОЛНЦЕ

Галактика Млечный Путь | Размер, определение и факты

Хотя большинство звезд в Галактике существуют либо в виде одиночных звезд, таких как Солнце, либо в виде двойных звезд, существует множество заметных групп и скоплений звезд, которые содержат от десятков до тысяч членов. Эти объекты можно разделить на три типа: шаровые скопления, рассеянные скопления и звездные ассоциации.Они различаются в первую очередь возрастом и количеством звезд-участников.

Самыми большими и самыми массивными звездными скоплениями являются шаровые скопления, названные так из-за их примерно сферической формы. В Галактике более 150 шаровых скоплений (точное число неизвестно из-за затемнения пылью в полосе Млечного Пути, что, вероятно, не позволяет увидеть некоторые шаровые скопления). Они расположены в почти сферическом ореоле вокруг Млечного Пути, с относительно небольшим количеством в галактической плоскости, но сильной концентрацией к центру.Радиальное распределение, когда оно построено как функция расстояния от центра галактики, соответствует математическому выражению формы, идентичной той, которая описывает распределение звезд в эллиптических галактиках.

шаровое скопление M80

Шаровое скопление M80 (также известное как NGC 6093) на оптическом изображении, полученном космическим телескопом Хаббла. M80 находится в 28 000 световых лет от Земли и содержит сотни тысяч звезд.

Группа «Наследие Хаббла» (AURA / STScI / NASA)
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Шаровые скопления — очень светящиеся объекты. Их средняя светимость эквивалентна примерно 25000 Солнцам. Самые светящиеся в 50 раз ярче. Массы шаровых скоплений, измеренные путем определения дисперсии скоростей отдельных звезд, составляют от нескольких тысяч до более чем 1000000 солнечных масс. Скопления очень большие, их диаметр составляет от 10 до 300 световых лет. Большинство шаровых скоплений сильно сконцентрированы в своих центрах, имея звездное распределение, напоминающее изотермические газовые сферы с обрезанием, которое соответствует приливным эффектам Галактики.Точная модель распределения звезд внутри скопления может быть получена из звездной динамики, которая учитывает типы орбит, которые звезды имеют в скоплении, встречи между этими звездами-членами и эффекты внешних влияний. Например, американский астроном Иван Р. Кинг разработал динамические модели, которые очень точно соответствуют наблюдаемым звездным распределениям. Он обнаружил, что структуру кластера можно описать двумя числами: (1) радиус ядра, который измеряет степень концентрации в центре, и (2) приливный радиус, который измеряет границу плотности звезд на краю. кластера.

Ключевой отличительной чертой шаровых скоплений в Галактике является их неизменный возраст. Определенный путем сравнения звездного населения шаровых скоплений с моделями звездной эволюции, возраст всех из них, измеренных до сих пор, колеблется от 11 миллиардов до 13 миллиардов лет. Это самые старые объекты в Галактике, поэтому они должны были быть одними из первых. На то, что это имело место, также указывает тот факт, что шаровые скопления, как правило, содержат гораздо меньшее количество тяжелых элементов, чем звезды в плоскости Галактики, т.е.г., Солнце. Состоящие из звезд, принадлежащих к крайнему населению II ( см. Ниже Звезд и звездное население), а также из высокоширотных звезд гало, эти почти сферические ассоциации, по-видимому, сформировались до того, как вещество Галактики сплющилось в нынешний тонкий диск. По мере развития составляющих их звезд они отдали часть своего газа межзвездному пространству. Этот газ был обогащен тяжелыми элементами (то есть элементами тяжелее гелия), образующимися в звездах на более поздних стадиях их эволюции, так что межзвездный газ в Галактике постоянно изменяется.Водород и гелий всегда были основными составляющими, но важность тяжелых элементов постепенно возрастала. Современный межзвездный газ содержит элементы тяжелее гелия на уровне около 2 процентов по массе, в то время как шаровые скопления содержат всего 0,02 процента тех же элементов.

