>> Struktura naší galaxie
4.2. Pohyb a srážky galaxií
Rozmanitost tvarů galaxií lze považovat za projev principu minimální diverzity. Ukazuje proměnlivost podmínek pro vznik a vývoj specifických stavebních kamenů Vesmíru.
4.2.1. Struktura naší galaxie
Naše galaxie (Mléčná dráha) je spirální disk se čtyřmi zkroucenými rameny a centrálním sférickým ztluštěním. Tloušťka disku je asi 500 světel. let (během takového časového intervalu ji světlo překročí). Poloměr ramen je přibližně 50 000 světel. let. Centrální výduť Mléčné dráhy má průměr 3000 světelných let. let a je obklopena rojem (někdy termínem halo) asi 200 kulových hvězdokup.
Černý pruh, který v noci vidíme podél Mléčné dráhy (a na fotografiích některých dalších galaxií), naznačuje, že mezihvězdný prostor v Galaxii je vyplněn obřími plynovými a prachovými mračny, které pohlcují viditelné záření, ale jsou propustné pro rádiové vlny a infračervené záření. . Právě na základě dat z radioastronomie a satelitních pozorování v IR oblasti byla založena čtyřramenná struktura naší galaxie a že Slunce se nachází ve vzdálenosti 25 000 světelných let. let od centrální části. Slunce za dobu své existence absolvuje jednu revoluci kolem středu Galaxie za přibližně 200 milionů let, stihlo obkroužit střed Mléčné dráhy asi 25krát. Obrazně můžeme říci, že Slunce je staré 25 galaktických let!
Rychlost rotace jednotlivých hvězd je dána posunem spektrálních čar (dopplerovským jevem). Pro naši Galaxii je hmotnost přibližně 100 miliard hmotností Slunce. To v řádové velikosti odpovídá hmotnosti viditelných hvězd a oblaků plynu a prachu. Zároveň měření rychlostí pohybu hvězd nacházejících se na periferii Mléčné dráhy a kulových hvězdokup v galaktickém halo ukázalo, že se pohybují kolem středu rychlostí, která neodpovídá odhadu celkové hmotnosti hvězdokupy. viditelná hmota naší galaxie. Nesrovnalost lze odstranit pouze tehdy, předpokládáme-li, že existuje temná hmota skrytá před použitými pozorovacími metodami. Hmotnost neviditelné hmoty je navíc řádově větší než hmotnost, kterou určují moderní metody astronomie. Fyzikální podstata temné hmoty, která se projevuje pouze gravitační interakcí, je v současnosti kontroverzní.
V samém středu naší galaxie byl objeven zdroj s extrémně vysokým uvolňováním energie. Vzhledem k relativně malé velikosti (řádově velikosti sluneční soustavy) má hmotnost milionkrát větší než Slunce a září v širokém rozsahu 100 milionkrát intenzivněji. První hypotéza o povaze takového zdroje jej spojovala s výbuchem hvězdné formace „mladých“ hvězd. V současnosti se za pravděpodobnější příčinu považuje černá díra vytvořená v samotném „srdci“ Mléčné dráhy.
Pojmy moderní přírodní vědy. Starodubtsev V.A., 2. vyd., add. - Tomsk: Tome. Polytech. univ., 2002. - 184 s.
Obsah lekce poznámky k lekci podpůrná rámcová lekce prezentace akcelerační metody interaktivní technologie Praxe úkoly a cvičení autotest workshopy, školení, případy, questy domácí úkoly diskuze otázky řečnické otázky studentů Ilustrace audio, videoklipy a multimédia fotografie, obrázky, grafika, tabulky, diagramy, humor, anekdoty, vtipy, komiksy, podobenství, rčení, křížovky, citáty Doplňky abstraktyčlánky triky pro zvídavé jesličky učebnice základní a doplňkový slovník pojmů ostatní Zkvalitnění učebnic a lekcíopravovat chyby v učebnici aktualizace fragmentu v učebnici, prvky inovace v lekci, nahrazení zastaralých znalostí novými Pouze pro učitele perfektní lekce kalendářní plán na rok; Integrované lekceMléčná dráha je naše domovská galaxie, rodina 100 miliard hvězd. Jejich světlo tvoří bledou stopu na noční obloze; jeho různé části jsou viditelné kdekoli na Zemi. Naše Galaxie obsahuje spirální ramena, hvězdy, plyn a prach. Je možné, že v jejím středu je obří černá díra. Disk Galaxie je obklopen obrovským mrakem - halo - neviditelné hmoty.
Co je vlastně Mléčná dráha? Existuje 100 miliard hvězd uspořádaných do tenkého disku se spirálními rameny. Jelikož žijeme uvnitř Galaxie, je těžké si její tvar přímo představit. Při pozorování Mléčné dráhy na kabině se díváme směrem ležícím v rovině disku.
Mraky kajky a kňučení překážejí tomu, jak vidět Mléčnou dráhu. Jsou průhledné pro rádiové vlny a radioastronomové zjistili, že Galaxie je velká spirála a Slunce se nachází ve vzdálenosti 25 000 světelných let od středu. Průměr hlavní části disku, sestávající z hvězd, dosahuje 100 000 sněhových let, ale jeho tloušťka je mnohem menší. V části, kde se nachází Slunce, nepřesahuje několik set sněhových let.
