Сколько в галактике звезд: Из каких звезд состоит Млечный Путь – Статьи на сайте Четыре глаза

Содержание

Вопрос: Каково происхождение названия галактики?

Наша галактика была названа Млечный Путь из-за ее беловатого цвета. Древние греки называли его так потому, что видели «молочный путь», глядя на небо.

Млечный Путь — это галактика, в которой расположена Солнечная система и, следовательно, планета Земля. Такое название (Млечный Путь или молочный путь) он получил из-за своего белесого, млечного вида, который можно увидеть зимними ночами в местах без облаков и загрязнений.

Согласно мифу, бог Зевс принес младенца Геркулеса, чтобы он мог сосать грудь своей жены, пока она спит. Когда Гера проснулась, она ушла, и ее грудное молоко разлилось по небу, создав Млечный Путь.

В наблюдаемой Вселенной насчитывается, вероятно, около 2 триллионов галактик, содержащих больше звезд, чем песчинок на планете Земля.

Млечный Путь — спиральная галактика, в которой расположена Солнечная система. … Эта полоса звезд — видимая часть Млечного Пути. Благодаря своему беловатому виду римляне окрестили его «молочной дорогой» или «млечным путем».

Планета Земля расположена в Солнечной системе, которая вместе с более чем 100 миллиардами звезд образует нашу галактику Млечный Путь.

Млечный Путь имеет спиральные рукава. Будучи Персеем, Стрельцом, Центавром и Лебедем, главные руки. Наша Солнечная система расположена в рукаве под названием Орион. Наше Солнце находится в 26.000 XNUMX световых лет от центра Млечного Пути.

Новые наблюдения космического телескопа Хаббла показывают, что первые звезды и галактики сформировались, когда Вселенной было всего 500 миллионов лет. …Эти звезды, вероятно, возникли исключительно из водорода, гелия и лития, единственных элементов, существовавших в то время.

Звезды рождаются в туманностях, которые представляют собой огромные газовые облака, состоящие в основном из водорода и гелия (наиболее распространенных элементов во Вселенной). Могут быть области туманности с более высокой концентрацией газов. В этих областях сила гравитации больше, что заставляет его начать сокращаться.

Мессье 83 находится на расстоянии 15 миллионов световых лет, что на самом деле довольно близко с точки зрения соседних галактик. Диаметр спирали составляет около 50.000 XNUMX световых лет, что составляет примерно две пятых размера нашего Млечного Пути, еще одной спиральной галактики.

По данным Международного астрономического союза (МАС), с 88 года признано около 1922 современных созвездий, 13 из которых являются зодиакальными созвездиями.

Космический телескоп НАСА «Хаббл» сделал снимки гигантской спиральной галактики UGC 2885, которую можно считать крупнейшей из когда-либо обнаруженных во Вселенной.

Галактическая нить размером примерно 10 миллиардов световых лет (3 гигапарсека) в самом большом измерении и 7,2 миллиарда световых лет (2,2 гигапарсека) в другом.

Наша галактика Млечный Путь насчитывает от 200 до 400 миллиардов звезд. В галактиках в среднем сотни миллиардов звезд. И оценки также указывают на сотни миллиардов галактик во Вселенной. Это привело бы к существованию более 10 секстиллионов звезд.

Counting the stars (Russian)

Facebook

Twitter

Pinterest

Reddit

LinkedIn

Gmail

Email App

Print

NASA/CXC/UMass Amherst/Q. D.Wang et al.
Галактика Млечный путь

Вернер Гитт
Перевод: Андрей Брижинёв (creationist.ru)

Люди всегда зачарованно смотрели на звёзды и многие пытались сосчитать их.Когда Бог пообещал Авраму, что у того будет многочисленное потомство, Он сравнил его с числом звёзд: «И вывел его вон и сказал: посмотри на небо и сосчитай звёзды, если ты можешь счесть их. И сказал ему: столько будет у тебя потомков» (Бытие 15:5).

Общее число звёзд, видимых невооружённым глазом с северного и южного полушарий Земли, примерно равно 6 000. Таким образом, ясной ночью в любой момент можно насчитать около 3 000 звёзд. Но с изобретением телескопов было открыто множество прежде неизвестных звёзд. В свой кустарно изготовленный телескоп Галилео (1564–1642) смог рассмотреть их в 10 раз больше, доведя таким образом число известных звёзд до 30 000.

По современным оценкам, в Млечный Путь – галактика, в которой находится и наше Солнце – состоит из порядка 200 миллиардов звёзд. Потрясающее количество! Если бы кто-то решил считать хотя бы их со скоростью 3 звёзды в секунду, то после 100 лет он едва досчитал бы до 5% от 200 миллиардов!

Не только количество звёзд в нашей галактике невообразимо, размеры этой яркой полосы из звёзд также потрясают. Считается, что её диаметр составляет около 100 000 световых лет.

