Возраст галактики нашей: Точный возраст Млечного Пути вычислили по звездным землетрясениям |

Содержание

Сколько лет нашей галактике, мнение ученых

Млечный путь – это огромное количество звезд, объединение которых привело к появлению галактики, где проживает человечество.

Содержание

Наша Галактика – Млечный путь
История открытия
Приблизительный возраст галактики по расчетам ученых
Млечный Путь: главные особенности
Основные характеристики и параметры Млечного Пути
Структура и состав Млечного пути
Количество звёзд
Масса Галактики
Диск
Ядро
Галактические рукава
Галактическое гало
Светимость
Расположение Солнечной системы, Солнца и Земли в Галактике Млечный путь
Галактика Млечный Путь и что ее окружает
Развитие Галактики и ее будущее

Наша Галактика – Млечный путь

Форма галактики напоминает спираль: все звезды движутся вокруг ядра, совершая полный оборот за 200 000 000 лет. Соседями Млечного пути являются такие космические объекты, как Туманность Андромеды и Галактика Треугольника.

История открытия

Тайна появления галактики была раскрыта в 1610 году – в период изобретения первого телескопа. Галилей обнаружил скопление огромного количества светил, которые при просмотре без специализированного прибора сливались в простую мерцающую полосу.

Ученый смог доказать неоднородность этого объекта, что обусловлено не только многочисленными звездами, но и наличием темных облаков.

Приблизительный возраст галактики по расчетам ученых

По современным оценкам, возраст Вселенной составляет около 14 миллиардов лет: это временной отрезок от начала расширения Вселенной до сегодняшнего дня.

Млечный путь состоит из толстого и тонкого дисков: в толстом находится около 20% звезд. Возраст этого диска несколько больше, чем возраст тонкого диска.

Млечный Путь: главные особенности

Главная особенность Млечного пути кроется в наименовании: согласно легенде, титан Кронос питался новорожденными детьми Реи. Женщина горевала и приняла решение во что бы то ни стало сохранить жизнь шестого дитя, Зевса.

Она укутала в одеяло камень и передала его Кроносу: мужчина решил, что ребенок слишком мал и вернул его Рее на кормление. Женщина попала на поверхность камня молоком, а оно, отскочив, разместилось на небе в виде млечного пути.

Еще одна отличительная черта галактики – умение поглощать другие: в ближайшем окружении расположено сразу несколько скоплений космических объектов, которые принадлежат различным созвездиям. Попадая под галактическое воздействие, они оказываются в рукавах.

Основные характеристики и параметры Млечного Пути

Среди главных характеристик следует обратить внимание на:

Это первая галактика, параметры которой были изучены при появлении инновационных технологий.
Тип галактики – спиральный.
Входит в Местную группу, также как и расположенные поблизости космические объекты.
Диаметр космического образования – около 100 000 световых лет, в состав входит примерно 400 миллиардов светил.
Расстояние между Млечным путем и Солнцем – 27 000 световых лет; скорость вращения Солнечной системы – 230 км/с.

Структура и состав Млечного пути

В центре космического объекта находится ядро из миллиарда светил. Его длина, по мнению ученых, составляет около нескольких тысяч парсек.

Вокруг Млечного пути расположено темное гало с карликовыми галактиками и звездными скоплениями: они движутся относительно галактики, подвергаясь ее воздействию.

Количество звёзд

В составе галактики – около 400 миллиардов космических тел; некоторые из них находятся в рукавах. Кроме того, в галактике имеются и бурые карлики: их количество варьируется в диапазоне от 25 до 110 миллиардов.

Яркость и размеры объектов не достаточны для определения их в качестве полноценных звезд.

Масса Галактики

Основная часть массы Млечного пути представлена темной материей: по данным на 2009 год ее вес составил 6 * 10’42 кг. Однако, в 2019 году стало известно, что этот показатель в несколько раз больше.

Диск

Протяженность диска Млечного пути – 100 000 световых лет; он постоянно вращается.

Объекты, расположенные в центре, находятся в статичном положении, однако, при отдалении могут достигать скорости до 230 км/с.

Ядро

Шарообразное уплотнение, длина которого – 27 000 световых лет, расположено в центре галактики. В нем, согласно предположениям ученых, находится черная дыра Стрелец А и еще одна, среднего размера.

Обе они окружены звездами, что заставляет ядро светиться. Кроме того, через центр пролегает перемычка из красных звезд.

Галактические рукава

Галактика спирального типа, рукава которой лежат в дисковой плоскости. Вокруг рукавов расположено гало, называемое короной. Изучить его структуру не представляется возможным, поскольку Солнечная система расположена внутри диска.

Благодаря инновационным исследованиям при помощи водорода можно составить теоретическую картину структуры рукавов. Предположительно, они расположены плотно друг к другу.

Галактическое гало

Гало окутывает диск Галактики, обладает сферической формой. Протяженность его в разные стороны изменяется в диапазоне от 5 000 до 10 000 световых лет.