Скопления, меньшие и менее массивные, чем шаровые скопления, находятся в плоскости Галактики вместе с большинством звезд системы, включая Солнце. Эти объекты являются рассеянными скоплениями, названными так потому, что они обычно имеют более открытый и рыхлый вид, чем типичные шаровые скопления.

рассеянное скопление NGC 290

Открытое скопление NGC 290, видимое космическим телескопом Хаббла.

Европейское космическое агентство и НАСА

Рассеянные скопления распределены в Галактике очень похоже на молодые звезды. Они сильно сконцентрированы вдоль плоскости Галактики и медленно убывают по мере удаления от ее центра. Крупномасштабное распределение этих скоплений не может быть изучено напрямую, потому что их существование в плоскости Млечного Пути означает, что пыль скрывает те, которые находятся на расстоянии более нескольких тысяч световых лет от Солнца.По аналогии с рассеянными скоплениями во внешних галактиках, подобных Галактике, предполагается, что они следуют общему распределению интегрированного света в Галактике, за исключением того, что их, вероятно, меньше в центральных областях. Есть некоторые свидетельства того, что более молодые рассеянные скопления более плотно сконцентрированы в спиральных рукавах Галактики, по крайней мере, в окрестностях Солнца, где эти рукава можно различить.

Самые яркие рассеянные скопления значительно слабее самых ярких шаровых скоплений.Пиковая абсолютная светимость примерно в 50 000 раз превышает светимость Солнца, но самый большой процент известных рассеянных скоплений имеет яркость, эквивалентную 500 солнечным светимостям. Массы можно определить по разбросу измеренных скоростей отдельных звездных членов скоплений. Большинство рассеянных скоплений имеют малые массы порядка 50 масс Солнца. Общее количество звезд у них невелико, от десятков до нескольких тысяч.

Рассеянные скопления имеют диаметр от 2 или 3 до примерно 20 световых лет, при этом большинство из них имеют диаметр менее 5 световых лет.По структуре они сильно отличаются от шаровых скоплений, хотя их можно понять с помощью аналогичных динамических моделей. Наиболее важным конструктивным различием является их небольшая общая масса и относительная рыхлость, которые являются результатом сравнительно большого радиуса сердечника. Эти две особенности имеют катастрофические последствия с точки зрения их окончательной судьбы, потому что рассеянные скопления недостаточно гравитационно связаны, чтобы противостоять разрушительным приливным эффектам в Галактике ( см. Звездное скопление : рассеянные скопления).Судя по выборке рассеянных скоплений в пределах 3000 световых лет от Солнца, только половина из них может противостоять таким приливным силам в течение более 200 миллионов лет, а всего лишь 2 процента имеют продолжительность жизни до 1 миллиарда лет.

Измеренный возраст рассеянных скоплений согласуется с выводами о продолжительности их жизни. Обычно это молодые объекты; только некоторые из них, как известно, имеют возраст более 1 миллиарда лет. Большинство из них моложе 200 миллионов лет, а некоторым — 1-2 миллиона лет.Возраст рассеянных скоплений определяется путем сравнения их звездной принадлежности с теоретическими моделями звездной эволюции. Поскольку все звезды в скоплении имеют почти одинаковый возраст и химический состав, различия между звездами-членами целиком являются результатом их разной массы. По прошествии времени после формирования скопления массивные звезды, которые развиваются быстрее всего, постепенно исчезают из скопления, превращаясь в белые карлики или другие несветящиеся звездные остатки.Теоретические модели скоплений показывают, как этот эффект изменяет звездное содержимое со временем, а прямое сравнение с реальными скоплениями дает для них надежный возраст. Чтобы сделать это сравнение, астрономы используют диаграмму (диаграмма цвет-величина), которая отображает температуру звезд в зависимости от их светимости. Диаграммы цвет-величина были получены для более чем 1000 рассеянных скоплений, и, таким образом, известен возраст этой большой выборки.

