>> Struktura naše galaksije
4.2. Kretanje i sudari galaksija
Raznolikost oblika galaksija može se smatrati manifestacijom načela minimalne raznolikosti. Ukazuje na varijabilnost uvjeta za nastanak i evoluciju specifičnih građevnih elemenata Svemira.
4.2.1. Struktura naše galaksije
Naša galaksija (Mliječni put) je spiralni disk s četiri uvijena kraka i središnjim sfernim zadebljanjem. Debljina diska je oko 500 svjetla. godina (tijekom takvog vremenskog intervala svjetlost će ga prijeći). Radijus krakova je približno 50 000 svjetlosti. godine. Središnje zadebljanje Mliječne staze ima promjer od 3000 svjetlosnih godina. godina i okružen je rojem (ponekad terminom halo) od oko 200 kuglastih zvjezdanih skupova.
Crna pruga koju vidimo duž Mliječne staze noću (i na fotografijama nekih drugih galaksija) ukazuje da je međuzvjezdani prostor u Galaksiji ispunjen golemim oblacima plina i prašine koji apsorbiraju vidljivo zračenje, ali su prozirni za radio valove i infracrveno zračenje . Upravo na temelju podataka radioastronomije i satelitskih motrenja u IC području utvrđena je četverokraka struktura naše galaksije te da se Sunce nalazi na udaljenosti od 25.000 svjetlosnih godina. godine od središnjeg dijela. Sunce napravi jednu revoluciju oko središta Galaksije u približno 200 milijuna godina; tijekom svog postojanja uspjelo je oko 25 puta obići središte Mliječne staze. Možemo slikovito reći da Sunce ima 25 galaktičkih godina!
Brzina rotacije pojedinih zvijezda određena je pomakom spektralnih linija (dopplerovim efektom). Za našu Galaksiju, masa je otprilike 100 milijardi solarnih masa. To, po redu veličine, odgovara masi vidljivih zvijezda i oblaka plina i prašine. Istodobno, mjerenja brzina gibanja zvijezda smještenih na periferiji Mliječne staze i kuglastih skupova u galaktičkoj aureoli pokazala su da se one kreću oko središta brzinama koje ne odgovaraju procjeni ukupne mase galaktičke aureole. vidljiva materija naše galaksije. Nepodudarnost se može otkloniti samo ako pretpostavimo da postoji tamna tvar skrivena od korištenih metoda promatranja. Štoviše, masa nevidljive materije je za red veličine veća od mase koja se utvrđuje suvremenim metodama astronomije. Fizička priroda tamne tvari, koja se očituje samo u gravitacijskoj interakciji, trenutno je kontroverzna.
U samom središtu naše galaksije detektiran je izvor s iznimno visokim oslobađanjem energije. Uz relativno malu veličinu (reda veličine Sunčevog sustava), ima masu milijun puta veću od Sunca, a sjaji u širokom rasponu 100 milijuna puta jače. Prva hipoteza o prirodi takvog izvora povezivala ga je s izljevom stvaranja zvijezda "mladih" zvijezda. Trenutačno se vjerojatnijim uzrokom smatra crna rupa nastala u samom "srcu" Mliječne staze.
Pojmovi moderne prirodne znanosti. Starodubtsev V.A., 2. izdanje, dodati. - Tomsk: Tom. Veleučilište. sveuč., 2002. - 184 str.
Sadržaj lekcije bilješke lekcije prateći okvir lekcija prezentacija metode ubrzanja interaktivne tehnologije Praksa zadaci i vježbe radionice za samotestiranje, treninzi, slučajevi, potrage domaća zadaća pitanja za raspravu retorička pitanja učenika Ilustracije audio, video isječci i multimedija fotografije, slike, grafike, tablice, dijagrami, humor, anegdote, vicevi, stripovi, parabole, izreke, križaljke, citati Dodaci sažetakačlanci trikovi za znatiželjne jaslice udžbenici osnovni i dodatni rječnik pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i nastaveispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje ulomka u udžbeniku, elementi inovacije u nastavi, zamjena zastarjelih znanja novima Samo za učitelje savršene lekcije kalendarski plan za godinu; metodološke preporuke; Integrirane lekcijeMliječna staza je naša matična galaksija, obitelj od 100 milijardi zvijezda. Njihova svjetlost stvara blijed trag na noćnom nebu; njegovi različiti dijelovi vidljivi su bilo gdje na Zemlji. Naša galaksija sadrži spiralne krake, zvijezde, plin i prašinu. Moguće je da se u njegovom središtu nalazi ogromna crna rupa. Disk galaksije okružen je ogromnim oblakom - aureolom - nevidljive materije.
Što je zapravo Mliječni put? Postoji 100 milijardi zvijezda raspoređenih u tanki disk sa spiralnim kracima. Budući da živimo unutar Galaksije, teško je izravno zamisliti njezin oblik. Kad promatramo Mliječnu stazu u taksiju, gledamo u smjeru koji leži u ravnini diska.
Oblaci gage i cviljenja ometaju kako vidjeti Mliječnu stazu. Prozirni su za radio valove, a radioastronomi su utvrdili da je Galaksija velika spirala, a Sunce se nalazi na udaljenosti od 25.000 svjetlosnih godina od središta. Promjer glavnog dijela diska, koji se sastoji od zvijezda, doseže 100.000 snježnih godina, ali njegova debljina je mnogo manja. U dijelu gdje se nalazi Sunce ne prelazi nekoliko stotina snježnih godina.
