Галактика млечный путь

Астрофизические параметры Млечного Пути

Чтобы представить себе, как выглядит Млечный Путь в масштабе космоса, достаточно взглянуть на саму Вселенную и сравнить ее отдельные части. Наша галактика является частью подгруппы, которая, в свою очередь, является частью Местной группы, более крупного объекта. Здесь наш космический мегаполис соседствует с галактиками Андромеды и Треугольника. Троица окружена более чем 40 небольшими галактиками. Локальная группа уже является частью еще более крупного образования и входит в сверхскопление Девы. Некоторые утверждают, что это лишь приблизительные предположения о том, где находится наша галактика. Масштаб образований настолько велик, что представить все это практически невозможно. Сегодня мы знаем расстояние до ближайших соседних галактик. Другие объекты глубокого космоса не видны. Допускается их существование только теоретически и математически.

Что касается наблюдаемого мира, то сегодня достаточно информации о том, как выглядит наша галактика. Существующая модель, а вместе с ней и карта Млечного Пути, составлена ​​на основе математических расчетов, данных, полученных в результате астрофизических наблюдений. Каждое космическое тело или фрагмент галактики занимает свое место. Это, как и во Вселенной, только в меньшем масштабе. Астрофизические параметры нашего космического мегаполиса интересны и впечатляют.

Наша галактика спирального типа с полосой, обозначенная на звездных картах как SBbc. Диаметр галактического диска Млечного Пути составляет около 50-90 000 световых лет, или 30 000 парсеков. Для сравнения: радиус галактики Андромеды составляет 110 000 световых лет в масштабе Вселенной. Можно только представить, насколько наш сосед больше Млечного Пути. Размер ближайших к Млечному Пути карликовых галактик в десятки раз меньше параметров нашей галактики. Магеллановы облака имеют диаметр всего 7-10 тысяч световых лет. В этом огромном звездном цикле насчитывается около 200-400 миллиардов звезд. Эти звезды собраны в скопления и туманности. Значительную его часть составляют рукава Млечного Пути, в одном из которых находится наша Солнечная система.

Все остальное — темная материя, облака космического газа и пузыри, заполняющие межзвездное пространство. Чем ближе к центру галактики, чем больше звезд, тем ближе становится космическое пространство. Наше Солнце находится в области космоса, состоящей из более мелких космических объектов, находящихся на значительном расстоянии друг от друга.

Масса Млечного Пути составляет 6х1042 кг, или в триллионы раз больше массы нашего Солнца. Практически все звезды, населяющие нашу звездную страну, расположены в плоскости диска, толщина которого по разным оценкам составляет 1000 световые годы. Узнать точную массу нашей галактики не представляется возможным, так как большая часть видимого спектра звезд скрыта от нас рукавами Млечного Пути. Кроме того, неизвестна масса темной материи, занимающей обширные межзвездные пространства.

Центр галактики имеет диаметр 1000 парсеков и состоит из ядра с интересной последовательностью. Центр ядра имеет форму выпуклости, в которой сосредоточены самые большие звезды и скопление горячих газов. Именно эта область излучает огромное количество энергии, которая в совокупности превышает энергию, излучаемую миллиардами звезд, составляющих галактику. Эта часть ядра — самая активная и яркая часть галактики. По краям ядра есть перемычка, которая является началом рукавов нашей галактики. Этот мост возникает в результате колоссальной силы тяжести, вызванной быстрой скоростью вращения самой галактики.

Учитывая центральную часть галактики, парадоксальным кажется следующий факт. Ученым долго не удавалось выяснить, что находится в центре Млечного Пути. Оказывается, в центре звездной страны под названием Млечный Путь находится сверхмассивная черная дыра диаметром около 140 км. Именно сюда уходит большая часть энергии, выделяемой галактическим ядром, именно в этой бездонной бездне звезды растворяются и умирают. Наличие черной дыры в центре Млечного Пути указывает на то, что все процессы формирования во Вселенной рано или поздно должны закончиться. Материя превратится в антивещество, и все повторится снова. Как это чудовище поведет себя через миллионы и миллиарды лет, черная бездна молчит, что говорит о том, что процессы поглощения материи только набирают силу.

