Количество звезд в галактике: Из каких звезд состоит Млечный Путь

Содержание

Галактика Млечный Путь: 8 занимательных фактов

Ни для кого не секрет, что Млечный Путь – это место, где живут все люди и располагаются все объекты Солнечной системы. А также звезды, которые мы можем видеть невооруженным взглядом, то есть без дополнительных устройств. Но что еще известно об этой Галактике? Вы знаете, какого она размера, плотности, в какой части находимся мы – люди? Давайте разберемся, что из себя представляет Галактика Млечный Путь. Среди этих фактов есть множество вещей, над которыми можно поразмыслить.

При взгляде на ночное небо мы видим большого размаха полосу света, которую именуют молочной рекой. На самом деле, эта интригующая линия есть центр нашей Галактики. Ученые на протяжении очень длительного времени изучали и продолжают исследовать структуру Млечного Пути. Но планетная система находится на поверхностных краях одного из дисков, и никто не может посмотреть через плотный центр на другую сторону.

Млечный Путь — это галактика, созданная по спиральному типу с диском в центре. Он имеет диаметр примерно 100 тыс. световых лет. Если смотреть на все это соединение небесных тел сверху, можно сказать, что диск Галактики окружают четыре больших спиральных рукава. Мы находимся на расстоянии 8,5 тыс. парсек от центра, возле плоскости Галактики, на внутреннем крае рукава Ориона. Из-за такого непростого расположения нельзя увидеть форму рукавов невооруженным глазом.

Галактика постоянно перемещается, и вместе с ней в беспрерывном движении находятся звезды, планеты, частицы пыли и другие космические объекты. Ее скорость вращения — около 828 тыс. км/ч. При такой ошеломляющей скорости Солнечной системе потребуется не менее 230 млн лет, чтобы преодолеть все расстояние вокруг Млечного Пути.

Вообще, Галактика для исследователей остается во многом закрытой. Она полна загадочных звезд, туманностей, энергии и темной материи. И многие ее аспекты остаются неизведанными до сих пор.

Мы собрали 8 любопытных фактов о Млечном Пути, которые уже доказаны.

1. У Галактики есть ореол, который невозможно просто так увидеть

А все потому, что он состоит из темной материи, которая является на 85% частью веса Млечного Пути. А остальная светящаяся материя, которую мы можем наблюдать без специальных приборов или в телескоп, — это только 10% массы Галактики. Этот ореол не такой, как мы привыкли видеть у божественного существа над головой. Он незаметен, но существование так называемого нимба было доказано с помощью моделирования того, каким мог бы быть Млечный Путь без этой тайной массы. Имеет значение, с какой скоростью звезды, находящиеся внутри диска, вертятся вокруг центра. Чем больше вес галактики, тем быстрее они должны двигаться. И если допустить, что Млечный Путь состоит только из материи, которую мы видим, то скорость вращения была бы значительно меньше.

2. Галактика Млечный Путь состоит из более 100 млрд звезд

Но это далеко не точная цифра. Вероятнее всего, их в разы больше. Астрономы не могут подсчитать точное количество звезд, потому что их телескопы видят только самые яркие звезды, а многие из них скрыты газом и пылью. Один из способов подсчета звезд Млечного Пути заключается в том, чтобы посмотреть, как быстро вращаются звезды, и, исходя из этого, узнать массу Галактики, а потом разделить галактическую массу на средний размер звезды. Но очевидно, что этот ответ будет суперприблизительным, потому как звезды значительно различаются по размеру. Международная организация ЕКА определила на карте местоположение 1 миллиарда звезд в нашей Галактике. Но специалисты считают, что это только 1% от общего количества. Полагаясь на эти выводы, можно заключить, что Млечный Путь наполняет 100 миллиардов и более звезд.

3. Удивительно, но астрономы сомневаются и в весе Млечного Пути

Конечно, проводить вычисления в космосе – задача не из легких. Предполагается, что он от 700 млрд до 2 трлн раз больше массы Солнца. Это какие-то заоблачные цифры. Исследователи изучали, насколько сильно огромная масса нашей Галактики притягивается к малым галактикам, вращающимся вокруг нее. И решили таким образом, что вес Млечного Пути в 900 млрд раз больше Солнца.

4. Известно, что Галактика Млечный Путь наполнена пылью и газом

Количество этой «смеси» равно 15% светящегося вещества Млечного Пути, а только остальное – звезды. Млечный Путь по ширине составляет около 100 тыс. световых лет, а мы можем видеть всего 6000 световых лет. Радует, что иногда световое загрязнение бывает меньше, и тогда удается разглядеть на ночном небе кольцо Млечного Пути.