Uprostřed vnitřní části disku je vyboulenina, koule hvězd o tloušťce asi 3000 světelných let. V této oblasti jsou hvězdy nacpané mnohem hustěji než v disku. Spirální disk, spolu se svým centrálním vyboulením, leží v obrovském halu, oblaku materiálu rozprostírajícího se 150 000 světelných let od středu.
Uvnitř disku
Disk galaxie připomíná tenkou palačinku. Má čtyři spirální ramena – ramena obsahující plyn, prach a mladé hvězdy. Naše Slunce se nachází v Orionově rameni, větvi, která zahrnuje mlhovinu v Orionu a mlhovinu Severní Amerika. Mezi Sluncem a centrální výdutí je rameno Sagittarius-Carinae, dlouhé asi 75 000 světelných let.
Galaxie se točí. Vnitřní části se po svých drahách pohybují mnohem rychleji než ty vnější. Stejný obrázek je pozorován ve sluneční soustavě, kde Merkur oběhne Slunce za 88 dní a Pluto za 243 let. Galaktická cesta našeho Slunce trvá asi 200 milionů let. Stáří Slunce je asi 25 galaktických let, protože se mu podařilo Galaxii obkroužit 25krát.
Vzhledem k tomu, že oblasti blíže středu Galaxie rotují na svých drahách rychleji, vyvstává otázka, proč se spirální ramena v tomto kosmickém víru neobtočila stokrát kolem sebe. Odpověď zní, že spirálové větve jsou „hustotní vlny“, dopravní zácpy na kosmické dálnici, kde se dopravní zácpy tvoří vždy na stejných místech, ačkoli každé „auto“ (každá hvězda v Mléčné dráze) se nakonec pohne dál.
Když se hvězdy a plyn při svém orbitálním pohybu kolem Galaxie přiblíží ke spirálnímu ramenu, narazí do pomalu se pohybujícího materiálu ramene. V takových interakčních zónách se mohou zrodit nové hvězdy. Jakmile se plyn a prach shromáždí do husté formace, stlačená mračna se vlivem gravitace zhroutí a vytvoří nové hvězdy. Při pozorování jiných spirálních galaxií lze v jejich spirálních ramenech vidět mladé hvězdy a jasné emitující mlhoviny. Tato ramena obsahují otevřené hvězdokupy, celé rodiny nejmladších hvězd.
Hvězdy na útěku
Většina hvězd v okolí Slunce se pohybuje po galaktických drahách rychlostí 30 až 50 km za sekundu, ale existují i hvězdy, které cestují více než dvakrát rychleji. Dráhy těchto rychlých hvězd protínají galaktický disk přímo skrz. Venku, v galaktickém halo, mají hvězdy velmi vysoké rychlosti.
Neviditelná galaxie
Když astronomové znají oběžné rychlosti hvězd a plynu, vypočítají množství hmoty uvnitř Galaxie. Čím rychleji se hvězda pohybuje po oběžné dráze s daným poloměrem, tím hmotnější by měla být její galaxie. Přesně stejná metoda se používá k nalezení hmotnosti Slunce pomocí vztahu mezi oběžnou rychlostí planety, poloměrem její dráhy a hmotností Slunce.
Rychlost Slunce a jeho vzdálenost od středu Galaxie naznačují, že hmotnost Galaxie na oběžné dráze Slunce je asi 100 miliard slunečních hmotností. To zhruba odpovídá hmotnosti viditelných hvězd a plynu.
Hvězdy umístěné mimo oběžnou dráhu Slunce nám však říkají něco velmi odlišného. Namísto toho, aby se zpomalovaly, když se vzdalují od středu (jak je tomu u planet a sluneční soustavy), zůstávají rychlosti hvězd víceméně konstantní. To se může stát pouze tehdy, když jsou hvězdy přitahovány mnohem silnějšími gravitačními silami vytvářenými gigantickým množstvím neviditelné hmoty. Shluky v galaktickém halu se pohybují, jako by je přitahovalo 10krát více hmoty, než co vidíme.
Mléčná dráha má satelitní galaxie, Velká a Malá Magellanova mračna. Dráha jednoho z nich naznačuje, že hmotnost obsažená v halo je 5 až 10krát větší než hmotnost, kterou pozorujeme na disku.
Neviditelná hmota v halu
Většina hmoty v galaktickém halo je neviditelná, a proto nemůže být obsažena v běžných hvězdách. Není to ani plyn, protože by byl detekován radioteleskopy nebo ultrafialovými dalekohledy. Světlo ze vzdálených galaxií k nám prochází přes halo, takže hmota navíc nemůže být prach. Temná hmota, před námi skrytá, by se mohla skládat z nějakých záhadných atomových nebo jaderných částic, které na Zemi ještě nebyly objeveny. Na druhou stranu by skrytou hmotu mohlo tvořit nespočet studených „planet“ nebo černých děr. Ať tak či onak, devět desetin galaxie Mléčná dráha je nyní neviditelných. V budoucnu uvidíme, že tento problém skryté hmoty se rozšíří i do jiných galaxií a dokonce do celého vesmíru.
