Содержание
Наша галактика находится в гигантской космической дыре
Комсомольская правда
НаукаНаука: Клуб любознательных
Владимир ЛАГОВСКИЙ
7 июня 2017 17:30
Пустота вокруг Млечного пути простирается на миллиард световых лет
Вселенная состоит из пустот и звездных скоплений.
Дыра, в которой находится Млечный путь, крупнейшая во Вселенной. Об этом на конференции Американского астрономического общества (American Astronomical Society — AAS) объявили американские астрономы Бен Хошайт (Ben Hoscheit) и Эйми Баргер (Amy Barger) из университета штата Висконсин в Мэдисоне (University of Wisconsin — Madison).
Войд — так, выражаясь научным языком называется это огромное пустое пространство, о котором рассказывают ученые. В поперечнике оно достигает миллиарда световых лет.
Вселенная, которая должна быть однородной, на самом деле не однородна.
Войдов большего размера, чем наш, во Вселенной не видать, хотя она вся соткана из сгустков галактических скоплений и пустот протяженностью в сотни миллионов световых лет.
В целом Вселенная — со своими узлами-скоплениями и соединениями между ними — удивительно похожа на нейронную сеть, которая словно бы находится внутри чей-то бесконечно большой головы.
По идее, скопления и пустоты должны быть распределены равномерно. Как и в голове. То есть, Вселенной положено быть однородной. Как и нейронной сети. Однако встречаются звездные супер-скопления — галактические кластеры и даже супер-кластеры. Встречаются и гигантские пустоты — войды. А это загадка.
По своему строени Вселенная (справа) напоминает нейронную сеть мозга (слева). Они отличаются лишь масштабом.
А В ЭТО ВРЕМЯ
Какая-то сила толкает Млечный путь так, что он несется куда-то с огромной скоростью
Похоже, что наша галактика не до конца времен будет находится в пустоте. Когда-нибудь из нее выберется. Ведь Млечный путь летит куда-то в глубины Вселенной, разогнавшись до 2 миллионов километров в час.
Вот уж более 30 лет принято считать, что нашу галактику — Млечный путь — тянет в свою сторону Великий Аттрактор (Great Attractor).
Он же Великий Центр Притяжения, который расположен в созвездии Наугольник. И представляет собой галактическое сверхскопление небывалого размера — в миллион миллиардов раз тяжелее Солнца и в десятки тысяч раз массивнее Млечного пути.
Млечный путь в своей пустоте не стоит на месте.
Недавние наблюдения однако показали: наша и соседние галактики и даже скопления галактик находятся под влиянием, как минимум, еще одного объекта. Он не тянет, как Великий Аттрактор, а наоборот, толкает. Только с другой стороны. Астрономы из Израиля, Франции и США, проводившие исследования на базе Еврейского университета (Hebrew University of Jerusalem) назвали «толкача» Дипольным Отпугивателем. Или Дипольным Отталкивателем (Dipole Repeller). Он, по мнению ученых, тоже представляет собой гигантскую область пустого пространства. То есть, по соседству с нашей дырой — с одной стороны находится галактический узел, а с другой -еще какая-то дыра.
Возрастная категория сайта 18+
Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г.
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР — НОСОВА ОЛЕСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА.
И.О. ШЕФ-РЕДАКТОРА САЙТА — КАНСКИЙ ВИКТОР ФЕДОРОВИЧ.
АВТОР СОВРЕМЕННОЙ ВЕРСИИ ИЗДАНИЯ — СУНГОРКИН ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ.
Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без
предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой
право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные
сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой
массовой информации или нарушением иных требований закона.
АО «ИД «Комсомольская правда». ИНН: 7714037217 ОГРН: 1027739295781
127015, Москва, Новодмитровская д. 2Б, Тел. +7 (495) 777-02-82.
Исключительные права на материалы, размещённые на интернет-сайте
www.kp.ru, в соответствии с законодательством Российской
Федерации об охране результатов интеллектуальной деятельности
принадлежат АО «Издательский дом «Комсомольская правда», и не
подлежат использованию другими лицами в какой бы то ни было
форме без письменного разрешения правообладателя.
Приобретение авторских прав и связь с редакцией: [email protected]
Наша Галактика. Пространственные масштабы наблюдаемой Вселенной
«Меня
ужасает вечное безмолвие этих пространств»
Блез
Паскаль
Изучив
физическую природу звезд, в данной теме поговорим про скопления звезд – галактики,
а также попытаемся дать представление о том, какие огромные расстояния отделяют
нашу галактику от множества других.