Из-за большого объема пыли видимый свет не проникает глубоко, а инфракрасное излучение может проходить через «преграду». Например, через космический телескоп Spitzer («Спитцер») можно всматриваться в пыль и четко видеть, что происходит в центре Галактики и в местах образования новых звезд.

5. Галактика не всегда выглядела как красивая, изогнутая спираль

По крайней мере, такой мы можем ее видеть. Нынешний размер и форма Пути образовались, считают ученые, из-за его «поедания» других, ранее образовавшихся галактик. Млечный Путь захватил многих на своем пути, как бы тавтологично это ни звучало, и продолжает заниматься «поеданием».

6. В центре Галактики есть черная дыра

Большинство более крупных галактик имеют значительное черное пространство в центре, и Млечный Путь не исключение. Центр нашей Галактики является серьезным источником радиоволн, которые, как полагают, и есть черная дыра. И измеряется она в 22,5 млн километров. Но это только сама черная дыра.

Материю, которая собирается вокруг черной дыры, именуют аккреционным диском — он в 4,6 млн раз превышает массу Солнца и вписывается в орбиту Земли. Несмотря на то, что все черные дыры пытаются поглотить все, что находится поблизости, около этого астрономического явления было обнаружено звездообразование.

7. Галактика Млечный путь окружена 150 древними группами звезд

Они располагаются в видимом кольце Пути и движутся вокруг его центра. Некоторые из древних звездных групп являются одними из старейших во Вселенной. Считается, что самой старой звезде не менее 13,6 млрд лет.

8. Реальные снимки Млечного Пути можно сделать только изнутри

Это означает, что у астрономов на самом деле нет истинных изображений галактического пространства. Картинки, которые мы видим в интернете, — это либо обработанные снимки, либо изображения других галактик.

Текст: Flytothesky.ru

Читайте также:
12 фактов о звездном небе, созвездиях и галактиках

Поделитесь постом с друзьями!

№ 101. Как появилась наша галактика? . От динозавра до компота. Ученые отвечают на 100 (и еще 8) вопросов обо всем

Наша галактика – это гигантское скопление звезд, к которому принадлежит и Солнце с его планетной системой. На русском языке мы называем нашу галактику просто Галактикой (с большой буквы), а на английском обычно пишут Milky Way galaxy или просто Milky Way (Млечный Путь). Это и понятно, ведь Млечный Путь, пересекающий светлой полосой ночное небо, есть не что иное, как множество далеких звезд Галактики, поодиночке не различимых невооруженным глазом. Подсчитать точное количество звезд в Галактике очень сложно; пока лишь приблизительные оценки астрономов показывают, что их около 300 миллиардов. Иными словами, на каждого жителя Земли приходится по 40 «персональных» звезд.

Форма Млечного Пути говорит о том, что большинство звезд сосредоточено в диске, где находится и наше Солнце. Диаметр звездного диска Галактики примерно 100 тысяч световых лет. В его центре звезды расположены гораздо плотнее, чем на периферии. Почти все звезды обращаются по орбитам вокруг центра Галактики в одном направлении, подобно планетам, движущимся вокруг Солнца. Само Солнце с планетами тоже движется по орбите вокруг центра Галактики на расстоянии около 25 тысяч световых лет от него. Скорость движения Солнца по его галактической орбите – около 220 км/с, но расстояние до центра Галактики так велико, что на один оборот вокруг него Солнцу требуется около 220 миллионов лет. В самом центре Галактики находится плотное звездное скопление – ядро, в середине которого, по-видимому, расположена черная дыра массой около 4 миллионов масс Солнца.

Пространство между звездами не совсем пустое: оно заполнено очень разреженным межзвездным веществом; в основном это газ (водород и гелий) с небольшим количеством очень мелких твердых частиц – пылинок. В некоторых местах галактического диска плотность межзвездного вещества повышена в десятки и даже сотни раз – это облака, почти не прозрачные для света; они легко различимы как темные пятна на фоне Млечного Пути. В самых плотных облаках под действием гравитации разреженное вещество собирается в комочки, уплотняется и нагревается, постепенно превращаясь в звезды.