U središtu unutarnjeg dijela diska nalazi se izbočina, sfera zvijezda debljine oko 3000 svjetlosnih godina. U ovom području zvijezde su zbijene mnogo gušće nego na disku. Spiralni disk, zajedno sa svojom središnjom izbočinom, leži unutar ogromne aureole, oblaka materijala koji se proteže 150 000 svjetlosnih godina od središta.
Unutar diska
Disk galaksije podsjeća na tanku palačinku. Ima četiri spiralna kraka - kraka koji sadrže plin, prašinu i mlade zvijezde. Naše Sunce nalazi se u Orionovom kraku, ogranku koji uključuje Orionovu maglicu i maglicu Sjeverna Amerika. Između Sunca i središnjeg izbočenja nalazi se krak Sagittarius-Carinae, dug oko 75 000 svjetlosnih godina.
Galaksija se okreće. Unutarnji dijelovi se po svojim orbitama kreću mnogo brže od vanjskih. Ista slika je iu Sunčevom sustavu, gdje Merkur oko Sunca obiđe za 88 dana, a Pluton za 243 godine. Galaktičko putovanje našeg Sunca traje oko 200 milijuna godina. Starost Sunca je oko 25 galaktičkih godina, jer je uspjelo 25 puta obići Galaksiju.
Budući da se regije bliže središtu Galaksije brže okreću u svojim orbitama, postavlja se pitanje zašto se spiralni krakovi nisu omotali jedan oko drugog stotinama puta u ovom kozmičkom vrtlogu. Odgovor je da su spiralne grane "valovi gustoće", prometne gužve na kozmičkoj autocesti gdje se prometne gužve uvijek stvaraju na istim mjestima, iako svaki "auto" (svaka zvijezda na Mliječnom putu) na kraju krene dalje.
Kada se zvijezde i plin, u svom orbitalnom kretanju oko Galaksije, približe spiralnom kraku, zabijaju se u sporo pokretni materijal kraka. U takvim zonama interakcije mogu se roditi nove zvijezde. Nakon što se plin i prašina skupe u gustu formaciju, stisnuti oblaci kolabiraju pod utjecajem gravitacije i stvaraju nove zvijezde. Pri promatranju drugih spiralnih galaksija, mlade zvijezde i sjajne emitirajuće maglice mogu se vidjeti u njihovim spiralnim kracima. Ti krakovi sadrže otvorene grozdove, cijele obitelji najmlađih zvijezda.
Odbjegle zvijezde
Većina zvijezda u blizini Sunca kreće se galaktičkim orbitama brzinama od 30 do 50 km u sekundi, ali ima i zvijezda koje putuju više nego dvostruko brže. Orbite ovih brzih zvijezda prolaze kroz galaktički disk. Vani, u galaktičkom oreolu, zvijezde imaju vrlo velike brzine.
Nevidljiva galaksija
Poznavajući orbitalne brzine zvijezda i plina, astronomi izračunavaju količinu materije unutar Galaksije. Što se zvijezda brže kreće u orbiti određenog radijusa, to bi njena galaksija trebala biti masivnija. Potpuno ista metoda koristi se za pronalaženje mase Sunca, koristeći odnos između orbitalne brzine planeta, polumjera njegove orbite i mase Sunca.
Brzina Sunca i njegova udaljenost od središta Galaksije pokazuju da je masa Galaksije unutar Sunčeve orbite oko 100 milijardi Sunčevih masa. To otprilike odgovara masi vidljivih zvijezda i plina.
Međutim, zvijezde koje se nalaze izvan Sunčeve orbite govore nam nešto sasvim drugo. Umjesto da usporavaju kako se odmiču od središta (kao što se događa s planetima i Sunčevim sustavom), brzine zvijezda ostaju više-manje konstantne. To se može dogoditi samo kada zvijezde privuku puno jače gravitacijske sile koje stvaraju gigantske količine nevidljive materije. Skupovi u galaktičkoj aureoli kreću se kao da ih privlači 10 puta više materije od onoga što vidimo.
Mliječni put ima satelitske galaksije, Veliki i Mali Magellanov oblak. Orbita jednog od njih sugerira da je masa sadržana u aureoli 5 do 10 puta veća od mase koju promatramo u disku.
Nevidljiva materija u aureoli
Većina materije u galaktičkoj aureoli je nevidljiva i stoga se ne može sadržavati u običnim zvijezdama. Nije ni plin, jer bi ga detektirali radioteleskopi ili ultraljubičasti teleskopi. Svjetlost iz dalekih galaksija prolazi kroz aureolu do nas, tako da dodatna masa ne može biti prašina. Tamna tvar, skrivena od nas, mogla bi se sastojati od nekih tajanstvenih atomskih ili nuklearnih čestica koje još nisu otkrivene na Zemlji. S druge strane, bezbrojni hladni "planeti" ili crne rupe mogu formirati skrivenu masu. U svakom slučaju, devet desetina galaksije Mliječni put sada je nevidljivo. U budućnosti ćemo vidjeti da se ovaj problem skrivene mase proteže i na druge galaksije, pa čak i na cijeli Svemir.