Наша
галактика называется «Млечный Путь». Это название галактика получила из
древнегреческих мифов. В одном из них говорилось, будто бы Млечный Путь –
это молоко, которое пролил младенец Геркулес, когда его кормила богиня Гера.
Млечный Путь действительно напоминает пролитое молоко – это широкая светящаяся
полоса на небосклоне.
Еще
в 1610 году Галилео Галилей, наблюдая в телескоп Млечный Путь, установил, что
он состоит из громадного числа звезды. Исходя из последующих наблюдений,
ученые пришли к выводу, что все эти звезды образуют целую звездную систему,
которую назвали галактикой.
Итак, галактика – это гравитационно
связанная система, состоящая из звезд, звездных скоплений, а также из
межзвездного газа и пыли. Все объекты галактики двигаются относительно
общего центра масс.
Количество
галактик в наблюдаемой Вселенной просто огромно. Несмотря на это, можно
выделить три основных группы: эллиптические галактики, спиральные
галактики и неправильные галактики. Эллиптической галактикой
называется галактика, имеющая форму круга или эллипса. Спиральной
галактикой называется галактика, состоящая из ядра и нескольких спиральных
рукавов или ветвей. Неправильной галактикой называется галактика, у
которой нет четко выраженного ядра, и при этом у неё не обнаружена вращательная
симметрия.
Рассмотрим
эти виды галактик более подробно. Для эллиптических галактик
характерно следующее: у них нет никакой внутренней структуры и в них очень
мало газа и пыли.
Наблюдения показывают, что эти галактики не вращаются, а
их яркость уменьшается от центра к периферии. Массы наиболее крупных
эллиптических галактик достигают порядка 1043 килограммов (то есть
около десяти триллионов солнечных масс).
В
отличие от эллиптических, спиральные галактики вращаются,
и в них довольно много газа и пыли. Пыль и газы концентрируются в так
называемых рукавах галактики, которые отходят от ядра. То, что в
спиральных галактиках наблюдается обилие газовых и пылевых облаков, а также
присутствие голубых звезд, говорит о том, в рукавах таких галактик активно
идет процесс звездообразования.
По
современным представлениям спиральные галактики имеют массу от десяти
миллиардов до триллиона солнечных масс. Надо сказать, что рукава не всегда
отходят непосредственно от ядра: в некоторых галактиках ядро пересекается
поперечной полосой (которая называется перемычкой).
Рукава отходят от
концов этой перемычки. Одна из ближайших к нам звездных систем – туманность
Андромеды, представляет собой спиральную галактику без перемычки.
Ученые склоняются к тому, что наша галактика похожа на туманность Андромеды.
О
неправильных галактиках на сегодняшний день известно очень немного. Они не
имеют какой-либо структуры и не вписываются в большинство астрономических
моделей, с помощью которых описываются эллиптические и спиральные
галактики. Существует гипотеза, что неправильные галактики в прошлом являлись
спиральными или эллиптическими, но были деформированы гравитационными силами.
Существует
еще несколько типов галактик, о которых нельзя не упомянуть. Выяснилось, что в
ядрах некоторых галактик происходят некие бурные процессы, сопровождаемые
выбросом вещества огромной массы (порядка ста тысяч масс Солнца) с огромной
скоростью (около трех тысяч километров в секунду).
Такие галактики стали
называть активными галактиками. Некоторые активные галактики являются мощными
источниками радиоизлучения. Подобные галактики стали называться радиогалактиками.
Но
еще более мощными источниками радиоизлучения являются так называемые квазары
– квазизвездные радиоисточники. Светимость квазаров в сотни раз
превышает светимости обычных галактик. Например, ближайший к нам квазар имеет
максимальную светимость, которая превосходит светимость Солнца в триллион раз.
В центре квазаров, по современным представлениям, находятся сверхмассивные
черные дыры, масса которых в миллиарды раз больше массы Солнца. Квазар легко
может поглотить любую звезду, просто засасывая газ этой звезды до тех пор,
пока от звезды ничего не останется. Современный уровень развития технологий не
позволяет хорошо изучить квазары, поэтому, вопрос о том, как устроены квазары,
остается открытым.