Наша Галактика не единственная: недалеко от нее, на расстоянии 2 миллионов световых лет, находится другая гигантская звездная система – Туманность Андромеды, очень похожая на нашу. А если заглянуть еще дальше, на миллиарды световых лет, куда дотягиваются наши телескопы, то мы обнаружим, что все пространство Вселенной заполнено галактиками, которых миллиарды и миллиарды. Многие из них похожи на нашу и на Туманность Андромеды – это вращающиеся звездные диски, часто со спиральным узором, протянувшимся от центра к краю диска, поэтому их называют спиральными галактиками. По своим размерам и количеству звезд они не особенно сильно отличаются от нашей Галактики. Но нередко встречаются и шарообразные или эллипсовидные галактики без спирального узора, но с уплотнением к центру; их называют эллиптическими галактиками. По своим размерам и массам они более разнообразны, чем спиральные системы: есть эллиптические галактики-карлики, состоящие из нескольких миллионов звезд, а есть гиганты, содержащие тысячи миллиардов светил. Но в эллиптических галактиках очень мало межзвездного вещества и поэтому мало молодых звезд; порою их вовсе нет.

Кроме спиральных и эллиптических галактик встречаются звездные системы неопределенной, «лохматой» формы; их называют неправильными или иррегулярными (от англ. irregular). Среди них изредка попадаются крупные объекты, и почти всегда это результат столкновения двух спиральных галактик или же спиральной и эллиптической. Но большинство неправильных галактик – мелкие звездные системы, богатые межзвездным газом. Очень часто они, как спутники, окружают значительно более крупные спиральные и эллиптические системы. Например, вокруг нашей Галактики вьется около полусотни спутников: и довольно крупные – Магеллановы облака, и очень мелкие, состоящие всего из нескольких тысяч звезд.

Астрономы давно ищут ответ на вопрос, как произошли галактики и какова связь между различными их типами. Самые мощные телескопы, такие как космический телескоп «Хаббл», способны заглядывать вглубь Вселенной на многие миллиарды световых лет, то есть видеть то, что происходило в тех далеких областях миллиарды лет назад. Оказывается, тогда большинство галактик было небольшого размера и неправильной формы. Поскольку Вселенная расширяется, в прошлом галактики располагались в пространстве намного ближе друг к другу и чаще сталкивались и сливались, образуя все более и более крупные системы. Похоже, что и наша Галактика выросла таким же образом, а ее современные спутники – это те небольшие галактики, которые еще не успели слиться с Млечным Путем; но когда-нибудь это непременно произойдет. Недавние наблюдения астрономов показали, что за каждый миллиард лет наша гигантская звездная система поглощает несколько своих спутников, и следы этой «трапезы» еще долго остаются заметными в виде потоков звезд, продолжающих двигаться по прежним орбитам.

Но как же образовались небольшие галактики в период ранней молодости Вселенной? В точности этого мы пока не знаем. Расчеты показывают, что молодая Вселенная была заполнена довольно плотным и почти однородным веществом: горячим газом – водородом (75 % по массе) и гелием, а также неким темным веществом неизвестной нам пока природы (скорее всего, это элементарные частицы нового для физиков типа). По мере расширения Вселенной газ и темное вещество разреживались и остывали, их упругость снижалась, и они все сильнее поддавались влиянию собственной гравитации. Наконец вещество остыло настолько, что гравитация стала играть в нем главную роль. Хотя первичное вещество было почти однородным (то есть везде имело одинаковую плотность), но все же не совсем: в разных точках пространства его плотность немножко различалась, всего лишь на тысячные доли процента. Но и этого оказалось достаточно, чтобы гравитация начала понемногу стягивать вещество из разреженных областей в более плотные, постепенно увеличивая их массу и плотность.

Поскольку темного вещества во Вселенной в несколько раз больше, чем обычного (водородно-гелиевого газа), и оно к тому же не такое упругое, оно легче поддалось гравитации и быстрее собралось в «комки». После этого обычное вещество стало интенсивно притягиваться к темным комкам, концентрироваться в их центре и превращаться в небольшие звездно-газовые галактики. Доказательством этого служит то, что и сегодня на периферии большинства галактик ощущается присутствие большого количества невидимого в телескоп темного вещества; оно ощущается лишь по избыточной гравитации, поэтому его часто называют темной материей (англ. dark matter). Так мы представляем сегодня формирование первых небольших галактик, из которых со временем слиплись более крупные. Но до полной ясности еще далеко: предстоит детально исследовать близкие и далекие звездные системы; понять, почему одни из них спиральные, а другие эллиптические; и что все-таки представляет собой загадочное темное вещество, которое сыграло главную роль в формировании галактик.

Владимир Сурдин, астроном

Сколько звезд в Млечном Пути?

Млечный Путь над Средиземным морем.
(Изображение предоставлено Оливером Гриблом/https://500px.com/p/olivergriebl?view=photos)

Млечный Путь — галактика, в которой находится Земля. Часть его видна ясной ночью (из достаточно темных мест) в виде толстой непрозрачной полосы звезд и пыли, протянувшейся по небу. Мы можем увидеть тысячи этих звезд невооруженным глазом и еще больше — в телескоп. Но сколько звезд в Млечном Пути?