Centrum
Střed galaxie Mléčná dráha leží ve směru souhvězdí Střelce. Střed není vidět optickými dalekohledy, protože je zakrytý rozsáhlými shluky nul. Jsou však transparentní pro rádiové vlny a infračervené záření, které nám poskytují informace o středu Galaxie.
Ve vzdálenosti 1000 světelných let od středu jsou hvězdy velmi hustě shluky. Kdybyste byli na jakékoli planetě uvnitř této přeplněné zóny, viděli byste na noční obloze milion velmi jasných hvězd, takže tma nikdy nepřijde. Nejbližší hvězdy by byly jen pár světelných dní daleko.
V srdci Mléčné dráhy se děje něco velkého. Centrální oblast je silným zdrojem rádiových vln, infračerveného a rentgenového záření. Silné infračervené záření pochází z oblasti o průměru pouhých 20 světelných let. Rádiové mapy oblasti ukazují oblaka plynu řítící se směrem ke středu. Kolem středu víří otrhaný prstenec plynu; horký plyn, unikající z jeho vnitřního okraje, padá do středu.
Centrální monstrum
V samém srdci Mléčné dráhy se nachází tajemný zdroj kolosální energie. Svítí jako sto milionů sluncí a je tak malý, že by se celý vešel na oběžnou dráhu Jupitera. Jeho hmotnost je asi milionkrát větší než hmotnost Slunce. Téměř jistě tam je černá díra, která nenasytně požírá mezihvězdný plyn a prach a nasává čerstvé jídlo z oblaku prstence plynu. Při pádu do černé díry se tento plyn zahřívá a uvolňuje energii, kterou pozorujeme.
Ne všichni astronomové souhlasí s hypotézou, že energii generuje černá díra. Podle jejich názoru by uvolnění takové energie mohlo být výsledkem silné exploze hvězdných zrození.
Naši sousedé, Magellanova mračna
Dvě galaxie, které jsou satelity Mléčné dráhy, Velké a Malé Magellanova mračna, byly objeveny v 16. století. Portugalští mořeplavci během své plavby k břehům Jižní Afriky. Následně byly pojmenovány po Ferdinandu Magellanovi (1480-1521), vůdci první plavby kolem světa (1519-1522). Magellanova mračna jsou vidět na jižní polokouli. Velký oblak se nachází ve vzdálenosti 165 000 světelných let od nás a Malý oblak je od nás vzdálen 200 000 světelných let.
Velký oblak má centrální pás hvězd, ale nemá spirální strukturu. Je to středně velká galaxie s asi 20 miliardami hvězd. Je k nám 10krát blíže než nejbližší velká galaxie. Protože ve Velkém mračnu lze vidět jednotlivé hvězdy, astronomové často pozorují tuto galaxii ve snaze studovat životní dráhy běžných hvězd. Velké mračno obsahuje obří vyzařovací mlhovinu – Tarantule. Je to obří mrak superobřích hvězd a plynu. Je zde velká „továrna na hvězdy“. V roce 1987 došlo právě v této oblasti ke slavné explozi supernovy.
Galaktický kanibalismus
Obě Magellanova mračna se pohybují po drahách kolem naší Galaxie. Jelikož jsou od nás tak daleko, jejich pohyb po obloze je téměř nepostřehnutelný. V roce 1993 však astronomové dokázali tento pohyb změřit porovnáním fotografií pořízených v intervalu 17 let. Hvězdy Velkého mračna se během této doby pohybovaly právě natolik, aby tento pohyb detekovaly. Astronomové znali jeho rychlost a vypočítali oběžnou dráhu Velkého mračna. Když to udělali, narazili na dvě velká překvapení.
Za prvé, rychlost byla vyšší, než se očekávalo. To lze vysvětlit pouze předpokladem, že Mléčná dráha byla ještě větší, než se dříve myslelo. Zdá se, že neviditelné masivní halo je asi 10krát větší než spirální disk Galaxie. Velkému mraku trvá cesta na oběžné dráze kolem Mléčné dráhy asi 2,5 miliardy let.
Za druhé, oběžná dráha prochází velmi blízko masivního hala. Výsledkem je, že pokaždé, když se Velký mrak dostatečně přiblíží, gravitační síly jej roztrhají na kusy. Vysává se obří ohon trosek tvořený hvězdokupami a vodíkem. V důsledku toho se od Velkého mračna oddělil dlouhý tenký oblouk materiálu, který v současnosti padá do Mléčné dráhy. Stejný osud má i Malý mrak. Satelitní galaxie, jako obří komety v galaktickém měřítku, za sebou zanechávají ohony trosek. Podle astronomů se v příštích 10 miliardách let Mléčná dráha dopustí galaktického kanibalismu a zcela pohltí veškerý materiál Magellanových mračen.