Centar
Središte galaksije Mliječni put nalazi se u smjeru sazviježđa Strijelac. Središte se ne može vidjeti optičkim teleskopima jer je zaklonjeno velikim nakupinama nula. Međutim, oni su prozirni za radio valove i infracrveno zračenje, koji nam pružaju informacije o središtu Galaksije.
Unutar 1000 svjetlosnih godina od centra, zvijezde su vrlo gusto zbijene. Da ste bili na bilo kojem planetu unutar ove prenapučene zone, vidjeli biste milijun vrlo svijetlih zvijezda na noćnom nebu, tako da tama nikada ne bi nastupila. Najbliže zvijezde bile bi udaljene samo nekoliko svjetlosnih dana.
Nešto veliko se događa u srcu Mliječne staze. Središnje područje je snažan izvor radio valova, infracrvenog i x-zraka. Snažno infracrveno zračenje dolazi iz područja promjera samo 20 svjetlosnih godina. Radio karte područja pokazuju oblake plina koji jure prema središtu. Raščupani prsten plina kovitla se oko središta; vrući plin, izlazeći iz njegova unutarnjeg ruba, pada u središte.
Centralno čudovište
U samom srcu Mliječne staze nalazi se tajanstveni izvor kolosalne energije. Sjajući poput stotinu milijuna sunaca, toliko je malen da bi mogao u potpunosti stati unutar Jupiterove orbite. Njegova masa je oko milijun puta veća od Sunčeve. Tamo je gotovo sigurno crna rupa koja pohlepno proždire međuzvjezdani plin i prašinu i usisava svježu hranu iz pramenova prstena plina. Upadajući u crnu rupu, ovaj plin se zagrijava i oslobađa energiju koju promatramo.
Ne slažu se svi astronomi s hipotezom da energiju stvara crna rupa. Po njihovom mišljenju, oslobađanje takve energije moglo bi biti rezultat snažne eksplozije zvjezdanih rođenja.
Naši susjedi, Magellanovi oblaci
Dvije galaksije koje su sateliti Mliječne staze, Veliki i Mali Magellanov oblak, otkrivene su u 16. stoljeću. Portugalski moreplovci tijekom svog putovanja do obala Južne Afrike. Kasnije su nazvani po Ferdinandu Magellanu (1480-1521), vođi prvog putovanja oko svijeta (1519-1522). Magellanovi oblaci vidljivi su na južnoj hemisferi. Veliki oblak nalazi se na udaljenosti od 165.000 svjetlosnih godina od nas, a Mali oblak udaljen je 200.000 svjetlosnih godina.
Veliki oblak ima središnji pojas zvijezda, ali nema spiralnu strukturu. To je galaksija srednje veličine s oko 20 milijardi zvijezda. Ona nam je 10 puta bliža od najbliže velike galaksije. Budući da se pojedinačne zvijezde mogu vidjeti u Velikom oblaku, astronomi često promatraju ovu galaksiju u pokušaju proučavanja životnih puteva običnih zvijezda. Veliki oblak sadrži ogromnu zračeću maglicu - Tarantulu. To je divovski oblak superdivovskih zvijezda i plina. Ovdje postoji velika “tvornica zvijezda”. 1987. godine upravo se na ovom području dogodila poznata eksplozija supernove.
Galaktički kanibalizam
Oba Magellanova oblaka kreću se u orbitama oko naše galaksije. Budući da su toliko udaljeni od nas, njihovo kretanje po nebu gotovo je neprimjetno. Međutim, 1993. godine astronomi su uspjeli izmjeriti ovo kretanje uspoređujući fotografije snimljene u intervalima od 17 godina. Zvijezde Velikog oblaka pomaknule su se za to vrijeme tek toliko da otkriju ovo kretanje. Znajući njegovu brzinu, astronomi su izračunali orbitu Velikog oblaka. Učinivši to, naišli su na dva velika iznenađenja.
Prije svega, brzina je bila veća od očekivane. To se može objasniti samo pretpostavkom da je Mliječni put čak i veći nego što se prije mislilo. Očigledno je da je nevidljivi masivni halo oko 10 puta veći od spiralnog diska Galaksije. Velikom oblaku treba oko 2,5 milijarde godina da obiđe oko Mliječnog puta.
Drugo, orbita prolazi vrlo blizu masivnog haloa. Kao rezultat toga, svaki put kada se Veliki oblak dovoljno približi, gravitacijske sile ga rastrgaju na komadiće. Ogromni rep krhotina, sastavljen od zvjezdanih jata i vodika, biva isisan. Kao rezultat toga, dugi, tanki luk materijala odvojio se od Velikog oblaka i trenutno pada u Mliječnu stazu. Ista sudbina vrijedi i za Mali oblak. Satelitske galaksije, poput ogromnih galaktičkih kometa, ostavljaju za sobom repove krhotina. Prema astronomima, u sljedećih 10 milijardi godina Mliječni put će počiniti čin galaktičkog kanibalizma, potpuno apsorbirajući sav materijal Magellanovih oblaka.