«Это удивительно сложный вопрос, — сказал Дэвид Корнрайх, доцент колледжа Итака в Нью-Йорке. «Вы не можете просто сидеть и считать звезды в галактике».

Даже в галактике Андромеды — яркой, большой и находящейся на расстоянии 2,3 миллиона световых лет относительно близко к Земле — мы можем различить только самые большие и яркие звезды. Нам было бы слишком трудно увидеть звезду размером с Солнце. Так оценивают астрономы, используя некоторые из приведенных ниже методик.

Связанный: Эта 3D-карта Млечного Пути является лучшим изображением искривленной, искривленной формы нашей галактики.

Структура Млечного Пути лет через. Взгляд за пределы галактики покажет центральную выпуклость, окруженную четырьмя спиральными рукавами, двумя большими и двумя второстепенными. Главные рукава Млечного Пути известны как Персей и Стрелец. Солнце Земли расположено в одном из двух второстепенных отрогов, который называется Рукавом Ориона.

Галактика окружена огромным ореолом горячего газа диаметром в несколько сотен тысяч световых лет. По оценкам астрономов, масса гало примерно такая же, как у всех звезд Млечного Пути. Однако многие звезды Млечного Пути трудно разглядеть. Это потому, что в центре галактики есть галактическая выпуклость, заполненная звездами, газом и пылью, а также сверхмассивная черная дыра. Вещество в этом регионе настолько плотно упаковано, что даже самые мощные телескопы не могут его разглядеть.

Раньше астрономы думали, что все звезды во Вселенной являются частью Млечного Пути, но это изменилось в 1920-х годах, когда Эдвину Хабблу, американскому астроному, в честь которого назван знаменитый телескоп, удалось рассчитать расстояние до Андромеды. туманность (ныне известная как галактика Андромеды). Он обнаружил, что это слишком далеко, чтобы быть частью Млечного Пути.

Взвешивание галактик для оценки количества звезд

Основной способ, с помощью которого астрономы оценивают количество звезд в галактике, заключается в определении массы галактики. Это можно сделать, проанализировав вращение галактики и спектр излучаемого ею света.

Как правило, галактики удаляются друг от друга в результате расширения Вселенной (если они не находятся на пути столкновения). В результате мы видим, что свет далеких галактик смещается в сторону более длинных волн из-за так называемого красного смещения (это, по сути, эффект Доплера, тот же эффект, который искажает частоту проходящей сирены, когда она удаляется от наблюдателя).

Во вращающейся галактике, однако, будет часть, которая больше смещена в сторону синего (растянута в сторону более коротких волн), потому что эта часть вращается по направлению к Земле. Астрономы также должны знать, каково наклонение или ориентация галактики, прежде чем делать оценку, которая иногда является просто «обоснованной догадкой», сказал Корнрайх.

Метод, называемый спектроскопией с длинной щелью, лучше всего подходит для выполнения такого рода работ. Здесь удлиненный объект, такой как галактика, рассматривается через удлиненную щель, а свет преломляется с помощью призмы. Это разлагает цвета звезд на цвета радуги.

Некоторые из этих цветов будут отсутствовать, отображая образцы недостающих частей как элементы периодической таблицы, которые поглощают части света. Это позволяет астрономам выяснить, какие элементы входят в состав звезд. У каждого типа звезд есть уникальный химический отпечаток, который можно обнаружить в телескопах.

Любые телескопы могут выполнять такую спектроскопическую работу. Корнрайх часто использует 200-дюймовый телескоп в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института, но он добавил, что подойдет почти любой телескоп достаточного размера.

Идеально было бы использовать телескоп на орбите, потому что рассеяние происходит в атмосфере Земли. Космический телескоп Хаббл — одна из обсерваторий, известных подобными работами, добавил Корнрайх. Его преемник, космический телескоп Джеймса Уэбба, запущенный в декабре 2021 года, также внесет свой вклад в эту работу.

Определение массы звезд

Между разными галактиками одинаковой массы могут быть различия в типах звезд и общей массе. Корнрайх предупредил, что об этом будет очень трудно говорить в целом, но сказал, что одно различие может заключаться в рассмотрении эллиптических галактик по сравнению со спиральными галактиками, такими как наша Млечный Путь. Эллиптические галактики, как правило, имеют больше красных карликов K- и M-типа, чем спиральные галактики. Поскольку эллиптические галактики старше, в них будет меньше газа, потому что он был унесен ветром во время их эволюции.