Гало – это скопление звезд большого возраста.

Светимость

Яркость галактики составляет 21 m, что равно показателю светимости от 10 миллиардов Солнц.

Расположение Солнечной системы, Солнца и Земли в Галактике Млечный путь

Местоположение галактики было решено установить в 2015 году: она не только входит в состав Местной группы, но и относится к Ланиакее – области длиной 500 000 000 световых лет, в которой находится несколько сотен тысяч скоплений звезд.

Важно обратить внимание, что несмотря на массу, Ланиакея – не самый объект Вселенной. Это только часть большого скопления Кита.

Галактика Млечный Путь и что ее окружает

С момента Большого взрыва и возникновения Вселенной расположенные в космосе объекты постоянно движутся. Некоторые из них являются настолько древними, что уже преодолели больше половины своего пути, другие находятся на стадии формирования.

Несколько столетий назад существовала теория, что галактика – это Вселенная, однако, появление инновационного оборудования поспособствовало определению существования и других галактик.

Данные объекты находятся в окружении спутников, представленных многочисленными карликовыми скоплениями, движущимися по кругу. Также в состав Местной группы вошли галактики неправильной и эллиптической форм.

Развитие Галактики и ее будущее

В настоящий момент будущее Млечного пути – открытый вопрос. Согласно исследованиям, в настоящее время галактика находится в середине своего жизненного пути; однако, это не говорит о приближающемся конце.

Важно обратить внимание! Млечный путь – это галактика, которая уже поглотила огромное количество космических объектов. Даже сейчас происходит поглощение звезд из карликовой галактики, расположенной в созвездии Стрельца.

Согласно предположениям, столкновение Млечного пути с галактикой Андромеда произойдет примерно через 4 миллиарда лет: ученые прогнозируют, что Андромеда поглотит галактику, однако, это не представляет угрозы для человеческой цивилизации.

Обнаружена галактика, возраст которой составляет более 13 миллиардов лет

Одним из самых старых и фундаментальных вопросов человечества является вопрос о том, сколько лет существует наша Вселенная. К счастью, развитие науки и технологий позволило исследователям подобраться как никогда близко к истокам известного нам мира: недавно астрономы из Паранальской обсерватории, расположенной высоко в Андах на севере Чили, объявили о новых данных, полученных в ходе измерения реликтового излучения – старейшего теплового излучения нашей Вселенной, открытого в 1965 году и иногда называемого эхом Большого взрыва. Согласно новым данным, возраст Вселенной составляет 13,77 миллиардов лет, плюс-минус 40 миллионов лет. Важность открытия сложно переоценить, ведь точный возраст Вселенной является важным фактором для ученых, пытающихся понять эволюцию и расширение космоса. Более того, возможно, ученые находятся на пороге нового открытия в космологии, которое может изменить наше понимание того, как устроена Вселенная. Рассказываем об одном из важнейших научных открытий и о том, какое отношение к нему имеет обнаружение самой древней галактики во Вселенной.

Почти 10 000 галактик, наблюдаемых в одной части неба космическим телескопом Хаббла.

Как определить возраст Вселенной?

Миф о сотворении мира существует в каждой культуре. Ацтеки, например, верили что никакого первоначального хаоса никогда не существовало. Его место занимал так называемый первичный порядок – абсолютный вакуум, непроглядно черный и бесконечный, в котором неким странным образом жил верховный бог – Ометеотль. В индуизме тоже фигурирует концепция возникновения мира из пустоты, правда, пустоты несколько странной – по легенде в начале времен существовал бесконечный океан, в котором плавала гигантская кобра и был бог Вишну, который спал у нее на хвосте. А больше ничего не было. Вавилоняне, в свою очередь, верили, что небо и земля сотканы из тела убитого Бога.

Интересно, что лишь немногие системы верований указывают, когда началось существование (за исключением индуизма, который учит, что Вселенная меняется каждые 4,3 миллиарда лет, что не так уж далеко от фактического возраста Земли). В четвертом и третьем веках до нашей эры Платон, Аристотель и другие философы в один голос утверждали, что планеты и звезды заключены в вечно вращающиеся небесные сферы и в течение следующего тысячелетия или около того мало кто мог подумать, что у Вселенной вообще есть возраст.

Так продолжалось до по тех пор, пока развитие науки не привело к появлению телескопов, что в корне изменило взгляд человечества на Вселенную. Дело в том, что более крупные телескопы подарили астрономам более четкое представление не только о планетах Солнечной системы, но и о других галактиках. В конце 1920-х годов острый ум Эдвина Хаббла позволил выдающемуся ученому впервые измерить межгалактические расстояния. Он обнаружил, что галактики не только по-настоящему огромны, но и удаляются друг от друга.

У Вселенной, как выяснилось в дальнейшем, все-таки есть день рождения.