Put u Svemir
Sve su zvijezde u Velikom Magellanovom oblaku manje-više jednako udaljene od nas. To je otprilike isto kao da kažete: "Svi u New Yorku su jednako udaljeni od Londona." To znači da su razlike u magnitudi između pojedinih zvijezda u Magellanovom oblaku u potpunosti posljedica razlika u njihovoj starosti i kemijskom sastavu. Pri promatranju zvijezda vlastite Galaksije moramo uzeti u obzir da su udaljenosti do njih potpuno različite, a točno određivanje tih udaljenosti je težak zadatak. Kada međusobno uspoređujete zvijezde Magellanovih oblaka, možete biti sigurni da razlika u udaljenosti nema gotovo nikakvog utjecaja na rezultat.
Naša se galaksija sastoji od 200 milijardi zvijezda sa svojim planetima, koje tvore divovski spljošteni disk s izlaznim spiralnim granama i oticati(oteklina) u središtu.
3D model Mliječne staze
Ako se gleda sa Zemlje duž ravnine ovog diska, Galaksija izgleda kao da okružuje nebo srebrnasta vrpca zvijezda i užarenih plinova - to je Mliječni put. Cijela naša galaksija zove se galaksija Mliječni put.
Ime mliječna staza raširen u zapadnoj kulturi i paus papir je iz lat. via lactea “mliječna cesta”, što je pak prijevod sa starogrčkog. ύύϰλος galαξίας " mliječni krug».
Prema starogrčkoj legendi, Zeus je svog sina Herkula, rođenog od smrtnice, odlučio učiniti besmrtnim i za to ga je posadio svojoj usnuloj ženi Heri kako bi Herkul pio božansko mlijeko. Hera, probudivši se, vidje da ne hrani svoje dijete i odgurne ga od sebe. Mlaz mlijeka koji je prskao iz grudi boginje pretvorio se u Mliječnu stazu.
Galaksija se sastoji od jednog velikog ravnog tijela u obliku diska. Promjer diska prelazi 100 tisuća svjetlosnih godina, a debljina je nekoliko tisuća, tj. relativno tanka. Po svojoj morfologiji disk je nekompaktan, složene strukture, unutar njega se nalaze neravne strukture koje se protežu od jezgre - ispupčenja - prema periferiji. To su takozvani "spiralni krakovi" naše Galaksije. Krakovi su zone visoke gustoće u kojima se "nove zvijezde formiraju iz oblaka međuzvjezdane prašine i plinova".
Galaksija Mliječni put rotira oko svog središta. Njegov promjer je 100.000 svjetlosnih godina. Izbočina je promjera približno 10 000 svjetlosnih godina i debljine oko 20 000 svjetlosnih godina. Ovo područje Galaksije sadrži samo stare zvijezde. Debljina diska koju tvore spiralni krakovi je od tisuću do 3000 svjetlosnih godina.
Suncu je potrebno oko 225 milijuna godina da izvrši revoluciju.
Sunce se nalazi 28 000 svjetlosnih godina od središta galaksije, u Orionovom kraku.
U središtu naše galaksije nalazi se Alfa Strijelac, snažan izvor radio emisija za koji bi se moglo pokazati da je crna rupa.
Galaksija sa spiralnim kracima i šipkom rotira. Vjeruje se da polje sile galaktičkog centra drži galaktičke krakove u njihovim orbitama. 
Karta galaksije Mliječni put s funkcionalnim krivuljama primijenjenim na njega, približavajući oblik rukava.
Zanimljiv hipoteza da U središtu galaksije Mliječni put nalazile su se dvije crne rupe.
, koji su gotovo istodobno "ispalili" svoje mlaznice, što je postalo osnova za buduće krakove galaksije.
Ako prisilno projiciramo takvu krivulju rotacije, galaksija Mliječni put će se u retrospektivnoj analizi, odnosno kada rotira u suprotnom smjeru vremena, pojaviti s ispravljenim kracima. Ili se barem djelomično uspravio. Rukavi se uvijaju u različitim stupnjevima, tako da se u retrospektivi ne moraju nužno ispraviti svi zajedno.
Za projektiranje potrebne krivulje rotacije odabran je jedan od krakova koji je najvjerojatnije u prošlosti bio ravan. Da bi se to postiglo, svaka točka ovog kraka bila je preokrenuta takvom brzinom da su se nakon nekoliko milijardi godina sve točke, nakon što su prošle različite staze, poredale u ravnu liniju. Vrijeme ravnanja može se postaviti na bilo koje vrijeme tijekom kojeg bi rukavci trebali postojati. Princip je ovdje isti, potrebno vrijeme nije jako dugo, budući da će dugo vrijeme zahtijevati mnogo okretaja galaksije i, sukladno tome, trajanje animacije. Na primjer, za starost od 12 milijardi godina bit će potrebno oko 12/0,3 = 40 okretaja vanjske strukture. Stoga smo radi jednostavnosti uzeli 2-3 milijarde godina. Izračune i sve animacije možete pogledati...
Rezultat je slika galaksije kako bi izgledala prije 3000 milijuna godina da je rotirala duž ove krivulje rotacije. Labudov krak galaksije Mliječni put mogao bi biti ravan. 
I tu otkrivamo neočekivanu sliku. Vidi se da se osim Labudovog kraka gotovo ispravio i Centaurijev krak. Štoviše, cijeli izgled galaksije podsjeća na križ dva para mlazova koji lete u različitim smjerovima! Izgleda kao u središtu galaksije Mliječne staze nalazile su se dvije crne rupe, koje su gotovo istodobno "ispucale" svoje mlazove, koji su postali osnova za buduće krakove galaksije.