Туманность Орёл

Эта большая и яркая туманность видна в направлении созвездия Змеи. Она окружает молодое рассеянное звездное скопление, возраст которого всего 1–2 млн лет. Свое название туманность получила за характерный треугольник из звезд. Кому-то из наблюдателей он напоминает орлиный клюв или голову. Другие уверяют, что форма самой туманности похожа на раскинутые крылья орла. В любом случае эти сравнения субъективны. Однако названия за туманностью закрепились довольно прочно.

В последнее время туманность Орёл стала известна благодаря снимкам космического телескопа «Хаббл», запечатлевшего ее эффектные газопылевые столбы, получившие названия «Фея» и «Столпы Творения».

На этом снимке цвета туманности близки к естественным — красноватое свечение ионизованного водорода, голубоватое отражение света молодых звезд. Следует помнить, что многие астрономические фотографии сделаны в искусственных цветах, призванных показать распределение различных волн излучения.

Какую форму имеет Млечный Путь?

При изучении галактик Эдвин Хаббл классифицировал их на различные виды эллиптических и спиральных. Спиральные галактики имеют форму диска, внутри которого находятся спиральные рукава. Поскольку Млечный путь имеет форму диска наряду со спиральными галактиками, логично предположить, что он, вероятно, является спиральной галактикой.

В 1930-х годах Р. Дж. Трюмплер понял, что оценки размера галактики Млечный Путь, совершенные Капетином и другими учеными, были ошибочными, поскольку измерения основывались на наблюдениях с помощью волн излучения в видимой области спектра. Трюмплер пришел к выводу, что огромное количество пыли в плоскости Млечного Пути поглощает свет видимого излучения. Поэтому далекие звезды и их скопления кажутся более призрачными, чем они есть на самом деле. В связи с этим, для получения точного изображения звезд и звездных скоплений внутри Млечного Пути, астрономы должны были найти способ видеть сквозь пыль.

В 1950-х годах были изобретены первые радиотелескопы. Астрономы обнаружили, что атомы водорода излучают радиацию в радиоволнах, и что такие радиоволны могут проникнуть сквозь пыль в Млечном Пути. Таким образом, стало возможно увидеть спиральные рукава этой галактики. Для этого использовалась пометка звезд по аналогии с пометками при измерениях расстояний. Астрономы поняли, что звезды спектрального класса O и B могут послужить для достижения этой цели.

Такие звезды имеют несколько особенностей:

• яркость – они весьма заметны и часто встречаются в небольших группах или объединениях;
• тепло – они излучают волны разной длины (видимые, инфракрасные, радиоволны);
• короткое время жизни – они живут около 100 миллионов лет. Учитывая скорость, с которой звезды вращаются в центре галактики, они не перемещаются далеко от места рождения.

Астрономы могут использовать радиотелескопы для точного сопоставления позиций звезд спектрального класса O и B, и, руководствуясь доплеровскими смещениями радиоспектра, определять скорость их движения. После проведения таких операций со многими звездами, ученые смогли выпустить комбинированные радио и оптические карты спиральных рукавов Млечного пути. Каждый рукав назван по имени созвездия, существующего в нем.

Астрономы считают, что движение материи вокруг центра галактики создает волны плотности (области высокой и низкой плотности), такие же, как вы видите, перемешивая тесто на торт электрическим миксером. Полагается, что эти волны плотности вызвали спиральный характер галактики.

Таким образом, рассматривая небо в волнах разной длины (радио, инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские) с помощью различных наземных и космических телескопов, можно получить различные изображения Млечного Пути.

Место Млечного пути во Вселенной

Млечный путь вместе со своей подгруппой входит в состав Местной группы галактик. Так же в него входит подгруппы галактик Андромеда и Треугольник.

Местная группа является частью Местного сверхскопления галактик или Сверхскопления Девы.