Cesta do Vesmíru
Všechny hvězdy ve Velkém Magellanově mračnu jsou od nás víceméně stejně vzdálené. To je asi totéž, jako byste řekli: "Všichni v New Yorku jsou stejně daleko od Londýna." To znamená, že rozdíly ve velikosti mezi jednotlivými hvězdami v Magellanově mračnu jsou zcela způsobeny rozdíly v jejich stáří a chemickém složení. Při pozorování hvězd naší vlastní Galaxie musíme vzít v úvahu, že vzdálenosti k nim jsou zcela odlišné a přesné určení těchto vzdáleností je obtížný úkol. Při vzájemném srovnání hvězd Magellanových mračen si můžete být jisti, že rozdíl ve vzdálenostech nemá na výsledek téměř žádný vliv.
Naše Galaxie se skládá z 200 miliard hvězd s jejich planetami, které tvoří obří zploštělý disk s vystupujícími spirálovitými větvemi a boule(otok) v centru.
3D model Mléčné dráhy
Při pohledu ze Země podél roviny tohoto disku se Galaxie jeví jako obklopující oblohu stříbřitá stuha hvězd a zářících plynů – to je Mléčná dráha. Celá naše Galaxie se nazývá Galaxie Mléčná dráha.
název mléčná dráha rozšířený v západní kultuře a jde o pauzovací papír z lat. via lactea „mléčná cesta“, což je zase překlad ze starověké řečtiny. ϰύϰλος γαλαξίας " mléčný kruh».
Podle starořecké legendy se Zeus rozhodl učinit svého syna Herkula, narozeného ze smrtelné ženy, nesmrtelným, a zasadil ho proto své spící manželce Héře, aby Herkules pil božské mléko. Hera, když se probudila, viděla, že své dítě nekrmí, a odstrčila ho od sebe. Proud mléka, který stříkal z prsou bohyně, se proměnil v Mléčnou dráhu.
Galaxii tvoří jedno velké ploché těleso ve tvaru disku. Průměr disku přesahuje 100 tisíc světelných let a tloušťka je několik tisíc, tzn. poměrně tenké. Z hlediska morfologie je disk nekompaktní, má složité struktury, uvnitř jsou nerovnoměrné struktury, které sahají od jádra - výdutě - k periferii. Toto jsou takzvaná „spirální ramena“ naší Galaxie. Ramena jsou zóny s vysokou hustotou, kde „nové hvězdy vznikají z mračen mezihvězdného prachu a plynů“.
Galaxie Mléčná dráha rotuje kolem svého středu. Jeho průměr je 100 000 světelných let. Vyboulenina má průměr přibližně 10 000 světelných let a je asi 20 000 světelných let tlustá. Tato oblast Galaxie obsahuje pouze staré hvězdy. Tloušťka disku tvořeného spirálními rameny je od tisíce do 3000 světelných let.
Slunci trvá asi 225 milionů let, než dokončí revoluci.
Slunce se nachází 28 000 světelných let od středu Galaxie, v Orionském rameni.
Ve středu naší Galaxie je Alfa Sagittarius, silný zdroj rádiové emise, který se může ukázat jako černá díra.
Galaxie se spirálními rameny a tyčí se otáčí. Předpokládá se, že silové pole centra Galaxie drží ramena galaxie na jejich oběžné dráze. 
Mapa galaxie Mléčná dráha s funkčními křivkami, které se přibližují tvaru rukávů.
Zajímavý hypotéza, že Ve středu galaxie Mléčná dráha byly dvě černé díry.
, které téměř současně „vystřelily“ jejich trysky, které se staly základem budoucích ramen galaxie.
Pokud vynutíme promítnutí takové rotační křivky, galaxie Mléčná dráha se při retrospektivní analýze, tedy když se v čase otáčí opačným směrem, jeví s narovnanými rameny. Nebo alespoň částečně narovnat. Rukávy jsou v různé míře zvlněné, takže při zpětném pohledu se nemusí nutně všechny dohromady narovnat.
Pro návrh požadované rotační křivky bylo vybráno jedno z ramen, které bylo s největší pravděpodobností v minulosti rovné. Za tímto účelem se každý bod tohoto ramene obrátil takovou rychlostí, že po několika miliardách let se všechny body, které prošly jinou dráhou, seřadily do přímky. Dobu rovnání lze nastavit na libovolnou dobu, po kterou mají rukávy existovat. Princip je zde stejný, čas není příliš dlouhý, protože dlouhá doba bude vyžadovat mnoho otáček galaxie, a tedy i trvání animace. Například pro stáří 12 miliard let bude potřeba asi 12/0,3 = 40 otáček vnější konstrukce. Proto jsme pro zjednodušení zabrali 2-3 miliardy let. Výpočty a všechny animace si můžete prohlédnout...
Výsledkem je obraz galaxie, jak by vypadala před 3 000 miliony let, kdyby rotovala podél této rotační křivky. Rameno Labutí galaxie Mléčná dráha by mohlo být rovné. 
A zde objevíme nečekaný obrázek. Je vidět, že kromě Labutího ramene se téměř narovnalo také Centaurské rameno. Navíc celý vzhled galaxie připomíná křížení dvou párů tryskáčů létajících různými směry! Vypadá to, že ve středu galaxie Mléčná dráha byly dvě černé díry, které téměř současně „vystřelily“ své výtrysky, které se staly základem budoucích ramen galaxie.