Naravno, slika je izgrađena na temelju matematički aproksimiranih krakova galaksije, a vrijeme ispravljanja krakova odabrano je proizvoljno. Ali sam izgled galaksije poznat nam je samo kao matematički model izgrađen na temelju astronomskih opažanja. Ako smatramo da su ova opažanja dovoljno točna, onda su i modeli prilično točni.
Nastavimo.
U jednom od krakova galaksije, Orionovom kraku, nalazi se naš Sunčev sustav koji rotira po obodu galaksije.
Orionov krak svoje ime duguje obližnjim zvijezdama sazviježđa Orion. Nalazi se između Strijelčevog i Perzejevog kraka (dva glavna kraka Mliječnog puta). U Orionovom kraku, Sunčev sustav leži blizu unutarnjeg ruba u lokalnom mjehuru, otprilike 8500 parseka od galaktičkog središta (odmak od galaktičkog sjevernog pola je samo 10 parseka).
Mliječni put u presjeku.
U odnosu na središte Mliječne staze Sunčev se sustav kreće brzinom od 792 tisuće kilometara na sat. Da stvari stavimo u perspektivu, da se krećete istom brzinom, mogli biste putovati oko svijeta za 3 minute.
Sunčev sustav
Razdoblje tijekom kojeg Sunce uspije napraviti puni krug oko središta Mliječne staze naziva se galaktička godina. Procjenjuje se da je Sunce navodno živjelo samo 18 galaktičkih godina.
Gdje se nalazi Zemlja u galaksiji Mliječni put.
Sunčev sustav rotira u Orionovom kraku u spirali iz središta galaksije. 
Potpuna revolucija zemljine osi (precesija ekvinocija) jednaka je periodu revolucije Sunca u Orionovom kraku. To je takozvana Platonova godina, približno jednaka 26.000 godina. Za to vrijeme, zemljina os obiđe puni krug oko Zodijaka. Jedan mjesec Velike godine uključuje 2160 godina (25920:12) - to je jedna kozmička epoha, vrijeme u kojem zemljina os prolazi kroz jedan znak Zodijaka.
Vjeruje se da je naš Sunčev sustav, u svom kruženju oko središta Galaksije, usmjeren prema zviježđu Herkul, koje se nalazi u suprotnom smjeru od Oriona. 
Poznato je da je religija zvijezda starih Egipćana, koja je Ozirisa poistovjećivala sa zviježđem Orion, a Izidu sa Sirijusom, bila starija od solarnog kulta Amon-Ra. Vjerojatno je da su u ovoj ranoj eri, koja odgovara zvjezdanoj religiji Egipćana, visoki svećenici bili svjesni svete uloge Oriona-Ozirisa, Siriusa-Izide u procesu stvaranja našeg Svijeta. Međutim, kasnije je to znanje ili izgubljeno ili namjerno skriveno od velike svećeničke kaste. Mnogo kasnije, ovaj kult zvijezda zamijenjen je kultovima solarno-zodijačkih bogova.
Na temelju navedenog, ne čudi da su kreatori našeg Svijeta, ljudskog života na planeti Zemlji, došli iz Orion-Sirius sustava, višeg Svijeta u odnosu na naš.
Veličanstvena i drevna slika neba poslužila je kao neka vrsta prirodnog prototipa za ono što je formirano i stvoreno na našoj zemlji. A povezan je prvenstveno sa zviježđem Orion i zvjezdanim sustavom Sirius.
Nastavit će se.
Navikli smo na činjenicu da je Mliječni put skup zvijezda na nebu po kojem su naši preci plovili. Ali zapravo, ovo je više od običnih noćnih svjetiljki - ovo je ogroman i nepoznat svijet.
Ovaj članak je namijenjen osobama starijim od 18 godina
Jeste li već napunili 18 godina?
Ponekad se čini nevjerojatnim kako se svemirska znanost dinamično razvija. Teško je zamisliti, ali prije 4 stoljeća čak je i izjava da se Zemlja okreće oko Sunca izazvala osudu i odbacivanje u društvu. Prosudbe o ovim i drugim kozmičkim fenomenima mogle bi dovesti ne samo do zatvora, već i do smrti. Srećom, vremena su se promijenila, a proučavanje svemira odavno je postalo prioritet u znanosti. Osobito su važne u tom smislu studije Mliječnog puta, galaksije od tisuća zvijezda, od kojih je jedna i naše Sunce.
Proučavanje strukture galaksije i njezinog razvoja pomaže odgovoriti na glavna pitanja koja zanimaju čovječanstvo od početka vremena. To su takve sakramentalne zagonetke o tome kako je nastao Sunčev sustav, koji su čimbenici doprinijeli nastanku života na Zemlji i postoji li život na drugim planetima.
Činjenica da je galaksija Mliječna staza ogromna ruka beskonačnog zvjezdanog sustava postala je poznata relativno nedavno - prije nešto više od pola stoljeća. Struktura naše galaksije slična je kolosalnoj spirali, u kojoj se naš Sunčev sustav nalazi negdje na periferiji. Sa strane izgleda kao golema lupa s obostrano konveksnim središtem s krunom.