Астрономические расстояния слишком велики, чтобы измерять их в километрах, поэтому для этого используются световые года. Один световой год – это расстояние, которое луч света проходит за один год. Учитывая скорость света 300 000 километров в секунду, это составляет 9,46 тысяч миллиардов километров.

ESA/Herschel/PACS/SPIRE/J.Fritz, U.Gent/XMM-Newton/EPIC/W. Pietsch, MPE
Галактика Андромеды

Можем ли мы на самом деле представить такие колоссальные расстояния? И ведь это – не единственная галактика. Невооружённым глазом мы можем увидеть ещё три, а именно, два Магеллановых Облака около южного полюса мира и галактику Андромеды, находящуюся в одноимённом созвездии. Считается, что галактика Андромеды находится на расстоянии в 2,25 миллиона световых лет от нас.1

Её суммарное излучение в 2500 миллионов раз мощнее излучения Солнца. Однако на таких расстояниях звёзды (в отличие от галактик), имеющие такую же мощность излучения, как наше Солнце, уже не различимы в оптический телескоп. Галактика Андромеды – самый отдалённый объект во Вселенной, который можно видеть невооружённым взглядом, не считая случающихся время от времени взрывов сверхновых.

Многие другие галактики были обнаружены с помощью установки большой выдержки при фотографировании. На данный момент количество галактик оценивается в районе нескольких сот миллиардов и вполне может оказаться, что их гораздо больше – несколько тысяч миллиардов.

Таким образом, предполагается, что общее число звёзд равно 1025 (единица с двадцатью пятью нулями). Точного количества не знает никто.

Что говорится в Библии относительно количества звёзд? Иеремия записал в своё время: «Как неисчислимо небесное воинство и неизмерим песок морской, так размножу племя Давида, раба Моего…» (Иеремия 33:22). В то время, когда образованные люди были убеждены, что всего насчитывается около 3 тысяч звёзд, Иеремия утверждал, что никто не может сосчитать их все. Давайте представим себе воображаемый диалог, который мог бы произойти между Иеремией и одним известным астрономом, жившим примерно за 600 лет до Р. Х.

Астроном: Иеремия, ты написал о количестве звёзд с такой уверенностью, как будто ты знаешь, о чём говоришь. Мои коллеги и я потратили немало времени и сил на изучение астрономии и продолжаем изучать звёзды каждый день. Нашими усилиями астрономия превратилась в одну из ведущих наук современности. Даже цари высоко ценят и уважают результаты наших работ.

Иеремия: Вы сделали много открытий, но ошибаетесь в том, что касается числа звёзд.

Астроном: Откуда ты можешь это знать? Ты, не потративший на изучение астрономии даже одного семестра! Ты не можешь рассуждать о вещах, которых не понимаешь!

Иеремия: Безусловно, мои исследования проходили в совершенно другой области, но я все равно убеждён в том, что никто не может сосчитать все звёзды, потому что их число настолько велико, как велико число песчинок на морском берегу.

NASA/JPL-Caltech/ESA/Harvard-Smithsonian CfA
Галактика Боде (M81)

Астроном: Не так давно мы закончили полное исследование ночного неба — в нем участвовали наши молодые коллеги с самым острым зрением, какое только может быть у человека. Они не пропустили ни одной звёзды и насчитали только 3 тысячи. Тебе придётся пересмотреть свой библейский текст, поскольку наши научные данные полностью его опровергают.

Иеремия: Я все равно уверен в том, что написал правду. Я не эксперт (в вашей области знания), но я знаю Того, Кто создал эти звёзды, и я верю Ему.

Стоит отметить, что только в ХХ веке мы смогли убедиться в истинности этого библейского утверждения. Что должно только укрепить нашу уверенность в истинности остальных.

Давайте теперь попробуем представить себе те самые 1025 звёзд, уже упомянутые ранее. Поскольку ни один человек не проживёт достаточно долго, чтобы сосчитать их все, мы «наймём» для этой работы компьютер – один из самых быстрых, доступных нам сегодня. Он может выполнять 10 миллиардов операций в секунду! Но даже на такой огромной скорости ему потребуется 30 миллионов лет безостановочной работы. Ни один компьютер не просуществует столько. Бог предсказал результат подобных предприятий через Своего пророка Иеремию – Библия говорит нам, что во всех практических смыслах сосчитать все звёзды невозможно – точно так же, как и песчинки на морском берегу.

NASA, ESA, and M. Livio and the Hubble 20th Anniversary Team (STScI)
Туманность Киля

Исаия говорит нам, что мысли и пути Бога превышают наши (Исаия 55:8-9). Мысли Бога не только выше наших – они ещё и гораздо быстрее, поскольку Он может сосчитать звёзды! И не просто сосчитать, Он каждой из них дал имя: «исчисляет количество звезд; всех их называет именами их». И в следующем стихе псалма подчёркивается Его величие: «Велик Господь наш и велика крепость Его, и разум Его неизмерим» (Псалом 146:4-5).