Obrázek samozřejmě vychází z matematicky aproximovaných ramen galaxie a doba napřímení ramen je zvolena libovolně. Ale vzhled samotné galaxie je nám znám pouze jako matematický model vybudovaný na základě astronomických pozorování. Pokud tato pozorování považujeme za dostatečně přesná, pak jsou modely také poměrně přesné.
Pokračujme.
V jednom z ramen galaxie, Orion Arm, se nachází naše sluneční soustava, která se otáčí po obvodu galaxie.
Orionovo rameno vděčí za svůj název hvězdám, které se nacházejí v jeho blízkosti, ze souhvězdí Orion. Nachází se mezi rameny Střelce a Persea (dvě hlavní ramena Mléčné dráhy). V Orionském rameni leží Sluneční soustava blízko vnitřního okraje v Místní bublině, přibližně 8500 parseků od galaktického středu (posun k severnímu pólu Galaxie je pouze 10 parseků).
Mléčná dráha v sekci.
Sluneční soustava se vzhledem ke středu Mléčné dráhy pohybuje rychlostí 792 tisíc kilometrů za hodinu. Abychom uvedli věci na pravou míru, pokud byste se pohybovali stejnou rychlostí, mohli byste procestovat svět za 3 minuty.
Sluneční Soustava
Časový úsek, během kterého se Slunci podaří provést úplnou revoluci kolem středu Mléčné dráhy, se nazývá galaktický rok. Odhaduje se, že Slunce údajně žilo pouze 18 galaktických let.
Kde se nachází Země v galaxii Mléčná dráha.
Sluneční soustava rotuje v Orionově rameni spirálovitě ze středu galaxie. 
Úplná rotace zemské osy (precese rovnodenností) se rovná periodě rotace Slunce v rameni Orionu. Jedná se o tzv. platónský rok, přibližně rovný 26 000 let. Během této doby zemská osa obíhá celý kruh kolem Zodiaku. Jeden měsíc Velkého roku zahrnuje 2160 let (25920:12) - to je jedna kosmická epocha, čas, během kterého zemská osa prochází jedním znamením zvěrokruhu.
Předpokládá se, že naše sluneční soustava při svém běhu kolem středu Galaxie směřuje k souhvězdí Herkula, které se nachází v opačném směru než Orion. 
Je známo, že hvězdné náboženství starých Egypťanů, které ztotožňovalo Osirise se souhvězdím Oriona a Isis se Síriem, bylo starší než solární kult Amon-Ra. Je pravděpodobné, že v této rané éře, odpovídající hvězdnému náboženství Egypťanů, si velekněží byli vědomi posvátné role Orion-Osiris, Sirius-Isis v procesu vytváření našeho Světa. Později však byly tyto znalosti před velkou kněžskou kastou buď ztraceny, nebo záměrně skryty. Mnohem později byl tento hvězdný kult nahrazen kulty solárně-zodiakálních bohů.
Na základě výše uvedeného není divu, že tvůrci našeho Světa, lidského života na planetě Zemi, pocházeli ze systému Orion-Sirius, vyššího Světa ve vztahu k tomu našemu.
Majestátní a prastarý obraz oblohy sloužil jako jakýsi přirozený prototyp toho, co se na naší zemi formovalo a tvořilo. A je spojen především se souhvězdím Orion a hvězdným systémem Sirius.
Pokračování příště.
Jsme zvyklí, že Mléčná dráha je shluk hvězd na obloze, po kterém se naši předkové pohybovali. Ale ve skutečnosti je to víc než obyčejná noční svítidla - je to obrovský a neznámý svět.
Tento článek je určen osobám starším 18 let
Už ti bylo 18?
Někdy se zdá neuvěřitelné, jak dynamicky se vesmírná věda rozvíjí. Je těžké si to představit, ale před 4 stoletími dokonce prohlášení, že Země se točí kolem Slunce, vyvolalo ve společnosti odsouzení a odmítnutí. Soudy o těchto a dalších vesmírných jevech by mohly vést nejen k uvěznění, ale i ke smrti. Naštěstí se časy změnily a studium vesmíru se již dlouho stalo prioritou vědy. V tomto ohledu jsou zvláště důležité studie Mléčné dráhy, galaxie tisíců hvězd, z nichž jedna je naše Slunce.
Studium struktury galaxie a jejího vývoje pomáhá odpovědět na hlavní otázky, které zajímají lidstvo od počátku věků. Jsou to takové sakramentské hádanky o tom, jak vznikla sluneční soustava, jaké faktory přispěly ke vzniku života na Zemi a zda život existuje i na jiných planetách.
Skutečnost, že galaxie Mléčná dráha je obrovským ramenem nekonečného hvězdného systému, se stala známou relativně nedávno – před o něco více než půl stoletím. Struktura naší galaxie je podobná kolosální spirále, ve které se naše sluneční soustava nachází někde na periferii. Z boku vypadá jako obří lupa s oboustranně vypouklým středem s korunkou.
Co je galaxie Mléčná dráha? Jsou to miliardy hvězd a planet, které jsou vzájemně propojeny nějakým algoritmem pro strukturu vesmíru. Kromě hvězd obsahuje Mléčná dráha mezihvězdný plyn, galaktický prach a hvězdné kulové hvězdokupy.