Što je galaksija Mliječni put? To su milijarde zvijezda i planeta koji su međusobno povezani nekim algoritmom za strukturu Svemira. Osim zvijezda, Mliječni put sadrži međuzvjezdani plin, galaktičku prašinu i zvjezdane kuglaste skupove.
Disk naše galaksije neprestano rotira oko središnjeg dijela koji se nalazi u zviježđu Strijelca. Mliječnoj stazi treba 220 milijuna godina da napravi jedan puni krug oko svoje osi (i to unatoč činjenici da se rotacija odvija brzinom od 250 kilometara u sekundi). Tako se sve zvijezde naše galaksije kreću u jednom impulsu dugi niz godina, a zajedno s njima i naš Sunčev sustav. Što ih tjera da se okreću oko jezgre doista mahnitom brzinom? Znanstvenici sugeriraju i kolosalnu težinu centra i gotovo nesagledivu količinu energije (može premašiti veličinu od 150 milijuna sunaca).
Zašto ne vidimo nikakve spirale ili ogromnu jezgru, zašto ne osjetimo ovu univerzalnu rotaciju? Činjenica je da se nalazimo u rukavcu ovog spiralnog Svemira, a mahniti ritam njegovog života opažamo svakodnevno.
Naravno, bit će skeptika koji će poricati ovakvu strukturu naše galaksije, pozivajući se na činjenicu da ne postoji (i ne može je postojati) točna fotografija galaktičkog diska. Činjenica je da Svemir nipošto nije ograničen na galaksiju Mliječni put i da postoji hrpa sličnih formacija u svemiru. Po strukturi su vrlo slični našoj galaksiji - to su isti diskovi sa središtem oko kojeg se okreću zvijezde. Odnosno, izvan našeg Mliječnog puta postoje milijarde sustava sličnih Sunčevom.
Nama najbliža galaksija su Veliki i Mali Magellanov oblak. Mogu se vidjeti gotovo golim okom na južnoj hemisferi. Ove dvije male svjetleće točke, slične oblacima, prvi je opisao veliki putnik, od čijeg su imena došli nazivi svemirskih objekata. Promjer Magellanovih oblaka relativno je mali - manji od polovice Mliječnog puta. I mnogo je manje zvjezdanih sustava u Oblacima.
Ili maglica Andromeda. Ovo je još jedna galaksija spiralnog oblika koja je izgledom i sastavom vrlo slična Mliječnoj stazi. Njegova veličina je nevjerojatna - prema najkonzervativnijim procjenama, tri puta je veći od našeg Puta. A broj takvih gigantskih galaksija u Svemiru odavno je premašio milijardu - to je samo ono što možemo vidjeti u ovoj fazi razvoja astronomije. Sasvim je moguće da ćemo za nekoliko godina postati svjesni još jedne, dosad nezapažene galaksije.
Kao što je ranije spomenuto, Mliječni put je skup milijuna zvijezda sa svojim vlastitim sustavima, sličnim solarnom. Koliko planeta ima u našoj galaksiji prava je misterija koju više od jedne generacije astronoma pokušava riješiti. Iako ih, da budemo iskreni, više brine drugo pitanje - kolika je vjerojatnost da unutar naše galaksije postoji zvjezdani sustav čije su karakteristike slične našemu? Znanstvenike posebno zanimaju zvijezde koje imaju brzinu rotacije i tehničke karakteristike slične Suncu, a također zauzimaju naše mjesto na galaktičkoj ljestvici. To je zato što na planetima koji su po starosti i uvjetima slični našoj Zemlji, postoji velika vjerojatnost postojanja inteligentnog života.
Nažalost, pokušaji znanstvenika da u kraku galaksije pronađu barem nešto slično Sunčevom sustavu nisu bili uspješni. I ovo je vjerojatno najbolje. Još se ne zna tko ili što nas može dočekati u nepoznatoj konstelaciji.
Na kraju svog života zvijezda odbacuje svoj plinski omotač, a njezina se jezgra vrlo brzo počinje smanjivati. Pod uvjetom da je masa zvijezde dovoljno velika (1,4 puta veća od Sunca), na njenom mjestu će nastati crna rupa. Ovo je objekt s kritičnom brzinom koju nijedan objekt ne može savladati. Kao rezultat toga, ono što upadne u Crnu rupu zauvijek nestaje u njoj. To jest, u biti, ovaj kozmički element je karta u jednom smjeru. Svaki predmet koji se dovoljno približi Rupi zauvijek će nestati.
Tužno je, zar ne? Ali postoji i pozitivna strana Crne rupe - zahvaljujući njoj se postupno uvlače različiti kozmički objekti i formiraju nove galaksije. Ispostavilo se da je jezgra svakog od poznatih zvjezdanih sustava crna rupa.
Svaki narod ima svoje legende o tome kako je nastao vidljivi dio Mliječne staze. Na primjer, stari Grci su vjerovali da nastaje od prolivenog mlijeka božice Here. Ali u Mezopotamiji je postojala legenda o rijeci napravljenoj od istog pića. Tako su mnogi narodi veliki skup zvijezda povezivali s mlijekom, po čemu je naša galaksija i dobila ime.