Сверхскопление Девы, в свою очередь, входит в состав волокнистой структуры Ланиакеи. В состав этой структуры входит 100 тыс. галактик и все они движутся к Великому Аттрактору – центру тяжести Ланиакеи и центром притяжения. Скорость движения равна 600 км/с. Сам Великий Аттрактор находится на расстоянии в 250 млн св. лет от Земли, а его масса в ​\( 10^{16} \)​ раз превосходит массу Солнца. Что находится за Великим Аттрактором – не известно.

Но сама Ланиакея входит в состав Комплекса сверхскопления Рыба-Кит.

Туманность Ориона

Это самая яркая и самая известная газопылевая диффузная туманность на нашем небе. Морозными зимними ночами, когда созвездие Ориона сияет на небе, в нем даже невооруженным глазом легко разглядеть маленькое светящееся пятно. В любительские телескопы можно наблюдать разнообразные детали. Фотографии, сделанные крупными инструментами, показывают нам поистине неисчерпаемые богатства.

Туманность занимает на небе видимую площадь в 4 раза больше полной Луны, а реальный ее размер — 33 световых года. Расстояние до нее составляет около 1344 световых лет.

Диффузные туманности состоят из газа (в основном водорода) и пыли. Туманность Ориона, как и многие другие туманности, — место рождения светил. В ней много молодых горячих голубых звезд, которые ярко выделяются на снимках. Кроме того, здесь были обнаружены коричневые карлики — объекты, промежуточные между звездами и планетами, а также протопланетный диск — формирующаяся планетная система у молодой звезды.

Звезды Млечного пути

У учёных до сих пор нет общего мнения по поводу количества звёзд в Млечном пути. По разным подсчёта, в нём от 100 до 400 миллиардов звёзд. Чем ближе к центру, тем плотнее скопление звёзд. Перемычка – это своеобразная фабрика производства новых звёзд. У основания галактического диска находятся более древние звёзды, плотность материи там выше, и образование шло быстрее. Ближе к краям диска больше молодых звёзд. К примеру, наше солнце в 3 раза моложе самой галактики.
За пределами галактического диска расположены звезды и шарообразные скопления звёзд разных возрастов. Их мы можем увидеть. В телескоп они выглядят как яркий светящийся шар с уплотнением по центру.

Какому созвездию относится

Около половины созвездий северного полушария носит названия, связанные с древнегреческой мифологией. Другая часть была придумана позже, с освоением новых земель. Млечный Путь яркая часть звёздного неба и проходит через 88 созвездий: Кассиопеи, Персея, Возничего, Лебедя, Пса, Тельца, Близнецов и т.д. В районе созвездия тельца находится центр галактики, поэтому полоса здесь самая широкая.
Одновременно невозможно увидеть все созвездия. Часть из них видно только в Северном полушарии, часть только в Южном. Многие созвездия видны только в определённый период. Кассиопею, Лебедь и Луру видно только осенью. Созвездия, Дракона, Рыси, Геркулеса и прочие, видны лишь летом.

Характеристики Млечного Пути

Физику создают конкретные цифры и точные параметры — именно они помогают узнать судьбу всего: от падающего на пол бутерброда до громадных галактик, которые простираются на миллионы световых лет. Млечный Путь не является исключением. Давайте посмотрим, чем примечателен наш дом.

Галактика NGC 6744, которая считается очень похожей на Млечный Путь.

• Галактический диск Млечного Пути простирается на расстояние 50-90 тысяч световых лет во все стороны от центра. Как мы уже знаем, это немного, но и не так мало. Радиус крупнейших спутников галактики, Магеллановых Облаков, составляет всего 7 тысяч с.л. Но ближайшая наша соседка, галактика Андромеды, значительно больше Млечного Пути. Чтобы добраться от ее ядра к самому краю, световому лучу нужно 110 тысяч лет.
• Наше Солнце удалено от ядра Млечного пути приблизительно на 27 тысяч световых лет. Считается, что оно ближе к краю диска, чем к центру. Поэтому размеры Млечного Пути обычно рассматривают в меньшем промежутке. А еще наше светило движется с громадной скоростью вокруг галактического центра — от 200 до 250 км/сек. Но даже так на полный круг по Млечному Пути нам нужно 240 миллионов лет. А чтобы преодолеть притяжение галактики и отправиться в межгалактическое путешествие, Солнцу надо разогнаться в два раза быстрее, до скорости 550 км/сек.
• Однако настоящий критерий размера галактики — это количество звезд. Точную оценку, разумеется, никто не может провести. Но именно количество видимого вещества позволяет судить о массивности и концентрации. В Млечном Пути насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд — все зависит от того, как оценивать количество звезд, закрытое от нас галактическим центром и другими рукавами.