Более того, Вселенная расширялась и Хаббл установил с какой скоростью – 500 километров в секунду на мегапарсек – константу, которая теперь носит его имя. Со знанием скорости расширения Вселенной астрономы получили возможность оглянуться назад во времени и оценить, когда космос начал расти. Работа Хаббла в 1929 году показала, что Вселенная расширяется таким образом, что ей должно быть примерно 2 миллиарда лет.

Вам будет интересно: Почему наша Вселенная такая странная и существуют ли законы физики?

Но измерение расстояний до далеких галактик – дело неблагодарное. Другой, более надежный метод появился в 1965 году, когда исследователи обнаружили слабое потрескивание микроволн, исходящих ото всюду в космосе. Ранее космологи предсказывали, что такой сигнал должен существовать, поскольку свет, испущенный всего через сотни тысяч лет после рождения Вселенной, был бы растянут расширением пространства на более длинные микроволны. Измеряя характеристики этого микроволнового фонового излучения (реликтового излучения), астрономы пришли к выводу о том, что у космоса есть начало.

Реликтовое излучение

С течением времени реликтовое излучение позволило космологам получить представление о том, насколько велика была Вселенная вскоре после Большого взрыва. В дальнейшем это помогло им вычислить ее размер и скорость расширения в прошлом и сегодня. Но когда измерения ранней и современной вселенных стали более точными, версии начали расходиться. Это несоответствие может намекать на то, что в картине реальности космологов отсутствует нечто более глубокое. Например, связь реликтового излучения с сегодняшним днем предполагает наличие таинственных темной материи и темной энергии, которые, по-видимому, доминируют в нашей Вселенной. Тот факт, что измерения постоянной Хаббла не совпадают, также может указывать на то, что вычисление истинного возраста Вселенной потребует больших усилий.

Новое исследование, судя по всему, прояснит ситуацию. Согласно работе, опубликованной в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, полученные результаты согласуются с данными, ранее полученными астрономическим спутником Европейского космического агентства «Планк», который измерял реликтовое излучения с 2009 по 2013 годы.

Новые данные определяют постоянную Хаббла в 67,6 километров в секунду на мегапарсек. Ранее исследователи, основываясь на данных полученных спутником "Планка", оценивали постоянную Хаббла в 67,4 км в секунду на мегапарсек.

Так выглядит карта реликтового излучения, составленная с помощью данных, полученных «Планком».

Более того, новые данные также согласуются с так называемой Стандартной моделью физики элементарных частиц, разработанной в 1970-х годах и усовершенствованной в последующие годы. Стандартная модель заключает в себе лучшее понимание учеными того, как элементарные частицы и фундаментальные силы природы связаны друг с другом.

В общем и целом данные, полученные в ходе нового исследования, придают ученым больше уверенности в измерениях реликтового излучения, а датировка возраста Вселенной в 13,77 млрд лет также соответствует возрасту Вселенной, ранее оцененному с помощью данных со спутника «Планк». Интересно и то, что недавно астрономы обнаружили самую далекую и древнюю галактику во Вселенной.

«Теперь мы пришли к ответу, в котором данные «Планка» и данные, полученные с помощью телескопа Атакама (АСТ) согласуются друг с другом, – слова Симоны Айолы, одного из авторов исследования приводит издание earthsky.org. «Полученные данные свидетельствуют о том, что эти сложные измерения надежны».

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного?

Самая древняя галактика во Вселенной

Всматриваясь в необъятное пространство астрономы обнаружили кое-что интересное: галактика GN-z11, вероятно, является самой далекой из всех галактик, когда-либо обнаруженных учеными. Команда астрономов из Токийского университета приступила к миссии по поиску самой далекой наблюдаемой галактики, чтобы больше узнать о том, как и когда она сформировалась.

Чтобы определить, как далеко GN-z11 находится от Земли, астрономы изучали красное смещение галактики – то, насколько ее свет растянулся или сместился к красному концу спектра (чем дальше космический объект находится от нас, тем более красным будет исходящий от него свет). Используя современный наземный спектрограф – прибор для измерения эмиссионных линий под названием MOSFIRE, установленный на телескопе астрономической обсерватории Мауна-Кеа на острове Гавайи, астрономы смогли наблюдать и детально изучать линии излучения, исходящие из галактики.

Стрелка указывает на самую отдаленную галактику во Вселенной. Ниже: линии эмиссии углерода, наблюдаемые в ИК-диапазоне.

Полученные в ходе исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy данные свидетельствуют о том, что возраст галактики GN-z11 составляет примерно 13,4 млрд лет. Это означает, что галактика GN-z11 образовалась через 420 млн лет после Большого взрыва, на заре эры реионизации, когда свет впервые заполнил космос.

В дальнейшем ученые продолжат собирать и перепроверять данные. Как полагает один из соавторов исследования Майкл Нимак, растущее напряжение между отдаленными и локальными измерениями постоянной Хаббла предполагает, что исследователи, возможно, находятся на пороге нового открытия в космологии, которое может в корне изменить наше понимание того, как устроена Вселенная. В свою очередь более мощные телескопы, которые в скором будущем приступят к работе, помогут развенчать многие загадки космоса. Ну что же, будем ждать!