Prilično je teško točno izračunati broj zvijezda u našoj galaksiji, jer kažu da ih ima više od 200 milijardi. Kao što razumijete, proučavanje svih njih s modernim razvojem znanosti vrlo je problematično, pa znanstvenici skreću pozornost samo najzanimljivijim predstavnicima ovih svemirskih objekata. Uzmimo, na primjer, alfa zvijezdu iz sazviježđa Carina (Carina). Ovo je superdiv zvijezda, koja je dugo vremena držala titulu najveće i najsjajnije.
Sunce je također jedna od zvijezda u Mliječnoj stazi, koja, međutim, nema neke izvanredne karakteristike. Ovo je mali žuti patuljak, koji je postao poznat samo po tome što je milijunima godina izvor života na našem planetu.
Astronomi iz cijelog svijeta dugo su sastavljali popise zvijezda koje se odlikuju izuzetnom masom ili sjajem. Ali to uopće ne znači da je svaki od njih dobio svoje ime. Obično se imena zvijezda sastoje od slova, brojeva i imena zviježđa kojima pripadaju. Tako je najsjajnija zvijezda u Mliječnoj stazi na astronomskim kartama označena kao R136a1, a R136 nije ništa drugo nego ime maglice iz koje dolazi. Ova zvijezda ima neopisivu moć koja se ne može usporediti ni s čim. R136a1 sija 8,7 milijuna puta jače od našeg Sunca, zbog čega je vrlo teško zamisliti bilo kakav život u njegovoj blizini.
Ali kolosalna snaga ne znači da R136a1 ima impresivne dimenzije. Popis najvećih zvijezda predvodi UY Scuti, koji je 1,7 tisuća puta veći od veličine naše zvijezde. Odnosno, ako bi umjesto Sunca postojala ova zvijezda, ona bi zauzimala cijeli prostor od središta našeg sustava do Saturna.
Iako koliko god ove zvijezde bile velike i moćne, njihova ukupna masa ne može se usporediti s masom Crne rupe koja se nalazi u središtu galaksije. Njezina je kolosalna energija ta koja drži Mliječnu stazu, tjerajući je da se kreće određenim redoslijedom.
Naša galaksija nije samo raspršenost zvijezda na noćnom nebu. Ovo je ogroman sustav koji se sastoji od stotina milijardi zvijezda, uključujući i naše Sunce.
Sunčev sustav uronjen je u golemi zvjezdani sustav - Galaksiju, koja broji stotine milijardi zvijezda vrlo različitog sjaja i boja (Zvijezde u odjeljku: "Život zvijezda"). Svojstva različitih tipova zvijezda u Galaksiji su prilično dobro poznata astronomima. Naši susjedi nisu samo tipične zvijezde i drugi nebeski objekti, već predstavnici najbrojnijih “plemena” Galaksije. Trenutno su proučavane sve ili gotovo sve zvijezde u blizini Sunca, s izuzetkom vrlo patuljastih, koje emitiraju vrlo malo svjetla. Većina njih su vrlo slabi crveni patuljci - njihove mase su 3-10 puta manje od mase Sunca. Zvijezde slične Suncu vrlo su rijetke, njih samo 6%. Mnogi naši susjedi (72%) grupirani su u više sustava, gdje su komponente međusobno povezane gravitacijskim silama. Koja od stotina obližnjih zvijezda može ponijeti titulu najbližeg susjeda Sunca? Sada se smatra komponentom poznatog trostrukog sustava Alpha Centauri - slabog crvenog patuljka Proxime. Udaljenost do proksime je 1,31 pc, svjetlost od nje do nas putuje za 4,2 godine. Statistika cirkumsolarne populacije daje uvid u evoluciju galaktičkog diska i galaksije u cjelini. Na primjer, raspodjela sjaja zvijezda solarnog tipa pokazuje da je starost diska 10-13 milijardi godina.
U 17. stoljeću, nakon izuma teleskopa, znanstvenici su prvi shvatili koliki je broj zvijezda u svemiru. Godine 1755. njemački filozof i prirodoslovac Immanuel Kant predložio je da zvijezde tvore skupine u kozmosu, baš kao što planeti tvore Sunčev sustav. Nazvao je te grupe "zvjezdanim otocima". Prema Kantu, jedan od tih bezbrojnih otoka je Mliječna staza - grandiozni skup zvijezda, vidljiv na nebu kao lagana, maglovita pruga. Na starogrčkom riječ "galaktikos" znači "mliječan", zbog čega se Mliječni put i slični zvjezdani sustavi nazivaju galaksijama.
Na temelju rezultata svojih izračuna, Herschel je pokušao odrediti veličinu i oblikuje neku vrstu debelog diska: u ravnini Mliječne staze proteže se na udaljenost ne veću od 850 jedinica, au okomitom smjeru - na 200 jedinica. , ako udaljenost do Siriusa uzmemo kao jedan. Prema modernoj ljestvici udaljenosti, to odgovara 7300X1700 svjetlosnih godina. Ova procjena općenito ispravno odražava strukturu Mliječne staze, iako je vrlo neprecizna. Činjenica je da osim zvijezda, disk galaksije uključuje i brojne oblake plina i prašine koji slabe svjetlost dalekih zvijezda. Prvi istraživači Galaksije nisu znali za ovu upijajuću tvar i vjerovali su da su vidjeli sve njene zvijezde.