Рукав Млечного Пути с Земли. Все видимые звезды на снимке принадлежат галактике

Впрочем, с массой галактики все куда более однозначно — она составляет от 1 до 1,5 триллиона масс Солнца. Эта цифра не поможет подсчитать количество звезд, поскольку большую часть массы покрывает невидимая темная материя, но зато позволяет нагляднее сравнивать Млечный Путь с соседями.

Все эти данные приблизительные, и обличены в числа лишь из-за необходимости в тех или иных вычислениях. Несмотря на развитые инструменты астрономов, точно измерить параметры галактики невозможно. Тем более изнутри, где большая часть звезд скрыта от взора. Поэтому ученые первоочередно задаются другими вопросами — например, как устроен Млечный Путь, и как его устройство работает. Об этом дальше.

Определение

Итак, млечный путь — это собрание всех звезд и планет, астероидов, солнца. Собственно, и мы с вами находимся в млечном пути. Ученые-астрономы с большим интересом изучают все, что с ним связано. Какими же свойствами обладает такая загадочная вещь?

Вы только представьте, галактика может всасывать в себя другие, более мелкие. А созвездия, которые находятся возле самого млечного пути будут втянуты в его рукава. Происходит это все постепенно из-за того, что созвездия сначала попадают под влияние, а потом и вовсе становятся частью такого большого феномена.

Интересно знать, что на данный момент в млечный путь втягивается маленькая галактика, и вскоре она тоже станет его частью. Но к сожалению, он не всегда сможет взаимодействовать с маленькими галактиками. Может произойти взаимодействие и с более крупной частицей нашей вселенной, и тогда поглощен будет сам млечный путь.

Характеристика Галактики Млечный путь

Наша Галактика Млечный путь относится к спиральным галактикам с перемычкой. Существует древнегреческая легенда, почему она получила именно такое название. Она рассказывает, что титан Кронос ел новорожденных детей, которых рожала ему Рея. Для матери это было большое горе. После смерти пятого ребенок, мать приняла решение уберечь своего последнего сына – Зевса. Вместо младенца, девушка принесла Кроносу завернутый в одеяльце камень. После того, как титан ощупал сверток, он попросил мать покормить ребенка, так как его вес был слишком мал. Рея брызнула на камень молоко, но оно от него отскочило, и расположилось на небе в виде млечного пути. Когда Зевс вырос, он сверг Кроноса и стал главным среди всех богов.

На сегодняшний день Млечный путь способен поглощать другие галактики. Вокруг галактического пространства расположились многочисленные звездные скопления, которые рано или поздно попадают под его влияние и с помощью гравитационных сил затягиваются в рукава. Специалисты заметили, что сейчас Млечный путь поглощает маленькую галактику, расположившуюся в созвездии Стрельца.

Однако такая особенность у Галактики скоро исчезнет. Сегодня уже наблюдается взаимодействие между Млечным путем и Галактикой Андромеды, которая в 1,5 раза больше него. По мнению великих умов через какое-то время произойдет столкновение двух галактических пространств и Андромеда поглотит Млечный путь.

Характеристика Галактики Млечный путь:

• диаметр примерно 100 тысяч световых лет;
• в составе от 200 до 400 миллиардов звезд;
• звезда Солнце от центра Галактики Млечный путь отдалена на 27 тысяч световых лет;
• скорость вращения Солнечной системы вокруг центра 230 км/с. Чтобы совершить полный оборот вокруг центра требуется 235 млн. лет;
• в совокупности все объекты Млечного пути весят 1,5 триллиона солнечных масс.