Галактика Млечный Путь

: факты о нашем космическом соседстве

Движения звезд в галактике Млечный Путь в следующие 400 тысяч лет на основе данных европейской миссии Gaia.
(Изображение предоставлено ЕКА)

Млечный Путь — это спиральная галактика с перемычкой, возраст которой составляет около 13,6 миллиардов лет, с большими вращающимися рукавами, простирающимися через космос.

Краткая информация о Млечном Пути:

– Тип галактики: Спиральная перемычка
– Возраст: 13,6 миллиарда лет (и продолжает расти)
– Размер: 100 000 световых лет в поперечнике
– Количество звезд: около 200 миллиардов
– Время вращения: 250 миллионов лет -лет толщиной, по данным обсерватории Лас-Кумбрес .

Подобно тому, как Земля вращается вокруг Солнца, Солнечная система вращается вокруг центра Млечного Пути. Несмотря на то, что наша Солнечная система летит со скоростью около 515 000 миль в час (828 000 км в час), согласно данным сайта «Интересная инженерия» (открывается в новой вкладке), нашей Солнечной системе требуется около 250 миллионов лет, чтобы совершить один оборот. В последний раз, когда наша планета находилась в таком положении, динозавры только появлялись, а млекопитающие еще не эволюционировали.

Если бы центром Млечного Пути был город, мы бы жили в пригороде, на расстоянии от 25 000 до 30 000 световых лет от центра города. Жизнь на окраине хороша; мы оказываемся в одном из меньших районов, рукаве Ориона-Лебедя, зажатом между большими рукавами Персея и Киля-Стрельца. Если бы мы двинулись вглубь к центру города, мы бы нашли рукава Щита-Центавра и Норма.

Связанный: Как фотографировать Млечный Путь: руководство для начинающих и любителей

В ясную ночь, лишенную светового загрязнения, мы можем мельком увидеть яркие огни галактического города, прочерчивающие ночное небо. Наше окно во Вселенную, эта молочно-белая полоса звезд, пыли и газа — вот откуда наша галактика получила свое название.

В самом сердце Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец A*. Этот зверь, масса которого примерно в 4 миллиона раз превышает массу Солнца, поглощает все, что подходит слишком близко, поглощая достаточный запас звездного материала, что позволяет ему вырасти в гиганта. В 2022 году нам впервые сфотографировал этого обжора в центре нашей галактики с помощью инновационной техники, позволяющей нам увидеть тень черной дыры.

Почему наша галактика называется Млечный Путь?

Согласно Американскому музею естественной истории (AMNH), наш галактический дом называется Млечный Путь из-за его кажущегося молочно-белого цвета, когда он простирается по ночному небу. В греческой мифологии эта молочная полоса появилась потому, что богиня Гера разбрызгивала молоко по небу.

Во всем мире Млечный Путь известен под разными именами. Например, в Китае она называется «Серебряная река», а в пустыне Калахари в Южной Африке — «Хребет ночи».

Тип галактики Млечный Путь и великие дебаты 1920 года

Галактика Андромеды находится на пути столкновения с Млечным Путем. (Изображение предоставлено Ян Ханвэнь и Чжоу Цзэчжэнь)

(открывается в новой вкладке)

Мы постоянно расширяем наши знания о Млечном Пути, хотя до недавнего времени астрономы считали, что все звезды на небе принадлежат нашей галактика.

«Большие дебаты» в 1920 году стали поводом для обсуждения астрономами Гербером Кертисом и Харлоу Шепли масштаба Вселенной и перспективы «островных вселенных» (галактик), согласно данным Национальной академии наук .

С одной стороны, Шепли считал, что Млечный Путь намного больше, чем предполагалось ранее, и что мы не были в центре. Он также утверждал, что «спиральные туманности», такие как Андромеда, были частью Млечного Пути. С другой стороны, Кертис не оспаривал утверждения Шепли о гораздо большем Млечном Пути, однако он утверждал, что существуют большие островные вселенные (галактики), такие как Андромеда, которые лежат за пределами Млечного Пути.

Спор разрешился, когда Эдвин Хаббл измерил переменные звезды-цефеиды и доказал, что Андромеда находится далеко за пределами Млечного Пути. По современным оценкам, галактика Андромеды, ближайшая к нам галактика, находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет.

Совсем недавно астрономы пытались выяснить, к какому типу галактик относится Млечный Путь. Наши лучшие оценки на сегодняшний день предполагают, что это спираль с перемычкой, а это означает, что в центре есть перемычка. Астрономы могут оценить форму Млечного Пути, глядя на его звездное население, а также на их движение по небу.