И в то же самое время Он озабочен судьбой каждого человеческого существа – это совершенно ясно выражено в Псалме 8:4-7:

«Когда взираю я на небеса Твои — дело Твоих перстов, на луну и звёзды, которые Ты поставил, то что есть человек, что Ты помнишь его, и сын человеческий, что Ты посещаешь его? Не много Ты умалил его пред Ангелами: славою и честью увенчал его; поставил его владыкою над делами рук Твоих; все положил под ноги его…»

В противоположность этому, другие мировоззрения рисуют нам совершенно унылую, безрадостную, картину. Ф.М. Вукетич, например, пишет следующее:

«Вселенная глуха как к нашим пляскам радости, так и к скорбным песням, и никто там, в необъятных просторах космоса, не расстроится, когда какой-нибудь вид завершит проект своего самоистребления. Мне жаль, но это – единственное заключение, к которому я пришёл, размышляя об эволюции нашего мышления».2

В равной степени мрачное и ложное заключение, к которому пришёл германский философ восемнадцатого века Эммануил Кант, гласит, что неизмеримо большая Вселенная уничтожает наше ощущение собственной важности… Если бы он верил словам Псалма 8, то пришёл бы к совершенно иным выводам о нашей значимости в этой огромной Вселенной.

Мы не космические изгнанники, как утверждал философ-атеист девятнадцатого века Ницше, и не «цыгане на краю вселенной» – мнение атеиста и биолога, француза Жака Моно, жившего в двадцатом веке.3 Напротив, мы любимы нашим небесным Отцом, через Иисуса Христа, если мы приняли Его спасение через веру.

Вселенная во всей своей необъятности была специально создана для нас – людей, чтобы мы могли увидеть своими глазами и оценить славу и силу нашего Бога.

Хейнцу Камински, который долгое время был директором обсерватории в Бохуме (Германия), однажды задали вопрос о его ощущениях, которые он испытал впервые, направив свой телескоп на небеса. Вот его ответ:4

«Астрономы уменьшили человека до атомарного ничто, его постоянно тянут вовне и оставляют там стоять в одиночестве, словно червя на расстоянии в 17 миллиардов световых лет. Он подавлен огромными звёздами и невообразимыми расстояниями. Даже самому себе человек кажется ничтожным и незначительным. Умные люди забыли, что этот маленький человек занимает важное место в глазах Создателя, как это видно из Библии. Когда Бог создал Землю… Он создал человека и дал ему крупицу величия Своего Духа. И эта крупица позволяет нам понять кое-что о логистике всей этой системы (в которой мы находимся). Если бы в нас не было этой искры, мы были бы лишены способности понять законы этой Вселенной…»

Вселенная во всей своей необъятности была специально создана для нас – людей, чтобы мы могли увидеть своими глазами и оценить славу и силу нашего Бога. Он так велик, что для Него было ничуть не сложнее создать не одну звезду, а, например, 10, или тысячу, или даже 1025. Он не утомляется и не устаёт. Его слов было достаточно для творения:

«ибо Он сказал, — и сделалось; Он повелел, — и явилось» (Псалом 32:9).

Эта статья была адаптирована из английского издания книги доктора Гитта «Звёзды и их смысл» Stars and their Purpose (Signposts in Space).

Ссылки и примечания

  1. Необходимо отметить, что измерение очень больших расстояний связано с большой ненадёжностью, как из-за ограниченной точности измерений, так и из-за предполагаемого смысла красного смещения. Поскольку других данных нет, в этой статье приводятся опубликованные величины, с оговоркой, что они не являются полностью надёжными. Однако, с точки зрения порядков величин, они, вероятно, являются приемлемыми оценками. [О релятивистской космологии, которая гармонизирует сотворение 6 000 лет назад с тем, что мы можем вдеть звёзды на расстоянии миллионов световых лет, см. R. Humphreys, Starlight and Time — Прим. ред.]. Назад к тексту
  2. F.M. Wuketits, Evolutionäre Erkenntnistheorie als neue Synthese, Herrenalber Texte No. HT 52:40, 1983 г. Назад к тексту
  3. J. Monod, Zufall und Notwendigkeit (Chance and Necessity), Deutscher Taschenbuchverlag, dtv, München, 3-е изд., стр. 151, 1977 г. Назад к тексту
  4. R. Holbe, Zeitgeist Knaur, стр. 106–107, 1991 г. Назад к тексту

Facebook

Twitter

Pinterest

Reddit

LinkedIn

Gmail

Email App

Print

Статьи по теме

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 самые 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.

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 самые 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.