Галактика
Млечный путь относится к спиральным галактикам без перемычки.
Диаметр нашей галактики составляет около 30 кпк (то есть около ста тысяч
световых лет). Диаметр галактики Туманность Андромеды составляет 40 кпк.
Однако, расстояние между нашей галактикой и Туманностью Андромеды примерно
равно 670 кпк. Исходя из этого, можно заключить, что расстояния между
галактиками превышают размеры самих галактик приблизительно в 20 раз. Что
касается звезд, то расстояния между ними примерно в 27,5 миллионов раз
превышают размеры самих звезд. Значит, галактики намного более сближены в
пространстве, чем звезды между собой. Поэтому, помимо отдельных галактик
выделяют скопления галактик. Например, скопление галактик, в которое входит
Млечный Путь, называется Местной группой. В Местную группу также входит
Туманность Андромеды. На сегодняшний день известно около четырёх тысяч
скоплений галактик, многие из которых включает в себя тысячи галактик.
Средние
размеры скоплений галактик составляют порядка 8 Мпк (то есть миллионы
световых лет).
Если
задуматься, то можно заметить вот какой факт: многие галактики находятся от нас
за тысячи и даже миллионы световых лет. Следовательно, мы, фактически видим
прошлое и, таким образом, можем попытаться увидеть «молодую Вселенную».
Обратим
внимание на интересный факт – разбегание галактик. Дело здесь в
следующем: для изучения физических свойств галактик используется метод спектрального
анализа. Многочисленные наблюдения позволили выяснить следующее: линии в
спектрах всех известных галактик смещены к красному концу спектра. Это
явление называется красным смещением.
Также,
было замечено, что отношение смещения к длине волны спектральной линии,
наблюдаемой в лаборатории, оказалось одинаковым для всех линий в спектре для
данной галактики. Это дало основание полагать, что галактики удаляются от нас.
Интерпретация этого явления связана с эффектом Доплера – изменением
частоты и длины волн, регистрируемых приемником, вызванное движением источника.
Рассмотрим
эффект Доплера на конкретном примере. Возьмем источник света с постоянной
частотой испускания электромагнитных волн ν и скоростью распространения
волны .
Напомним, что длина волны равна отношению скорости распространения волны к
частоте этой волны. Проведем следующий опыт: будем двигать этот источник по
направлению к наблюдателю со скоростью .
В этом случае, наблюдатель зарегистрирует длину волны, которая будет меньше,
чем истинная длина волны (это называется синим смещением).
Аналогично,
если мы будем двигать источник со скоростью по
направлению от наблюдателя, то наблюдатель зарегистрирует длину волны, которая
будет больше, чем истинная длина волны (это называется красным смещением).
Так
вот зарегистрировав красное смещение у всех наблюдаемых галактик, астрономы
пришли к выводу, что эти галактики удаляются от Млечного Пути.
Именно, исходя
из красного смещения, и были определены текущие расстояния от нас до других
галактик. После определения этих расстояний Эдвин Хаббл установил довольно
интересную зависимость: оказалось, что скорости удаления галактик возрастают
прямо пропорционально расстоянию до них.
Эта
зависимость стала называться законом Хаббла. В формуле, описывающей закон
Хаббла имеется коэффициент пропорциональности – постоянная Хаббла.
Числовое
значение этой постоянной может меняться в зависимости от единиц измерения (в
нашем случае, это значение следует использовать, измеряя скорость в км/с, а
расстояние – в Мпк).
Вообще
разбегание галактик можно объяснить только тем, что вся Вселенная расширяется.
Впервые модель нестационарной Вселенной предложил Александр Фридман. Он же
рассмотрел её в рамках общей теории относительности и доказал, что Вселенная,
однородно заполненная веществом, не может быть стационарной, то есть, она
должна расширяться или сжиматься.
Исходя из наблюдаемой картины разбегания
галактик, можно сделать вывод, что Вселенная расширяется.
Конечно,
возникает много вопросов: а куда она расширяется? Что там, докуда еще не дошло
расширение Вселенной? Ответы на эти вопросы, возможно, пока что за гранью человеческого
понимания. Приведем лишь оценки радиуса и возраста наблюдаемой Вселенной.
Радиус Вселенной можно определить из закона Хаббла, взяв скорость расширения за
максимально возможную скорость – скорость света.