Disk naší galaxie neustále rotuje kolem centrální části, která se nachází v souhvězdí Střelce. Trvá 220 milionů let, než Mléčná dráha udělá jednu úplnou otáčku kolem své osy (a to navzdory skutečnosti, že rotace probíhá rychlostí 250 kilometrů za sekundu). Všechny hvězdy naší galaxie se tak pohybují v jediném impulsu po mnoho let a naše sluneční soustava spolu s nimi. Co je nutí rotovat kolem jádra skutečně zběsilou rychlostí? Vědci předpokládají jak kolosální hmotnost středu, tak téměř nepochopitelné množství energie (může přesáhnout velikost 150 milionů sluncí).
Proč nevidíme ani spirály, ani obří jádro, proč necítíme tuto univerzální rotaci? Faktem je, že jsme v rukávu tohoto spirálovitého Vesmíru a zběsilý rytmus jeho života vnímáme každodenně.
Samozřejmě se najdou skeptici, kteří budou tuto strukturu naší galaxie popírat s odkazem na skutečnost, že neexistuje žádná přesná fotografie galaktického disku (a ani nemůže být). Faktem je, že vesmír není v žádném případě omezen na galaxii Mléčná dráha a ve vesmíru existuje spousta podobných útvarů. Strukturou jsou velmi podobné naší galaxii – jedná se o stejné disky se středem, kolem kterého obíhají hvězdy. To znamená, že mimo naši Mléčnou dráhu existují miliardy systémů podobných tomu slunečnímu.
Nejbližší galaxií k nám je Velké a Malé Magellanovo mračno. Na jižní polokouli je lze vidět téměř pouhým okem. Tyto dva malé světelné body, podobné oblakům, poprvé popsal velký cestovatel, z jehož jména pocházejí názvy vesmírných objektů. Průměr Magellanových mračen je relativně malý - méně než polovina Mléčné dráhy. A v Oblacích je mnohem méně hvězdných systémů.
Nebo mlhovina Andromeda. Toto je další galaxie ve tvaru spirály, která je svým vzhledem a složením velmi podobná Mléčné dráze. Jeho velikost je úžasná – podle nejkonzervativnějších odhadů je třikrát větší než naše Cesta. A počet takových gigantických galaxií ve vesmíru již dávno přesáhl miliardu – to je pouze to, co můžeme v této fázi vývoje astronomie vidět. Je docela možné, že za pár let si uvědomíme další, dříve nepovšimnutou galaxii.
Jak již bylo zmíněno dříve, Mléčná dráha je soubor milionů hvězd s vlastními systémy, podobnými slunečnímu. Kolik planet je v naší galaxii, je skutečnou záhadou, kterou se snaží vyřešit více než jedna generace astronomů. I když, abych byl upřímný, více je znepokojuje jiná otázka – jaká je pravděpodobnost, že v naší galaxii existuje hvězdný systém, jehož vlastnosti jsou podobné našim? Vědci se zajímají zejména o hvězdy, které mají rychlost rotace a technické vlastnosti podobné Slunci a také zaujímají naše místo v galaktickém měřítku. Na planetách podobných stářím a podmínkami naší Zemi je totiž vysoká pravděpodobnost inteligentního života.
Bohužel pokusy vědců najít alespoň něco podobného sluneční soustavě v ramenech galaxie nebyly úspěšné. A to je asi nejlepší. Stále se neví, kdo nebo co nás může čekat v neznámé konstelaci.
Na konci svého života hvězda odhodí svůj plynový obal a její jádro se začne velmi rychle zmenšovat. Za předpokladu, že je hmotnost hvězdy dostatečně velká (1,4krát větší než Slunce), vznikne na jejím místě černá díra. Jedná se o objekt s kritickou rychlostí, kterou žádný objekt nemůže překonat. Výsledkem je, že to, co spadne do Černé díry, v ní navždy zmizí. To znamená, že tento kosmický prvek je v podstatě jednosměrná jízdenka. Jakýkoli předmět, který se přiblíží dostatečně blízko k Díře, navždy zmizí.
Je to smutné, že? Černá díra má ale i pozitivní stránku – díky ní se postupně vtahují různé vesmírné objekty a vznikají nové galaxie. Ukazuje se, že jádrem každého ze známých hvězdných systémů je černá díra.
Každý národ má své vlastní legendy o tom, jak vznikla viditelná část Mléčné dráhy. Například staří Řekové věřili, že vznikl z rozlitého mléka bohyně Héry. Ale v Mezopotámii existovala legenda o řece vyrobené ze stejného nápoje. Mnoho národů tedy spojovalo velkou hvězdokupu s mlékem, a tak dostala naše galaxie své jméno.
Je poměrně obtížné přesně vypočítat počet hvězd v naší galaxii, protože říkají, že jich je více než 200 miliard, jak víte, studovat je všechny s moderním rozvojem vědy je velmi problematické, takže vědci obracejí svou pozornost pouze těm nejzajímavějším zástupcům těchto vesmírných objektů. Vezměte si například hvězdu alfa ze souhvězdí Carina (Carina). Jedná se o supergiant hvězdu, která po dlouhou dobu držela titul největší a nejjasnější.