Будущее столкновение галактических масштабов

Изучение других галактических столкновений дает представление о будущем слиянии Андромеды и Млечного Пути. (Изображение предоставлено NASA Hyperwall)

(открывается в новой вкладке)

Теперь мы знаем, что Млечный Путь находится в Местной группе галактик, состоящей из более чем 30 галактик, включая Андромеду, Треугольник и Лев I, и это лишь некоторые из них. Оказывается, неплохо знать, кто ваши соседи, поскольку они могут быть ближе, чем вы думаете. Млечный Путь в настоящее время мчится к Андромеде со скоростью 250 000 миль в час (400 000 км/ч). Хотя пока не о чем беспокоиться, этот крах космических масштабов произойдет не раньше, чем через 4 миллиарда лет.

НАСА и другие космические объекты уже несколько десятилетий наблюдают за далекими столкновениями галактик, чтобы понять, с чем мы можем столкнуться, когда Андромеда и Млечный Путь столкнутся. Короче говоря, беспокоиться не о чем; Чем длиннее история, тем интереснее процесс, поскольку он показывает, как могут развиваться галактики.

Например, наблюдения трехстороннего галактического столкновения в 2022 году с использованием знаменитого космического телескопа Хаббла дали некоторые интригующие выводы. Самый большой из группы, когда он вышел на узкую орбиту с двумя другими, зацепил какой-то материал своей относительно более сильной гравитацией. Это создало интригующую полосу газа, пыли и других материалов, стекающих в большую галактику, видимую даже с Земли.

В то время как рукава Млечного Пути наверняка будут разорваны этим процессом, отдельные звезды находятся в относительной безопасности, так как промежутки между ними довольно велики. Другими словами, не ищите столкновений звезд, так как их практически не будет. Однако рождение звезды ускорится из-за количества газа, закачиваемого в нашу галактику, в результате чего наша галактика станет ярче, а ее население увеличится в ближайшие миллионы лет после столкновения.

Таким образом, наша собственная солнечная система должна быть относительно безопасной из-за низкого риска столкновения со звездами. Тем не менее, мы можем оказаться брошенными на совершенно другой путь вокруг нового галактического центра по мере того, как происходит слияние.

Одним из практических эффектов является то, что созвездия, которые мы наблюдаем с Земли, могут меняться по мере изменения орбит звезд или добавления новых звезд; при этом столкновение происходит так далеко в будущем, что созвездия, которые мы видим сегодня, могут быть изменены в любом случае из-за естественного звездообразования и звездной гибели вне столкновения. Этот таймлапс Млечного Пути показывает, как ночное небо будет меняться со временем.

Млечный Путь: Размер, структура и масса

Завораживающая светящаяся полоса Млечного Пути веками поражала человечество. (Изображение предоставлено: Фото Кендалла Хупса с сайта Pexels)

Раньше изучение Млечного Пути было заведомо трудным делом. Астрономы иногда сравнивают свои усилия с попыткой описать размер и структуру леса, теряясь посреди него. С нашего положения на Земле нам просто не хватает обзора. Но два новаторских космических телескопа, запущенных с 1990-х годов, помогли открыть золотой век исследований Млечного Пути. Были достигнуты значительные успехи, особенно после запуска в 2013 году миссии Gaia Европейского космического агентства (ЕКА).

Телескопы позволили астрономам различать основную форму и структуру некоторых из ближайших галактик до того, как они поняли, что смотрят на галактики. Но воссоздание формы и структуры нашего собственного галактического дома было медленным и утомительным. Процесс включал создание каталогов звезд, нанесение на карту их положения на небе и определение того, насколько далеко они находятся от Земли.

Голландский астроном Ян Оорт, которого иногда называют мастером галактической системы, первым понял, что Млечный Путь не неподвижен, а вращается, и рассчитал скорости, с которыми звезды на разных расстояниях вращаются вокруг галактического центра. Также именно Оорт определил положение нашего солнца в огромной галактике. (Облако Оорта, хранилище триллионов комет вдали от Солнца, было названо в его честь.)

Структура галактики Млечный Путь, вид сверху на галактический диск. (Изображение предоставлено: NASA/Adler/U. Chicago/Wesleyan/JPL-Caltech)

Постепенно возникла сложная картина спиральной галактики, которая кажется совершенно обычной.

В центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец A*. Черную дыру, открытую в 1974 году, с массой, равной массе четырех миллионов солнц, можно наблюдать в небе с помощью радиотелескопов вблизи созвездия Стрельца.

Все остальное в галактике вращается вокруг этих мощных врат в небытие. В непосредственной близости от него находится плотно упакованная область пыли, газа и звезд, называемая галактической выпуклостью. По данным ESA, в случае Млечного Пути эта выпуклость имеет форму арахиса и имеет диаметр 10 000 световых лет. В нем находится 10 миллиардов звезд (из общего количества Млечного Пути около 200 миллиардов), в основном это старые красные гиганты, сформировавшиеся на ранних стадиях эволюции галактики.