Таким
образом, максимальное расстояние, до которого можно
наблюдать какие-либо небесные тела или астрономические объекты, составляет
четыре гигапарсека.
Возраст
Вселенной также можно определить из закона Хаббла. Рассмотрим галактику,
находящуюся на расстоянии r
от нашей галактики. Если эта галактика удаляется от нас со скоростью ,
то можно найти время, которое прошло с момента начала расширения. Известна
простая формула
Основные
выводы:
–
Основные виды галактик – эллиптические галактики, спиральные галактики и
неправильные галактики.
–
Галактика – это гравитационно-связанная система, состоящая из звезд,
звездных скоплений, а также из межзвездного газа и пыли. Все объекты галактики
двигаются относительно общего центра масс.
–
Наша галактика называется Млечный путь и является спиральной
галактикой без перемычки. Её диаметр составляет около 30 кпк. Одной из
ближайших галактик к Млечному пути является туманность Андромеды.
–
Эффект Доплера – это изменение частоты и длины волн, регистрируемых
приемником, вызванное движением источника.
–
Частный случай эффекта Доплера – красное смещение позволило ученым
определить расстояния между нашей галактикой и другими галактиками, а также –
понять, что галактики разбегаются. Это свидетельствует о расширении Вселенной.
Млечный Путь: одна из многих галактик | Моделирование космоса | Статьи и очерки | В поисках нашего места в космосе: от Галилея до Сагана и далее | Цифровые коллекции
Прослушать эту страницу
Идея о том, что каждая звезда — это солнце, многие из которых имеют свои собственные солнечные системы, — мощное напоминание об огромных масштабах космоса.
Однако расстояния до звезд в нашей галактике крошечные по сравнению с расстояниями до других галактик.
С древних времен наблюдатели отмечали существование туманных звезд; рассеянные нечеткие или мутные звезды. Некоторые из них оказались тем, что мы теперь знаем как туманности, места, где формируются звезды. Многие оказались совсем другими. Только в 1920-х годах было подтверждено, что многие из этих туманных звезд на самом деле были совершенно другими галактиками, целыми наборами из миллиардов звезд, таких как Млечный Путь, далеко за пределами нашей собственной.
Теперь мы знаем, что Млечный Путь — всего лишь одна из миллиардов галактик во Вселенной. Оглядываясь назад на то, как астрономия развивала эту концепцию с течением времени, можно увидеть, как философы и ученые боролись с пониманием природы галактик и, следовательно, огромности нашей Вселенной.
Млечный Путь превращается в большее количество звезд
Невооруженным глазом неясно, что именно представляет собой Млечный Путь.
В Древней Греции философ-атомщик Демокрит предположил, что яркая полоса света может состоять из далеких звезд. Взгляды атомистов затмили взгляды Аристотеля на вселенную.
В аристотелевской космологии Млечный Путь понимался как точка соприкосновения небесных сфер с земными сферами. Одно из важных наблюдений, сделанных Галилеем в его 1610 г. Sidereus Nuncius заключался в том, что под взглядом телескопа части Млечного Пути превратились в скопление многих звезд. Вновь была обнаружена слабость аристотелевской космологии — Млечный Путь не был результатом взаимодействия между земной и небесной сферами. Наблюдения Галилея показали, что Млечный Путь представляет собой массивное скопление отдельных звезд, планет и других туманных элементов.
Островные вселенные и внешние творения
В 1750 году английский астроном Томас Райт опубликовал Оригинальная теория или новая гипотеза Вселенной. В этой книге Райт предположил, что Млечный Путь представляет собой плоский слой звезд, частью которого является наша Солнечная система.
Кроме того, он предположил, что многие из очень тусклых туманностей «по всей вероятности могут быть внешними образованиями, граничащими с известными, слишком далекими, чтобы их могли достать даже наши телескопы». Идея о том, что тусклые туманности могут быть их собственными «внешними творениями», предполагала, что Вселенная намного больше, чем предполагалось ранее. В 1755 году философ Иммануил Кант развил идеи Райта и назвал эти тусклые туманности «островными вселенными». Как представления о внешних творениях, так и об островных вселенных изо всех сил пытались уловить последствия этого нового более крупного масштаба вселенной. Помимо того факта, что наше Солнце было звездой, могли ли туманности быть их собственными вселенными или совершенно отдельными творениями?