Slunce je také jednou z hvězd Mléčné dráhy, která však nemá žádné výjimečné vlastnosti. Jedná se o malého žlutého trpaslíka, který se proslavil pouze tím, že je po miliony let zdrojem života na naší planetě.
Astronomové z celého světa již dlouho sestavují seznamy hvězd, které se vyznačují mimořádnou hmotností nebo jasností. To ale vůbec neznamená, že každý z nich dostal své vlastní jméno. Názvy hvězd se obvykle skládají z písmen, čísel a názvů souhvězdí, ke kterým patří. Nejjasnější hvězda v Mléčné dráze je tedy na astronomických mapách označena jako R136a1 a R136 není nic jiného než název mlhoviny, ze které pochází. Tato hvězda má nepopsatelnou sílu, kterou nelze s ničím srovnat. R136a1 září 8,7 milionkrát jasněji než naše Slunce, takže je velmi obtížné si představit jakýkoli život v jeho blízkosti.
Ale kolosální výkon neznamená, že R136a1 má působivé rozměry. Žebříčku největších hvězd vede UY Scuti, která je 1,7 tisíckrát větší než velikost naší hvězdy. To znamená, že kdyby místo Slunce byla tato hvězda, pak by zabírala celý prostor od středu naší soustavy až po Saturn.
Přestože bez ohledu na to, jak velké a silné tyto hvězdy jsou, nelze jejich celkovou hmotnost srovnávat s hmotností Černé díry, která se nachází ve středu galaxie. Je to její kolosální energie, která drží Mléčnou dráhu a nutí ji pohybovat se v určitém pořadí.
Naše galaxie není jen rozptyl hvězd na noční obloze. Jedná se o obrovský systém, který se skládá ze stovek miliard hvězd, včetně našeho Slunce.
Sluneční soustava je ponořena do obrovské hvězdné soustavy – Galaxie, čítající stovky miliard hvězd velmi různé svítivosti a barvy (Hvězdy v sekci: „Život hvězd“). Vlastnosti různých typů hvězd v Galaxii jsou astronomům poměrně dobře známé. Našimi sousedy nejsou jen typické hvězdy a jiné nebeské objekty, ale spíše zástupci nejpočetnějších „kmenů“ Galaxie. V současnosti jsou studovány všechny nebo téměř všechny hvězdy v okolí Slunce, s výjimkou velmi trpasličích, které vyzařují velmi málo světla. Většina z nich jsou velmi slabí červení trpaslíci - jejich hmotnosti jsou 3-10krát menší než hmotnost Slunce. Hvězdy podobné Slunci jsou velmi vzácné, pouze 6 % z nich. Mnoho našich sousedů (72 %) je seskupeno do více systémů, kde jsou komponenty navzájem spojeny gravitačními silami. Která ze stovek blízkých hvězd si může nárokovat titul nejbližšího souseda Slunce? Nyní je považován za součást slavného trojitého systému Alpha Centauri - slabého červeného trpaslíka Proxima. Vzdálenost k proximě je 1,31 ks, světlo z ní k nám doputuje za 4,2 roku. Statistiky cirkumsolární populace poskytují pohled na vývoj galaktického disku a galaxie jako celku. Například rozložení svítivosti hvězd slunečního typu ukazuje, že stáří disku je 10-13 miliard let.
V 17. století, po vynálezu dalekohledu, si vědci poprvé uvědomili, jak velký je počet hvězd ve vesmíru. V roce 1755 německý filozof a přírodovědec Immanuel Kant navrhl, že hvězdy tvoří ve vesmíru skupiny, stejně jako planety tvoří sluneční soustavu. Tyto skupiny nazval „hvězdné ostrovy“. Podle Kanta je jedním z těchto nesčetných ostrovů Mléčná dráha – grandiózní shluk hvězd, viditelný na obloze jako světlý, mlžný pruh. Ve staré řečtině slovo „galaktikos“ znamená „mléčná“, proto se Mléčná dráha a podobné hvězdné soustavy nazývají galaxie.
Na základě výsledků svých výpočtů se Herschel pokusil určit velikost a vytvořil jakýsi tlustý disk: v rovině Mléčné dráhy se rozprostírá do vzdálenosti ne více než 850 jednotek a v kolmém směru - 200 jednotek. , pokud vezmeme vzdálenost k Siriusovi jako jednu. Podle moderního měřítka vzdálenosti to odpovídá 7300X1700 světelným rokům. Tento odhad obecně správně odráží strukturu Mléčné dráhy, i když je velmi nepřesný. Faktem je, že kromě hvězd obsahuje disk Galaxie také četná plynová a prachová mračna, která oslabují světlo vzdálených hvězd. První průzkumníci Galaxie o této absorbující látce nevěděli a věřili, že vidí všechny její hvězdy.