Поскольку рассеянные скопления — это в основном молодые объекты, их химический состав соответствует обогащенной среде, из которой они образовались.Большинство из них подобны Солнцу в своем изобилии тяжелых элементов, а некоторые даже богаче. Например, Гиады, составляющие одно из ближайших скоплений, содержат почти вдвое больше тяжелых элементов, чем Солнце. В 1990-х годах стало возможным обнаружить очень молодые рассеянные скопления, которые ранее были полностью скрыты в глубоких пыльных регионах. Используя инфракрасные матричные детекторы, астрономы обнаружили, что многие молекулярные облака содержат очень молодые группы звезд, которые только что сформировались, а в некоторых случаях все еще формируются.

Звездные ассоциации, даже моложе рассеянных скоплений, представляют собой очень рыхлые группы молодых звезд, которые имеют общее место и время происхождения, но, как правило, недостаточно тесно связаны друг с другом гравитационно, чтобы сформировать стабильное скопление. Звездные ассоциации строго ограничены плоскостью Галактики и появляются только в тех областях системы, где происходит звездообразование, особенно в спиральных рукавах. Это очень светящиеся объекты. Самые яркие даже ярче самых ярких шаровых скоплений, но не потому, что они содержат больше звезд; напротив, это результат того факта, что составляющие их звезды намного ярче, чем звезды, составляющие шаровые скопления.Самыми яркими звездами в звездных ассоциациях являются очень молодые звезды спектральных классов O и B. Их абсолютная светимость не уступает яркости любой звезды в Галактике — порядка одного миллиона яркости Солнца. Такие звезды имеют очень короткую продолжительность жизни, всего несколько миллионов лет. У светящихся звезд этого типа не обязательно должно быть очень много, чтобы образовать очень яркую и заметную группу. Суммарные массы звездных ассоциаций составляют всего несколько сотен солнечных масс, а численность звезд исчисляется сотнями, а в некоторых случаях и тысячами.

Размеры звездных ассоциаций большие; средний диаметр таковых в Галактике составляет около 250 световых лет. Они настолько велики и слабо структурированы, что их самогравитации недостаточно, чтобы удерживать их вместе, и в течение нескольких миллионов лет члены рассеиваются в окружающем пространстве, становясь отдельными и не связанными между собой звездами в галактическом поле.

Эти объекты представляют собой организации звезд, которые разделяют общие измеримые движения. Иногда они не образуют заметного скопления.Это определение позволяет применять этот термин к ряду объектов от ближайших гравитационно связанных скоплений до групп широко разбросанных звезд без явной гравитационной идентичности, которые обнаруживаются только путем поиска в каталогах звезд общего движения. Среди наиболее известных движущихся групп — Гиады в созвездии Тельца. Эта система, также известная как движущееся скопление Тельца или поток Тельца, включает относительно плотное скопление Гиад вместе с несколькими очень удаленными членами.Всего на нем около 350 звезд, в том числе несколько белых карликов. Его центр находится на расстоянии около 150 световых лет от нас. Другие известные движущиеся звездные группы включают группы Большой Медведицы, Скорпиона-Центавра и Плеяд. Помимо этих удаленных организаций, исследователи наблюдали то, что похоже на группы высокоскоростных звезд около Солнца. Одна из них, названная группой Грумбриджа 1830, состоит из нескольких субкарликов и звезды RR Лиры, в честь которой были названы переменные RR Лиры.

Плеяды

Яркая туманность в Плеядах (M45, NGC 1432), расстояние 490 световых лет.Звезды скопления обеспечивают свет, а окружающие облака пыли отражают и рассеивают лучи от звезд.

Предоставлено Паломарской обсерваторией / Калифорнийским технологическим институтом

Последние достижения в изучении движущихся групп повлияли на изучение кинематической истории звезд и на абсолютную калибровку шкалы расстояний до Галактики. Подвижные группы оказались особенно полезными в отношении последних, потому что их общность движения позволяет астрономам точно определять (для более близких примеров) расстояние до каждого отдельного члена.Вместе с близлежащими звездами параллакса параллаксы движущихся групп обеспечивают основу для шкалы галактических расстояний. Астрономы обнаружили, что движущееся скопление Гиады хорошо подходит для своей цели: оно достаточно близко, чтобы позволить надежное применение метода, и у него достаточно членов для определения точного возраста.