Исследование Млечного Пути
В 1780-х годах Уильям Гершель исследовал звезды в различных направлениях. Он обнаружил, что звезды на одной стороне неба были намного плотнее, чем на другой стороне.
Его сын Джон Гершель провел аналогичное исследование неба в южном полушарии и обнаружил ту же закономерность.
То, что они видели, было ядром галактики Млечный Путь, где плотность звезд намного выше.
Гершель поместил наше Солнце почти в центр Млечного Пути; это будет не раньше 1920-х годов, когда Харлоу Шепли продемонстрировал, что наше Солнце находится далеко от центра Млечного Пути.
Туманности Андромеды и другие туманности
Звезды-туманности наблюдались на протяжении тысячелетий. В 964 году исламский астроном Ас-Суфи наблюдал и записал то, что он назвал «маленьким облачком» на иллюстрации созвездия Андромеды. Теперь мы понимаем это описание как галактику Андромеды. Только с появлением и усовершенствованием телескопа стало возможным документировать различные виды туманных звезд.
Как уже упоминалось, Томас Райт и Иммануил Кант опубликовали свои предположения о том, что тусклые туманные звезды, подобные этой, на самом деле являются независимыми образованиями, такими как Млечный Путь. В конце 18 века Шарль Мессье составил каталог из 109 самых ярких туманностей, за которым последовал гораздо более крупный каталог Уильяма Гершеля, насчитывающий более 5000.
Даже при документировании всех этих туманностей оставалось неясным, что именно они представляют собой.
Поиск и интерпретация красного смещения
Изучение светового спектра таких туманностей, как Андромеда, в конечном итоге позволит получить информацию о том, что именно представляют собой эти объекты. Целый ряд астрономов работал над этим вопросом в начале 20 века. В 1912 году астроном Весто Слайфер изучил световые спектры некоторых из самых ярких туманностей. Ему было интересно определить, сделаны ли они из тех химических веществ, которые можно было бы найти в планетарной системе.
Слайфер обнаружил кое-что очень интересное — можно рассчитать относительную скорость и расстояние, на которое движется звезда или туманность, изучив испускаемый ею световой спектр и увидев, насколько индикаторы элементов сместились в синий или красный цветовой спектр. . Объекты, смещенные в синий цвет, приближаются к нам, а объекты, смещенные в красный цвет, удаляются от нас. В анализе Слайфера спектры туманности были настолько сдвинуты в красную область, что эти туманности должны были удаляться от Земли со скоростью, превышающей космическую скорость Млечного Пути.
Наряду с этим свидетельством в 1917 Гербер Кертис наблюдал новую, яркую взорвавшуюся звезду, внутри туманности Андромеды. Просматривая фотографии Туманности, он смог задокументировать еще 11 новых, которые были в среднем в 10 раз слабее, чем звезды Млечного Пути. Свидетельств, позволяющих предположить, что эти туманности находились далеко за пределами Млечного Пути, становилось все больше.
В 1920 году Харлоу Шепли и Хибер Кертис обсуждали природу Млечного Пути, туманностей и масштабов Вселенной. Используя 100-дюймовый телескоп на горе Вильсон, Эдвин Хаббл смог разглядеть края некоторых спиральных туманностей, чтобы определить, что они на самом деле были скоплениями звезд, некоторые из которых соответствовали стандартным шаблонам, позволяющим астрономам рассчитать, что звезды были слишком далеки, чтобы их можно было увидеть. стать частью Млечного Пути. Таким образом, представление о Млечном Пути как об одной из многих галактик стало доминирующей научной точкой зрения.
Если когда-то Земля считалась центром относительно небольшой вселенной, то мы пришли к пониманию ее как единого мира, вращающегося вокруг одной из 300 миллиардов звезд в нашей галактике, которая сама является всего лишь одной из более чем ста миллиардов галактик в нашей галактике.
наблюдаемая Вселенная. Даже сегодня по-прежнему трудно понять, насколько крошечной и малой является наша планета на просторах наблюдаемой Вселенной.