Связанные: «Странный сигнал» исходит из Млечного Пути. Что вызывает это?

За выпуклостью простирается галактический диск. Эта особенность составляет 100 000 световых лет в поперечнике и 1000 световых лет в толщину, и в ней находится большинство звезд галактики, включая наше Солнце. Звезды диска рассеяны в облаках звездной пыли и газа. Когда мы смотрим на небо ночью, вид этого диска с ребра, простирающегося к галактическому центру, захватывает дух.

Звезды в диске вращаются вокруг галактического центра, образуя закрученные потоки, которые, кажется, исходят из галактической выпуклости, как рукава. Исследования механизмов, которые управляют созданием спиральных рукавов, все еще находятся в зачаточном состоянии, но последние исследования показывают, что эти рукава формируются и рассеиваются в течение относительно коротких периодов до 100 миллионов лет (из 13 миллиардов лет эволюции галактики).

Внутри этих рукавов звезды, пыль и газ упакованы более плотно, чем в менее заполненных областях галактического диска, и эта повышенная плотность вызывает более интенсивное звездообразование. В результате звезды в галактическом диске, как правило, намного моложе звезд в балдже.

«Спиральные рукава подобны автомобильным пробкам в том смысле, что газ и звезды собираются вместе и движутся в рукавах медленнее. По мере того, как материал проходит через плотные спиральные рукава, он сжимается, и это вызывает большее звездообразование», — Денилсо Камарго из Федеральный университет Риу-Гранди-ду-Сул в Бразилии, говорится в заявлении .

Млечный Путь в настоящее время имеет четыре спиральных рукава, согласно данным Национального научного фонда (NSF). Есть два основных рукава — Персей и Щит-Центавр — и Стрелец и Местный Рукав, которые менее выражены. Ученые до сих пор обсуждают точное положение и форму этих рукавов, используя данные Gaia.

Диск Млечного Пути не плоский, а искривленный (открывается в новой вкладке), по данным ЕКА. Когда он вращается, он прецессирует, как качающийся волчок. Это колебание, по существу гигантская рябь, вращается вокруг галактического центра гораздо медленнее, чем звезды на диске, совершая полный оборот примерно за 600–700 миллионов лет. Астрономы считают, что эта рябь может быть результатом прошлого столкновения с другой галактикой.

Структура Млечного Пути с его вращающимся искривленным галактическим диском. (Изображение предоставлено: Stefan Payne-Wardenaar; вставка: NASA/JPL-Caltech; макет: ESA)

(открывается в новой вкладке)

Вокруг диска и выпуклости разбросаны шаровые скопления, скопления древних звезд, а также приблизительно Согласно заявлению ЕКА, 40 карликовых галактик либо вращаются вокруг Млечного Пути, либо сталкиваются с ним (открывается в новой вкладке).

Все это окружено сферическим ореолом из пыли и газа, который в два раза шире диска. Астрономы считают, что вся галактика окружена еще большим ореолом невидимой темной материи. Поскольку темная материя не излучает никакого света, о ее присутствии можно судить только косвенно по ее гравитационному влиянию на движение звезд в галактике. Расчеты показывают, что этот загадочный материал составляет до 90% массы галактики.

Масса Млечного Пути, включая темную материю, составляет 1,5 триллиона солнечных масс, согласно последним оценкам НАСА . Видимая материя галактики распределена между ее 200 миллиардами звезд, их планетами и массивными облаками пыли и газа, заполняющими межзвездное пространство. Астрономы не совсем уверены, сколько планет находится в Млечном Пути, учитывая, что мы нашли всего несколько тысяч, но одна оценка НАСА предполагает, что это на больше, чем 100 миллиардов планет9.0036 . Сколько солнечных систем в Млечном Пути — тоже загадка, так как мы все еще ищем планеты.

Где находится солнце на Млечном Пути?

Солнце — одна из 200 миллиардов звезд, составляющих галактику Млечный Путь. (Изображение предоставлено NASA/GSFC/SDO)

Солнце вращается на расстоянии около 26 000 световых лет от черной дыры Стрельца A*, примерно в середине галактического диска. Путешествуя со скоростью 515 000 миль в час (828 000 км в час), Солнцу требуется 230 миллионов лет, чтобы совершить полный оборот вокруг галактического центра.

Солнце находится у края Местного рукава Млечного Пути, одного из двух меньших спиральных рукавов галактики. В 2019 году, используя данные миссии Gaia, астрономы обнаружили, что Солнце, по сути, скользит по волне межзвездного газа длиной 9000 световых лет, шириной 400 световых лет и волнами на 500 световых лет выше и ниже галактического диска, согласно ЕКА. .

Планеты Солнечной системы вращаются не в плоскости галактики, а наклонены примерно на 63 градуса.

«Это похоже на то, что мы плывем по галактике боком», — сказал Space. com Мерав Офер, астрофизик из Университета Джорджа Мейсона в Вирджинии.