Одна из основных проблем использования движущихся групп для определения расстояния — это выбор членов. В случае Гиад это было сделано очень осторожно, но не без значительных споров.Члены движущейся группы (и ее фактическое существование) определяются степенью, в которой их движения определяют общую точку схода на небе. Один из методов состоит в том, чтобы определить координаты полюсов больших кругов, определяемые собственным движением и положением отдельных звезд. Положения полюсов будут определять большой круг, и один из его полюсов будет точкой схождения для движущейся группы. Принадлежность звезд можно установить по критериям, применяемым к расстояниям полюсов собственного движения отдельных звезд от среднего большого круга.Достоверность существования самой группы можно измерить по разбросу точек большого круга относительно их среднего значения.

Поскольку лучевые скорости не использовались для предварительного выбора элементов, они могут быть впоследствии исследованы для исключения других нечленов. Окончательный список членов должен содержать лишь очень небольшое количество нечленов — либо тех, кто, кажется, согласен с движением группы из-за ошибок наблюдения, либо тех, кто разделяет движение группы в настоящее время, но исторически не связаны с группой.

Расстояния отдельных звезд в движущейся группе могут быть определены, если известны их лучевые скорости и собственные движения ( см. Ниже Звездные движения) и если определено точное положение радианта. Если угловое расстояние звезды от радианта равно λ и если скорость скопления в целом по отношению к Солнцу составляет V , то лучевая скорость звезды V r равна В r = В cos λ.Поперечная (или тангенциальная) скорость, T , определяется как T = V sin λ = 4,74 мкм / p , где p — параллакс звезды в угловых секундах. Таким образом, параллакс звезды определяется соотношением p = 4,74 мкм cot λ / V r .

Ключом к достижению надежных расстояний этим методом является как можно более точное определение точки схождения группы. Различные используемые методы (например, метод Шарлье) обладают высокой точностью при условии, что сами измерения не содержат систематических ошибок.Для движущейся группы Тельца, например, было подсчитано, что точность для наиболее наблюдаемых звезд составляет порядка 3 процентов параллакса, не считая любых ошибок из-за систематических проблем с собственными движениями. Точность такого порядка была невозможна другими способами до тех пор, пока космический телескоп Hipparcos не смог измерить с высокой точностью звездные параллаксы для тысяч отдельных звезд.

Заметный компонент Галактики — это совокупность крупных, ярких, диффузных газовых объектов, обычно называемых туманностями.Самыми яркими из этих облакоподобных объектов являются эмиссионные туманности, большие комплексы межзвездного газа и звезд, в которых газ существует в ионизированном и возбужденном состоянии (с возбуждением электронов атомов до уровня энергии выше нормального). Это состояние создается сильным ультрафиолетовым светом, излучаемым очень яркими горячими звездами, заключенными в газе. Поскольку эмиссионные туманности почти полностью состоят из ионизированного водорода, их обычно называют областями H II.

Туманность Ориона (M42)

Центр туманности Ориона (M42).Астрономы идентифицировали около 700 молодых звезд в этой области шириной 2,5 светового года. Они также обнаружили более 150 протопланетных дисков или опор, которые, как полагают, являются эмбриональными солнечными системами, которые в конечном итоге сформируют планеты. Эти звезды и проплиды генерируют большую часть света туманности. Этот снимок представляет собой мозаику, состоящую из 45 изображений, сделанных космическим телескопом Хаббл.

НАСА, К.Р. О’Делл и С.К. Вонг (Университет Райса)

Области H II находятся в плоскости Галактики, смешанные с молодыми звездами, звездными ассоциациями и самым молодым из рассеянных скоплений.Это области, где недавно образовались очень массивные звезды, и многие из них содержат конденсированный газ, пыль и молекулярные комплексы, обычно связанные с продолжающимся звездообразованием. Области H II сосредоточены в спиральных рукавах Галактики, хотя некоторые существуют между рукавами. Многие из них находятся на промежуточных расстояниях от центра Галактики Млечный Путь, при этом наибольшее число находится на расстоянии 10 000 световых лет. Этот последний факт можно установить, даже несмотря на то, что области H II нельзя четко увидеть за пределами нескольких тысяч световых лет от Солнца.Они излучают радиоизлучение характерного типа с тепловым спектром, указывающим на то, что их температура составляет около 10 000 кельвинов. Это тепловое радиоизлучение позволяет астрономам составлять карты распределения областей H II в далеких частях Галактики.