Уголь на бумаге рисует землю с Млечным Путем за ней. Опубликовано в: «Будущее Земли» Мориса Метерлинка, Cosmopolitan, 19 марта.18, Отдел эстампов и фотографий. Галилей проиллюстрировал отдельные звезды, видимые в Млечном Пути. Более крупные звезды видны невооруженным глазом, а более мелкие стали видны с помощью его телескопа. Это было одно из серии открытий, которые он опубликовал в Sidereus Nuncius . 1610 г., изображение 37. Редкая книга и специальные коллекции. Иллюстрация «отдельных творений», которые Томас Райт представлял себе туманностями. Каждое отдельное творение имеет в центре глаз создателя. Оригинальная теория или новая гипотеза Вселенной г., первоначально опубликовано, 1750 г., Общие собрания.
На этой иллюстрации из учебника астрономии область звезд Млечного Пути показана в виде тонкой полосы на небе с областью туманностей или других галактик по обеим сторонам.
Из Астрономия для использования в школах и академиях 1858, стр. 399. Внешний Общие коллекции.
На этой иллюстрации предполагаемой структуры Вселенной 1850-х годов галактика Млечный Путь помещена в центр схемы в точке А. Из Атласа, предназначенного для иллюстрации «Географии небес» Берритта, 1858 г., Отдел географии и карт.
Фотография Большой Туманности Андромеды внешняя ссылка , которую мы теперь понимаем как отдельную галактику. Современная астрономия , 1919 г., Общие собрания.
Что такое Млечный Путь?
Когда вы смотрите на ночное небо, при условии, что условия подходящие, вы можете мельком увидеть слабую белую полосу, протянувшуюся по небу. Эта полоса при ближайшем рассмотрении выглядит крапчатой и пыльной, наполненной миллионом крошечных точек света и ореолов светящейся материи. То, что вы видите, — это Млечный Путь, то, на что астрономы и звездочеты смотрели с незапамятных времен.
Но что такое Млечный Путь? Ну, проще говоря, это название спиральной галактики с перемычкой, в которой расположена наша Солнечная система. Земля вращается вокруг Солнца в Солнечной системе, и Солнечная система встроена в эту огромную галактику звезд. Это всего лишь одна из сотен миллиардов галактик во Вселенной, и наша называется Млечный Путь, потому что кажется, что диск галактики охватывает ночное небо как туманная полоса сияющего белого света.
Открытие и наименование:
Наша галактика была названа так из-за того, что ее дымка в ночном небе напоминала пролитое молоко. Это имя тоже довольно древнее. Это перевод с латинского « Via Lactea », который, в свою очередь, был переведен с греческого как Galaxias , относящийся к бледной полосе света, образованной звездами в галактической плоскости, если смотреть с Земли.
Персидский астроном Насир ад-Дин ат-Туси (1201–1274) даже разъяснил это в своей книге Тадхкира : «Млечный Путь, т.
е. Галактика, состоит из очень большого количества маленьких, плотно сгруппированных звезд. , которые из-за своей концентрации и малости кажутся мутными пятнами. Из-за этого по цвету его уподобляли молоку».
Галактика Млечный Путь в представлении художника с высоты галактического «Северного полюса». Предоставлено: NASA
Астрономы давно подозревали, что Млечный Путь состоит из звезд, но это не было доказано до 1610 года, когда Галилео Галилей направил свой примитивный телескоп к небу и разглядел отдельные звезды в полосе на небе. С помощью телескопов астрономы поняли, что на небе гораздо больше звезд и что все те, что мы видим, являются частью Млечного Пути.
В 1755 году Иммануил Кант предположил, что Млечный Путь представляет собой большое скопление звезд, удерживаемых вместе взаимной гравитацией. Подобно Солнечной системе, это собрание звезд будет вращаться и сплющиваться в виде диска, в который будет встроена Солнечная система. Астроном Уильям Гершель (открывший Уран) попытался определить форму Млечного Пути в 1785 году, но он не понял, что большие части галактики скрыты газом и пылью, которые скрывают ее истинную форму.
Только в 1920-х годах, когда Эдвин Хаббл предоставил убедительные доказательства того, что спиральные туманности в небе на самом деле являются целыми другими галактиками, истинная форма нашей галактики была известна. С тех пор астрономы пришли к пониманию того, что Млечный Путь представляет собой спиральную галактику с перемычкой, а также пришли к пониманию того, насколько велика Вселенная на самом деле.
Структура и состав:
Млечный Путь выглядит наиболее ярким в направлении галактического центра, в направлении Стрельца. Тот факт, что Млечный Путь делит ночное небо на два примерно равных полушария, указывает на то, что Солнечная система находится вблизи галактической плоскости. Млечный Путь имеет относительно низкую поверхностную яркость из-за газов и пыли, которые заполняют галактический диск. Это мешает нам видеть яркий галактический центр или четко наблюдать то, что находится по другую сторону от него.