Что такое черная дыра в Млечном Пути?

Стрелец A*, сделанный рентгеновской обсерваторией НАСА Чандра. (Изображение предоставлено NASA/CXC/Caltech/M.Muno et al.)

(открывается в новой вкладке)

Черная дыра в Млечном Пути называется Стрелец A* . Черная дыра в основном спит, что делает ее очень сложной для наблюдения. Стрелец A* имеет массу, в 4,3 миллиона раз превышающую массу Солнца, астрономы Рейнхард Генцель и Андреа Гез открыли его в 2008 году. Приблизительный диаметр составляет 14,6 миллиона миль (23,5 миллиона километров) . Для сравнения, сам Млечный Путь имеет примерно 100 000 световых лет в ширину и 1000 световых лет в толщину.

Огромный газовый диск вокруг Стрельца A* выбрасывается на расстояние от 5 до 30 световых лет от сверхмассивной черной дыры. Именно эта огромная, но разреженная область газа дает немного материала для активности Стрельца А*. Известно, что этот регион излучает рентгеновские лучи из-за питания газом или из-за трения внутри диска, когда температура достигает 18 миллионов градусов по Фаренгейту (10 миллионов градусов по Цельсию).

Ученые хотели бы получить больше информации об этой сверхмассивной черной дыре, чтобы узнать больше о том, как она образовалась и какие условия сделали возможным ее рост. Пара возможностей включает в себя меньшие черные дыры, которые становятся довольно большими, поскольку они поглощают пыль и газ в окружающей среде поблизости; в качестве альтернативы, более мелкие черные дыры могут сливаться вместе и создавать что-то более чудовищное.

Изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, бегемота, получившего название Стрелец A*, полученное телескопом Event Horizon 12 мая 2022 года. (Изображение предоставлено коллаборацией Event Horizon Telescope)

(открывается в новая вкладка)

Как правило, у ученых есть улучшающие модели черных дыр звездной массы и черных дыр промежуточной массы. Эти объекты образуются, когда огромные звезды, масса которых во много раз превышает массу нашего Солнца, коллапсируют после остановки ядерного синтеза. Поскольку они больше не могут остановить гравитационный коллапс, они сжимаются до гравитационно мощного объекта, который может искривлять время и пространство вокруг себя настолько сильно, что свет больше не может выйти.

Мы постепенно узнаем больше о Стрельце A* благодаря таким усилиям, как первое в истории изображение черной дыры , которое было получено 12 мая 2022 года. -быстро к центру черной дыры; изображение представляет собой тень высокой четкости. Для этого изображения потребовалось большое количество обсерваторий по всему миру, размером примерно с Землю, что стало возможным благодаря телескопу горизонта событий (EHT).

Связанный: Вот как ученые превратили мир в телескоп (чтобы увидеть черную дыру)

Составление карты истории Млечного Пути

Эволюция Млечного Пути началась, когда облака газа и пыли начали разрушаться, сталкиваясь вместе гравитация . Из схлопнувшихся облаков выросли первые звезды, те, что мы видим сегодня в шаровых скоплениях. Вскоре после этого появилось сферическое гало, за которым последовал плоский галактический диск. Галактика начиналась с малого и росла по мере того, как неизбежная сила гравитации стягивала все воедино.

Возраст Млечного Пути примерно 13,6 миллиарда лет. (Изображение предоставлено: Будущее)

(открывается в новой вкладке)

Однако эволюция галактики все еще окутана тайной. Дисциплина под названием галактическая археология медленно разгадывает некоторые загадки жизни Млечного Пути благодаря миссии Gaia, которая выпустила свой первый каталог данных в 2018 году.

Gaia измеряет точные положения и расстояния более чем 1 миллиарда звезд, а также их световые спектры, что позволяет ученым понять состав и возраст звезд, по данным ЕКА. Данные о положении позволяют астрономам определять скорости и направления движения звезд в космосе. Поскольку объекты в космосе следуют предсказуемым траекториям, астрономы могут реконструировать пути звезд на миллиарды лет в прошлое и будущее. Объединение этих реконструированных траекторий в один звездный фильм отражает эволюцию галактики на протяжении эпох.

Есть также свидетельства (открывается в новой вкладке), что Млечный Путь столкнулся с несколькими более мелкими галактиками в ходе своей эволюции. В 2018 году группа голландских астрономов обнаружила группу из 30 000 звезд (откроется в новой вкладке), синхронно движущихся по окрестностям Солнца в направлении, противоположном остальным звездам в наборе данных. Картина движения соответствовала тому, что ученые ранее видели в компьютерном моделировании галактических столкновений. Эти звезды также различались по цвету и яркости, что свидетельствовало о том, что они произошли из другой галактики.