Самые большие и самые яркие области H II в Галактике соперничают с самыми яркими звездными скоплениями по общей светимости. Несмотря на то, что большая часть видимого излучения сосредоточена в нескольких дискретных эмиссионных линиях, общая видимая яркость самых ярких элементов эквивалентна десяткам тысяч яркостей Солнца.Эти области H II также замечательны по размеру, их диаметр составляет около 1000 световых лет. Обычно обычные области H II, такие как туманность Ориона, имеют диаметр около 50 световых лет. Они содержат газ, общая масса которого колеблется от одной-двух масс Солнца до нескольких тысяч. Области H II состоят в основном из водорода, но они также содержат измеримые количества других газов. На втором месте по численности стоит гелий, также присутствуют большие количества углерода, азота и кислорода. Предварительные данные указывают на то, что отношение содержания более тяжелых элементов среди обнаруженных газов к водороду уменьшается при удалении от центра Галактики, что наблюдается в других спиральных галактиках.

Пылевые облака

Пылевые облака Галактики узко ограничены плоскостью Млечного Пути, хотя пыль очень низкой плотности может быть обнаружена даже вблизи галактических полюсов. Облака пыли за пределами 2000–3000 световых лет от Солнца не могут быть обнаружены оптически, потому что промежуточные облака пыли и общий слой пыли закрывают более далекие виды. Основываясь на распределении пылевых облаков в других галактиках, можно сделать вывод, что они часто наиболее заметны внутри спиральных рукавов, особенно по внутреннему краю четко очерченных рукавов.Лучше всего наблюдаемые пылевые облака около Солнца имеют массу в несколько сотен солнечных масс и размеры в диапазоне от максимумов около 200 световых лет до долей светового года. Самые маленькие, как правило, самые плотные, возможно, отчасти из-за эволюции: по мере сжатия пылевого комплекса он также становится более плотным и непрозрачным. Самые маленькие пылевые облака — это так называемые глобулы Бока, названные в честь голландского американского астронома Барта Дж. Бока; эти объекты имеют диаметр около одного светового года и массу от 1 до 20 масс Солнца.

Более полную информацию о пыли в Галактике дают инфракрасные наблюдения. В то время как оптические инструменты могут обнаруживать пыль, когда она закрывает более далекие объекты или когда она освещена очень близкими звездами, инфракрасные телескопы могут регистрировать длинноволновое излучение, которое излучают сами холодные пылевые облака. Полный обзор неба в инфракрасном диапазоне длин волн, сделанный в начале 80-х годов беспилотной орбитальной обсерваторией Инфракрасный астрономический спутник (IRAS), выявил большое количество плотных пылевых облаков в Млечном Пути.Двадцать лет спустя космический телескоп Спитцера с большей чувствительностью, большим охватом длины волны и лучшим разрешением нанес на карту множество пылевых комплексов в Млечном Пути. В некоторых можно было увидеть массивные звездные скопления, все еще находящиеся в процессе формирования.

Толстые облака пыли в Млечном Пути можно изучать и другим способом. Многие такие объекты содержат обнаруживаемые количества молекул, которые излучают радиоизлучение на длинах волн, что позволяет их идентифицировать и анализировать. В пылевых облаках было обнаружено более 50 различных молекул, в том числе оксид углерода и формальдегид, а также радикалы.

Звезды в Галактике, особенно вдоль Млечного Пути, обнаруживают наличие общей, всепроникающей межзвездной среды, поскольку они постепенно исчезают с расстоянием. Это происходит в первую очередь из-за межзвездной пыли, которая затемняет и краснеет звездный свет. В среднем звезды около Солнца затемняются в два раза на каждые 3000 световых лет. Таким образом, звезда, которая находится на расстоянии 6000 световых лет от нас в плоскости Галактики, будет казаться в четыре раза слабее, чем если бы не межзвездная пыль.