Как только масса галактики определена, другой сложной задачей является выяснить, какая часть этой массы состоит из звезд. Большая часть массы будет состоять из темной материи, типа материи, которая не излучает свет, но которая, как полагают, составляет большую часть массы Вселенной.

«Вы должны смоделировать галактику и посмотреть, сможете ли вы понять, каков процент этой массы звезд», — сказал Корнрайх. «В типичной галактике, если вы измерите ее массу, глядя на кривую вращения, около 90% из них составляет темная материя.»

Поскольку большая часть оставшегося вещества в галактике состоит из рассеянного газа и пыли, Корнрайх подсчитал, что около 3% массы галактики будет состоять из звезд, но это может варьироваться. Кроме того, размер самих звезд может сильно варьироваться от размера нашего Солнца до чего-то в десятки раз меньше или больше

Приблизительное количество звезд в Млечном Пути

сколько точно звезд в Млечном Пути?

По словам Джоса де Брейна, ученого из Европейского космического агентства (ЕКА), работающего над миссией Gaia по картографированию галактик, текущие оценки составляют от 100 до 400 миллиардов звезд. Как сказал де Брейне Space.com, получить точное число будет сложно.

Миссии Gaia, находящейся на орбите с 2013 года, удалось нанести на карту положения 1,7 миллиарда звезд в окрестностях Солнца на расстоянии 326 световых лет. Хотя астрономы могут экстраполировать эти числа для моделирования всей галактики, даже Гайя изо всех сил пытается увидеть некоторые из самых слабых и самых маленьких звезд, и поэтому ее результаты не совсем точны.

«Фундаментальная проблема состоит в том, чтобы измерить светимость [распределение] для очень слабых красных карликов, а затем экстраполировать до предела коричневых карликов», — сказал де Брейн Space.com.

Красные карлики — самые распространенные звезды во Вселенной, а также самые долгоживущие. Однако из-за низкой яркости их иногда трудно обнаружить. Коричневые карлики еще тусклее. По сути, это неудавшиеся звезды, которым не удалось накопить достаточно материала, чтобы запустить ядерный синтез в их ядре. Таким образом, они представляют собой нечто среднее между звездой и планетой, и поэтому их еще труднее обнаружить, чем слабые красные карлики, особенно на больших расстояниях.

«Второй сложностью всей истории являются двойные звезды, частота которых до сих пор точно не охарактеризована», — добавил де Брюйне.

Де Брюйне ожидает, что к концу миссии Gaia в 2025 году у ученых будет несколько лучшее представление о количестве звезд в нашей галактике, но «вероятно, останутся значительные неопределенности».

Дополнительные ресурсы

Посмотрите в этом видео карту окрестностей Солнца, созданную миссией Gaia Европейского космического агентства. Чтобы узнать больше о миссии Gaia и ее стремлении составить карту Млечного Пути, посетите веб-сайт миссии.

Если вы хотите попробовать запечатлеть Млечный Путь самостоятельно, у нас есть справочники по лучшим камерам для астрофотографии и лучшим объективам для астрофотографии, которые помогут вам увидеть как можно больше системы.

Эта статья была обновлена 3 февраля 2022 года. /web/gaia

ЕКА, Gaia создает самую полную звездную карту нашей Галактики – и за ее пределами, 25 апреля 2018 г. https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Gaia_creates_richest_star_map_of_our_Galaxy_and_beyond Внешние границы Млечного Пути, 21 апреля 2021 г.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Элизабет Хауэлл, доктор философии, является штатным корреспондентом на канале космических полетов с 2022 года. Она была автором статей для Space.com (открывается в новой вкладке) в течение 10 лет до этого, с 2012 года. Репортажи Элизабет включают эксклюзив для Office вице-президента Соединенных Штатов, несколько раз выступая с Международной космической станцией, наблюдая за пятью запусками человека в космос на двух континентах, работая в скафандре и участвуя в имитации полета на Марс. Ее последняя книга «Почему я выше?» написана в соавторстве с астронавтом Дэйвом Уильямсом. Элизабет имеет докторскую степень. и магистр наук. получил степень бакалавра космических исследований в Университете Северной Дакоты, степень бакалавра журналистики в Карлтонском университете в Канаде и (скоро) степень бакалавра истории в Университете Атабаски. Элизабет также является инструктором по коммуникациям и естественным наукам с 2015 года. Элизабет впервые заинтересовалась космосом после просмотра фильма «Аполлон-13» в 19 лет.96, и все еще хочет когда-нибудь стать космонавтом. Мастодонт: https://qoto.org/@howellspace