Мозаика изображений, покрывающих все небо, наблюдаемых с помощью Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), часть выпуска данных All-Sky.
Предоставлено: NASA/JPL
Если бы вы могли отправиться за пределы галактики и посмотреть на нее сверху, вы бы увидели, что Млечный Путь представляет собой спиральную галактику с перемычкой, размер которой составляет около 120 000 световых лет в поперечнике и около 1000 световых лет в толщину. Долгое время считалось, что Млечный Путь имеет 4 спиральных рукава, но новые исследования показали, что на самом деле у него есть только два спиральных рукава, называемых Щит-Центавр и Киля-Стрельца.
Спиральные рукава формируются из волн плотности, вращающихся вокруг Млечного Пути. Когда эти волны плотности проходят через область, они сжимают газ и пыль, что приводит к периоду активного звездообразования в этой области. Однако существование этих рукавов было установлено путем наблюдения за частями Млечного Пути, а также за другими галактиками в нашей Вселенной, и они не являются результатом наблюдения за нашей галактикой в целом.
По правде говоря, все изображения, изображающие нашу галактику, являются либо художественными изображениями, либо изображениями других спиральных галактик.
До недавнего времени ученым было очень трудно оценить, как выглядит Млечный Путь, главным образом потому, что мы встроены в него. Если бы вы никогда не были за пределами собственного дома, вы бы не знали, как он выглядит снаружи. Но вы бы поняли, взглянув на интерьер и сравнив его с другими домами по соседству.
На основе текущих исследований ночного неба с помощью наземных телескопов и более поздних миссий с участием космических телескопов астрономы подсчитали, что в Млечном Пути насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд. Они также считают, что у каждой звезды есть по крайней мере одна планета, а это означает, что в Млечном Пути могут быть сотни миллиардов планет, и считается, что по крайней мере 17 миллиардов из них имеют размер и массу Земли.
Моделирование Illustris, показывающее распределение темной материи в 350 миллионах на 300 000 световых лет. Галактики показаны белыми точками высокой плотности (слева) и обычным барионным веществом (справа). Кредит: Маркус Хайдер/Иллюстрис
Млечный Путь, как и все галактики, окружен обширным ореолом темной материи, на долю которой приходится около 90% его массы.
Никто точно не знает, что такое темная материя, но ее масса была определена на основе наблюдений за скоростью вращения галактики и другими общими явлениями. Что еще более важно, считается, что эта масса помогает удерживать галактику от разрыва на части при ее вращении.
Местоположение нашего Солнца:
Наше Солнце расположено в Рукаве Ориона, области пространства между двумя главными рукавами Млечного Пути, примерно в 27 000 световых лет от галактического ядра. В центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра, такая же, как и во всех других галактиках, известная как Стрелец А*. Масса этого монстра более чем в 4 миллиона раз превышает массу нашего Солнца.
Нашему Солнцу требуется около 240 миллионов лет, чтобы совершить один оборот вокруг Млечного Пути в течение так называемого галактического года (или космического года). Только представьте, в последний раз, когда Солнце было в этом регионе галактики, по Земле бродили динозавры, а Солнце за всю свою жизнь совершило примерно 18-20 оборотов.
По этому исчислению рождение нашего Солнца произошло 18,4 галактических года назад, а сама Вселенная была создана приблизительно 61 галактический год назад.
Будущее Млечного Пути:
Также считается, что наша галактика образовалась в результате столкновений меньших галактик в начале Вселенной. Эти слияния все еще продолжаются, и ожидается, что Млечный Путь столкнется с галактикой Андромеды через 3-4 миллиарда лет. Две галактики объединятся в гигантскую эллиптическую галактику, а их сверхмассивные черные дыры могут даже слиться.
Мозаика телескопических изображений галактик сверхскопления Девы. Предоставлено: NASA/Rogelio Bernal Andreo
Млечный Путь и Андромеда являются частью более крупного набора галактик, известного как Местная группа. И они содержатся в еще более крупной области, называемой сверхскоплением Девы — массовой концентрацией галактик, которая содержит не менее 100 групп и скоплений галактик в диаметре 33 мегапарсека (110 миллионов световых лет).