Другой способ, которым проявляются эффекты межзвездной пыли, — это поляризация фонового звездного света. Пыль до некоторой степени выравнивается в пространстве, и это приводит к избирательному поглощению, так что существует предпочтительная плоскость вибрации для световых волн. Электрические векторы имеют тенденцию лежать преимущественно вдоль галактической плоскости, хотя есть области, где распределение более сложное. Вероятно, поляризация возникает из-за того, что пылинки частично выровнены галактическим магнитным полем.Если пылинки являются парамагнитными и действуют как магнит, то общее магнитное поле, хотя и очень слабое, может со временем выровнять частицы с их короткими осями в направлении поля. Как следствие, направления поляризации звезд в разных частях неба позволяют построить направление магнитного поля в Млечном Пути.

Пыль сопровождается газом, который тонко рассеивается среди звезд, заполняя пространство между ними.Этот межзвездный газ состоит в основном из водорода в нейтральной форме. Радиотелескопы могут обнаруживать нейтральный водород, поскольку он излучает излучение с длиной волны 21 см. Такая длина радиоволн достаточно велика, чтобы проникать в межзвездную пыль, и поэтому ее можно обнаружить во всех частях Галактики. Большая часть того, что астрономы узнали о крупномасштабной структуре и движениях Галактики, было получено из радиоволн межзвездного нейтрального водорода. Расстояние до обнаруженного газа определить нелегко.Во многих случаях необходимо использовать статистические аргументы, но скорости газа по сравнению со скоростями, найденными для звезд и ожидаемыми на основе динамики Галактики, дают полезные подсказки относительно местоположения различных источников водорода. радиоизлучение. Вблизи Солнца средняя плотность межзвездного газа составляет 10 −21 г / см 3 , что эквивалентно примерно одному атому водорода на кубический сантиметр.

Еще до того, как в 1951 году они впервые обнаружили излучение нейтрального водорода, астрономы знали о межзвездном газе.Незначительные компоненты газа, такие как натрий и кальций, поглощают свет с определенными длинами волн и, таким образом, вызывают появление линий поглощения в спектрах звезд, лежащих за пределами газа. Поскольку линии, исходящие от звезд, обычно разные, можно различить линии межзвездного газа и измерить как плотность, так и скорость газа. Часто можно даже наблюдать эффекты нескольких концентраций межзвездного газа между Землей и фоновыми звездами и тем самым определять кинематику газа в различных частях Галактики.

Галактики-компаньоны

Узнайте о предсказании столкновения Млечного Пути с галактикой Андромеды, которое может произойти примерно через четыре миллиарда лет

Обзор предсказанного столкновения галактик Андромеды и Млечного Пути, которое, как ожидается, произойдет примерно через четыре миллиарда лет. миллиард лет.

© Открытый университет (издательский партнер Britannica) Посмотрите все видео к этой статье

Магеллановы облака были признаны в начале 20 века сопутствующими объектами Галактики.Когда американский астроном Эдвин Хаббл установил внегалактическую природу того, что мы теперь называем галактиками, стало ясно, что Облака должны быть отдельными системами, как неправильного класса, так и удаленными более чем на 100 000 световых лет. (В настоящее время наилучшие значения их расстояний составляют 163 000 и 202 000 световых лет для Большого и Малого Облаков, соответственно.) Были обнаружены дополнительные близкие спутники, все они были маленькими и неприметными объектами класса карликовых эллипсов. Ближайший из них — карлик Стрельца, галактика, которая падает в Галактику Млечный Путь, будучи захваченной приливом гораздо более сильной гравитацией Галактики.Ядро этой галактики находится на расстоянии около 90 000 световых лет. Другими близкими спутниками являются хорошо изученные галактики Карина, Драко, Форнакс, Лев I, Лев II, Секстаны, Скульптор и Малая Медведица, а также несколько очень слабых, менее известных объектов. Расстояние до них составляет примерно от 200 000 до 800 000 световых лет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.