Skutečná velikost Galaxie byla stanovena až ve 20. století. Ukázalo se, že jde o mnohem plošší útvar, než se dosud myslelo. Průměr galaktického disku přesahuje 100 tisíc světelných let a tloušťka je asi 1000 světelných let. Vzhledem k tomu, že se Sluneční soustava nachází prakticky v rovině Galaxie, vyplněná pohlcující hmotou, je mnoho detailů struktury Mléčné dráhy skryto pohledu pozemského pozorovatele. Lze je však studovat na příkladu jiných galaxií podobných Shashe. Takže ve 40. století si německý astronom Walter Baade při pozorování galaxie M 31, známější jako mlhovina Andromeda, všiml, že plochý čočkovitý disk této obrovské galaxie je ponořen do řidšího kulovitého hvězdného mračna – halo. Protože je mlhovina velmi podobná naší Galaxii, navrhl, že podobnou strukturu má i Mléčná dráha. Hvězdy na galaktickém disku se nazývaly populační typ I a halo hvězdy se nazývaly populační typ II.
Jak ukazuje moderní výzkum, oba typy hvězdných populací se liší nejen svou prostorovou polohou, ale také povahou pohybu a také chemickým složením. Tyto znaky jsou spojeny především s odlišným původem disku a kulové složky.
Struktura galaxie: Halo
Hranice naší Galaxie jsou určeny velikostí halo. Poloměr halo je výrazně větší než velikost disku a podle některých údajů dosahuje několika set tisíc světelných let. Střed symetrie halo Mléčné dráhy se shoduje se středem galaktického disku. Halo se skládá hlavně z velmi starých, matných, málo hmotných hvězd. Vyskytují se jednotlivě i v kulových hvězdokupách, které mohou obsahovat více než milion hvězd. Stáří populace kulovité složky Galaxie přesahuje 12 miliard let. Obvykle se to považuje za věk samotné Galaxie. Charakteristickým znakem halo hvězd je extrémně malý podíl těžkých chemických prvků v nich. Hvězdy, které tvoří kulové hvězdokupy, obsahují stokrát méně kovu než Slunce.
Hvězdy sférické složky jsou soustředěny směrem ke středu Galaxie. Centrální, nejhustší část hala v rozmezí několika tisíc světelných let od středu Galaxie se nazývá „boule“ („zahuštění“). Hvězdy a halo hvězdokupy se pohybují kolem středu Galaxie po velmi protáhlých drahách. Protože jednotlivé hvězdy rotují téměř náhodně, otáčí se halo jako celek velmi pomalu.
Struktura galaxie: Disk
Ve srovnání se svatozářem se disk otáčí znatelně rychleji. Rychlost jeho rotace není v různých vzdálenostech od středu stejná. Rychle se zvyšuje z nuly ve středu na 200-240 km/s ve vzdálenosti 2 tisíce světelných let od něj, pak poněkud klesá, opět se zvyšuje na přibližně stejnou hodnotu a poté zůstává téměř konstantní. Studium charakteristik rotace disku umožnilo odhadnout jeho hmotnost. Ukázalo se, že je to 150 miliardkrát více než hmotnost Slunce. Populace disku je velmi odlišná od populace halo. V blízkosti roviny disku jsou soustředěny mladé hvězdy a hvězdokupy, jejichž stáří nepřesahuje několik miliard let. Tvoří tzv. plochou složku. Je mezi nimi spousta jasných a horkých hvězd.
Plyn v disku Galaxie je také soustředěn hlavně v blízkosti její roviny. Nachází se nerovnoměrně a tvoří četná plynová mračna – obří superoblaka, heterogenní struktury, rozprostírající se několik tisíc světelných let na malá oblaka o velikosti ne větší než parsek. Hlavním chemickým prvkem v naší Galaxii je vodík. Přibližně 1/4 z něj tvoří helium. Ve srovnání s těmito dvěma prvky jsou ostatní přítomny ve velmi malých množstvích. V průměru je chemické složení hvězd a plynu na disku téměř stejné jako u Slunce.
Struktura galaxie: Jádro
Za jednu z nejzajímavějších oblastí Galaxie je považován její střed neboli jádro, které se nachází ve směru souhvězdí Střelce. Viditelné záření z centrálních oblastí Galaxie je před námi zcela skryto tlustými vrstvami absorbující hmoty. Proto se začalo studovat až po vytvoření přijímačů pro infračervené a rádiové záření, které jsou v menší míře pohlcovány. Centrální oblasti Galaxie se vyznačují silnou koncentrací hvězd: každý krychlový parsek blízko středu jich obsahuje mnoho tisíc. Vzdálenosti mezi hvězdami jsou desítky a stokrát menší než v blízkosti Slunce. Pokud bychom žili na planetě poblíž hvězdy nacházející se v blízkosti jádra Galaxie, pak by byly na obloze vidět desítky hvězd, jasností srovnatelné s Měsícem a o mnoho tisíc jasnějších než nejjasnější hvězdy na naší obloze.
Kromě velkého množství hvězd je v centrální oblasti Galaxie pozorován kruhový plynový disk sestávající převážně z molekulárního vodíku. Jeho poloměr přesahuje 1000 světelných let. Blíže ke středu jsou zaznamenány oblasti ionizovaného vodíku a četné zdroje infračerveného záření, což naznačuje, že tam dochází ke vzniku hvězd. V samém středu Galaxie se předpokládá existence masivního kompaktního objektu – černé díry o hmotnosti asi milionu hmotností Slunce. Ve středu je také jasný rádiový zdroj, Sagittarius A, jehož původ je spojen s aktivitou jádra.