Знакомясь с основными характеристиками Галактики, нужно учитывать, что из-за больших размеров, в некоторых расчетах могут быть погрешности.

Размеры и структура

Центральную часть Млечного пути занимает ядро, в составе которого насчитываются миллиарды звезд. Размеры ядра Галактики измерить очень сложно, ученые предполагают, что его протяженность несколько тысяч парсек (1 парсека – 30,86 трлн. км). В центре находится черная дыра. Считается, что через середину Млечного пути проходит перемычка. Ее протяженность оценивают в 27 световых лет. По отношению к нашему Солнцу она находится под углом 44. В составе Галактики преобладают звезды, пыль, газ, созвездия. Более молодые образования отдалены от его центральной части.

Вокруг Млечного пути сосредоточено гало. В нем располагаются звездные скопления и карликовые галактики. Эти образования удерживаются гравитационными силами галактического пространства и вращаются вокруг него. В структуру нашей Галактики входит пять основных рукавов – Лебедь, Центавр, Стрелец, Орион, Персей.

Не менее интересным будет узнать, каковы же размеры нашей Галактики. Проведенные расчеты и исследования говорят, что ее диаметр составляет 100 тыс. световых лет, а ширина 1 тыс. световых лет. Несколько лет назад великие умы Канарского института выдвинули предположение, что размер Галактики Млечный путь может составлять 200 тыс. световых лет. А в 2020 году астрофизики в результате своего нового исследования предположили, что длина диаметра может достигать 1 млн. 900 тыс. световых лет. Однако данные расчеты подтверждены не были и пока остаются только теорией.

Спиральные рукава

Рукав представляет собой элемент галактического пространства, в котором сосредоточена большая часть пыли, газа, молодые звезды и даже звездные скопления. Они являются постоянной зоной галактической системы. Рукава имеются только у спиральных галактик, поэтому их часто называют спиральными. Плюс ко всему их структура закрученная, чем-то похожа на спираль.

Как уже было отмечено, в структуре Галактики Млечный путь насчитывается 5 спиральных рукавов. Все свои названия они получили в честь созвездия, в пределах которого расположены, – Лебедь, Орион, Центавр, Стрелец и Персей. Самый большой интерес вызывает рукав Орион, так как именно в нем находится планета Земля и вся Солнечная система. Именно этот рукав изучен лучше всего, но далеко еще не полностью.

Орион является самым маленьким спиральным рукавом в Галактике. В длину он достигает 11 тыс. световых лет, в толщину – 3,5 тыс. Располагается он примерно между Стрельцом и Персеем.

Структура и состав Млечного Пути

Даже по приближенным расчетам, в нашей галактике не менее 200 миллиардов звезд. Преимущественное большинство их локализовано в зоне с формой сплющенного диска.

Ядро

В центральной части Галактики есть утолщенная зона – балдж. Его диаметр – 8 тысяч парсек, он представляет собой звездное скопление эллипсоидной формы. Середина ядра расположена в созвездии Стрельца. Солнце удалено от него примерно на 8500 парсек, или 27,7 тыс. св. лет, или же на 262 квадриллиона километров.

По-видимому, в рассматриваемой зоне находится огромная черная дыра. Ее масса в 4 млн раз больше массы Солнца. Вокруг нее обращается еще один подобный массивный объект, тяжелее солнца в 1000 – 10000 раз, а также несколько тысяч черных дыр помельче, с периодом вращения около сотни лет. Воздействие гравитации от этого центра заставляет близко расположенные от центра звезды вращаться по особым орбитам. Астрономы допускают, что практически все звездные скопления  во Вселенной обращаются вокруг черных дыр.

Ядро Млечного Пути. Это самая богатая туманностями, звездными скоплениями, пылью и газом область нашей галактики.

В рассматриваемых участках Млечного Пути сконцентрировано много звезд. Например, только в одном кубическом парсеке этой области их находится несколько тысяч. Масса галактики распределяется так, что скорость обращения на орбите светил не зависит от того, насколько они удалены от центра. Обычная скорость обращения космических объектов здесь доходит до 240 км/с.