Вопреки ожиданиям, карликовые галактики в окрестностях Млечного Пути только что появились. (Изображение предоставлено ESA)

Истории по теме:

Год спустя были замечены остатки другого, немного более молодого столкновения. Млечный Путь продолжает поглощать более мелкие галактики и по сей день. Галактика под названием Стрелец (не путать с черной дырой) в настоящее время вращается близко к Млечному Пути и, вероятно, несколько раз врезалась в его диск за последние 7 миллиардов лет. Используя данные Gaia, ученые обнаружили, что эти столкновения вызвали периоды интенсивного звездообразования в Млечном Пути и могут даже иметь какое-то отношение к фирменной спиральной форме галактики. Исследование предполагает, что наше Солнце родилось в один из этих периодов около 4,6 миллиарда лет назад.

Съемка Млечного Пути

Съемка Млечного Пути требует темного неба. (Изображение предоставлено Getty)

(открывается в новой вкладке)

Для фотографирования Млечного Пути требуется темное небо, хороший «сезон» (обычно между февралем и октябрем), некоторое расстояние от светового загрязнения и возможность использовать фотографическое оборудование. поймать его слабый свет. К счастью, Млечный Путь виден как в северном, так и в южном полушариях, и его можно запечатлеть с помощью стандартных предметов любительской фотосъемки.

Если есть возможность, доберитесь до своего места в дневное время, так как вы, вероятно, захотите разведать местность в поисках лучших ракурсов. Хорошие изображения Млечного Пути, как правило, творчески используют ландшафт, поэтому ищите интересные и выдающиеся природные особенности, такие как горы, валуны или формы скал.

Дальше фотосессия. Вообще говоря, используйте штатив, настройте свое оборудование на режим интервальной съемки и будьте готовы экспериментировать с разными фокусами и разными объективами. Для начинающих у нас также есть полное руководство по как сфотографировать Млечный Путь (откроется в новой вкладке).

Будущее исследований Млечного Пути

С начала своей деятельности миссия Gaia представила три обновления своего обширного звездного каталога. Астрономы со всего мира продолжают анализировать данные в поисках новых закономерностей и открытий.

Данные Gaia в настоящее время генерируют больше исследовательских работ, чем даже знаменитый космический телескоп Хаббл. Gaia будет продолжать составлять карты галактики по крайней мере до 2025 года, пока космический корабль остается в добром здравии, а составленный им каталог будет занимать астрономов на десятилетия вперед.

До Gaia самый большой набор данных о положении и расстоянии до звезд в Млечном Пути был получен из миссии под названием Hipparcos в честь древнегреческого астронома, который начал картографировать ночное небо за 150 лет до нашей эры. Hipparcos видел только около 100 000 самых ярких звезд в окрестностях Солнца, по сравнению с одним миллиардом Gaia. Данные также были менее точными.

Несмотря на то, что Gaia видит менее 1% звезд в галактике, астрономы могут расширить свои выводы и смоделировать поведение всего Млечного Пути.

Дополнительные ресурсы

Узнайте больше о Млечном Пути и других галактиках с помощью этого бесплатного учебного материала от Открытого университета (откроется в новой вкладке). Исследуйте Млечный Путь в виртуальной реальности (откроется в новой вкладке) с миссией ESA Gaia. Совершите путешествие по Млечному Пути с Gaia Sky (откроется в новой вкладке), программным обеспечением для трехмерной астрономической визуализации в реальном времени, которое использует данные миссии ESA Gaia. Узнайте, почему было так сложно изучать Млечный Путь до Гайи, в этой статье ЕКА (откроется в новой вкладке).

Библиография

Сян, М., Рикс, Х.В. «Изображение ранней истории формирования нашего Млечного Пути с временным разрешением (откроется в новой вкладке)». Природа 603, 599–603 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04496-5

Робин, Энни С. и др. «Синтетический взгляд на структуру и эволюцию Млечного Пути (открывается в новой вкладке)» Астрономия и астрофизика 409.2 (2003): 523-540.

Денен, Уолтер и Джеймс Бинни. «Массовые модели Млечного Пути. (открывается в новой вкладке)» Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества 294.3 (1998): 429-438.

Хельми, Амина. «Потоки, подструктуры и ранняя история Млечного Пути (открывается в новой вкладке)» Ежегодный обзор астрономии и астрофизики 58 (2020): 205–256.

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].

Тереза — лондонский журналист, работающий в области науки и техники, начинающий писатель-фантаст и гимнастка-любитель. Родом из Праги, Чешская Республика, она провела первые семь лет своей карьеры, работая репортером, сценаристом и ведущей различных телепрограмм Чешского общественного телевидения. Позже она сделала перерыв в карьере, чтобы продолжить образование, и добавила степень магистра естественных наук Международного космического университета во Франции к степени бакалавра журналистики и магистра культурной антропологии Карлова университета в Праге. Она работала репортером в журнале Engineering and Technology, работала внештатным сотрудником в ряде изданий, включая Live Science, Space. com, Professional Engineering, Via Satellite and Space News, а также работала научным редактором в Европейском космическом агентстве.