Исследования структуры Млечного пути продолжаются, и, по-видимому, ученые удивят нас новыми открытиями.

Перемычка

Длина этой части Галактики примерно 27 тыс. св. лет. Этот объект проходит сквозь ее  центр под углом 44° относительно границе между Солнцем и центром. Здесь наблюдаются в основном «красные» звезды. Их возраст значительно больше солнечного. Вокруг перемычки находится «Кольцо в пять килопарсек». В нем преобладает молекулярный водород, который является источником образования звезд.

В конце ХХ в. ученые предположили, что Млечный путь – это спиралеподобная галактика, имеющая перемычку. В 2005 г. с использованием мощного телескопа эта гипотеза подтвердилась. Более того, было установлено, что перемычка имеет значительно больший диаметр, нежели это считалось раньше.

Диск

Диаметр диска Галактики – примерно 100 тыс. св. лет. Он вращается намного быстрее, чем гало, и, причем, на разных скоростях. Вблизи черной дыры она приближается к нулю, а вот на удалении примерно 2 тыс. световых лет возрастает до 240 км/с. Затем скорость немного уменьшается, а затем увеличивается до указанного уровня и остается неизменной. Масса галактического диска в 150 миллиардов раз больше массы Солнца.

Вблизи диска находятся молодые звезды (возраст таких объектов не более нескольких миллиардов лет). Молодые космические тела образуют плоскую составляющую, среди них много объектов с высокой температурой. Вблизи плоскости диска находится основное количество газа в виде газовых облаков. Небольшие облака имеют диаметр около одного парсека. Гигантские газовые объекты располагаются во вселенском пространстве на протяжении тысяч световых лет.

Спиральные рукава

Поскольку Млечный Путь относится к спиралевидным звездным скоплениям, у нее есть рукава. Они располагаются в плоскости диска. Сам же диск находится в короне. Существуют такие рукава:

• Лебедя;
• Персея;
• Ориона;
• Стрельца;
• Центавра.

С внутренней стороны рукава Ориона размещено Солнце. Оно вращается вокруг ядра со скоростью – примерно 230 км/с. Один оборот вокруг центра галактики Солнце делает примерно за 240 миллионов лет.

Спиральные рукава галактики Млечный Путь

Гало

Эта часть имеет форму шара и выходит за его границы примерно на 5 – 10 световых лет. Температура гало – 500 тысяч градусов Кельвина. В его составе – старые, малые, малояркие звезды, а также шаровые скопления. Подавляющее большинство таких скоплений расположены ближе 100 тысяч световых лет от центра Млечного Пути, но некоторые шаровые скопления находятся на расстоянии более 200 тысяч световых лет от галактического центра. Центр симметрии гало полностью совпадает с центром диска Галактики.

Звезды в этой области могут встречаться как одиночные, так и в составе скоплений, по несколько миллионов каждое. Их возраст обычно превышает 12 млрд. лет. Здесь процессы звездообразования завершились и в основном встречается темная материя.

Галактическое гало

Объекты, входящие в гало, движутся по весьма вытянутым орбитам. В целом эта область вращается медленно. Отдельные звезды имеют и вовсе хаотичное движение.

Молодые звезды в NGC 3572

Звезды рассеянных скоплений хоть и являются близкими родственниками, однако вовсе не похожи друг на друга, как близнецы. У них примерно одинаковый возраст, но разные масса и температура.

На этом снимке — молодые горячие звезды из рассеянного скопления NGC 3572. Самые яркие из них намного массивнее Солнца. Наши знания о звездной эволюции позволяют утверждать, что их жизнь будет яркой, но короткой — через несколько миллионов лет они взорвутся, как сверхновые.

Однако не следует сожалеть о том, что этим юным звездам суждена такая короткая жизнь. Ведь сверхновые — это залог того, что во Вселенной родятся новые звезды и планеты. В их природных реакторах образуются тяжелые элементы. Каждая частичка Земли, каждая молекула в каждой клетке нашего тела когда-то были частицами звезды.