Prava veličina Galaksije ustanovljena je tek u 20. stoljeću. Ispostavilo se da se radi o mnogo ravnijoj formaciji nego što se mislilo. Promjer galaktičkog diska prelazi 100 tisuća svjetlosnih godina, a debljina je oko 1000 svjetlosnih godina. Zbog činjenice da se Sunčev sustav nalazi praktički u ravnini galaksije, ispunjenoj upijajućom materijom, mnogi detalji strukture Mliječne staze skriveni su od pogleda zemaljskog promatrača. Međutim, one se mogu proučavati na primjeru drugih galaksija sličnih Shashi. Dakle, u 40-ima. XX. stoljeća, promatrajući galaksiju M 31, poznatiju kao maglica Andromeda, njemački astronom Walter Baade primijetio je da je plosnati disk u obliku leće ove goleme galaksije uronjen u rjeđi sferni zvjezdani oblak - aureolu. Budući da je maglica vrlo slična našoj galaksiji, pretpostavio je da i Mliječna staza ima sličnu strukturu. Zvijezde galaktičkog diska nazvane su populacijom tipa I, a halo zvijezde nazvane su populacijom tipa II.
Kako pokazuju suvremena istraživanja, dvije vrste zvjezdanih populacija razlikuju se ne samo po svom prostornom položaju, već i po prirodi kretanja, kao i po kemijskom sastavu. Ove značajke povezane su prvenstveno s različitim podrijetlom diska i sferne komponente.
Struktura galaksije: Halo
Granice naše Galaksije određene su veličinom aureole. Radijus aureole znatno je veći od veličine diska i, prema nekim podacima, doseže nekoliko stotina tisuća svjetlosnih godina. Središte simetrije aureole Mliječne staze poklapa se sa središtem galaktičkog diska. Halo se uglavnom sastoji od vrlo starih, slabih zvijezda male mase. Javljaju se pojedinačno iu kuglastim skupovima koji mogu sadržavati više od milijun zvijezda. Starost stanovništva sferne komponente Galaksije prelazi 12 milijardi godina. Obično se uzima kao starost same Galaksije. Karakteristična značajka halo zvijezda je izuzetno mali udio teških kemijskih elemenata u njima. Zvijezde koje tvore kuglaste skupove sadrže stotine puta manje metala od Sunca.
Zvijezde sferne komponente koncentrirane su prema središtu Galaksije. Središnji, najgušći dio aureole unutar nekoliko tisuća svjetlosnih godina od središta galaksije naziva se "izbočina". Zvijezde i halo zvjezdani skupovi kreću se oko središta Galaksije u vrlo izduženim orbitama. Budući da se pojedinačne zvijezde okreću gotovo nasumično, aureola kao cjelina rotira vrlo sporo.
Struktura galaksije: Disk
U usporedbi s aureolom, disk se okreće osjetno brže. Brzina njegove rotacije nije ista na različitim udaljenostima od središta. Brzo se povećava od nule u središtu do 200-240 km/s na udaljenosti od 2 tisuće svjetlosnih godina od njega, zatim se malo smanjuje, ponovno povećava na približno istu vrijednost i zatim ostaje gotovo konstantna. Proučavanje karakteristika rotacije diska omogućilo je procjenu njegove mase. Ispostavilo se da je 150 milijardi puta veća od mase Sunca. Stanovništvo diska se jako razlikuje od stanovništva aureole. Mlade zvijezde i zvjezdani skupovi, čija starost ne prelazi nekoliko milijardi godina, koncentrirani su u blizini ravnine diska. Oni čine takozvanu ravnu komponentu. Među njima ima puno svijetlih i vrućih zvijezda.
Plin u disku galaksije također je koncentriran uglavnom u blizini njegove ravnine. Nalazi se neravnomjerno, tvoreći brojne oblake plina - divovske superoblake, heterogene strukture, koji se protežu nekoliko tisuća svjetlosnih godina do malih oblaka veličine ne većeg od parseka. Glavni kemijski element u našoj Galaksiji je vodik. Otprilike 1/4 se sastoji od helija. U usporedbi s ova dva elementa, ostali su prisutni u vrlo malim količinama. U prosjeku je kemijski sastav zvijezda i plina u disku gotovo isti kao i Sunčev.
Struktura galaksije: jezgra
Jedno od najzanimljivijih područja Galaksije smatra se njezino središte, odnosno jezgra, smještena u smjeru zviježđa Strijelca. Vidljivo zračenje iz središnjih područja Galaksije potpuno je skriveno od nas debelim slojevima apsorbirajuće tvari. Stoga se počeo proučavati tek nakon stvaranja prijemnika za infracrveno i radio zračenje, koji se apsorbiraju u manjoj mjeri. Središnja područja Galaksije karakterizira jaka koncentracija zvijezda: svaki kubni parsek u blizini središta sadrži ih mnogo tisuća. Udaljenosti između zvijezda desetke su i stotine puta manje nego u blizini Sunca. Da živimo na planetu u blizini zvijezde koja se nalazi u blizini jezgre Galaksije, tada bi na nebu bili vidljivi deseci zvijezda, po sjaju usporedivi s Mjesecom, a mnoge tisuće svjetlije od najsjajnijih zvijezda na našem nebu.
Osim velikog broja zvijezda, u središnjem području Galaksije uočen je cirkumnuklearni plinski disk koji se pretežno sastoji od molekularnog vodika. Njegov radijus prelazi 1000 svjetlosnih godina. Bliže središtu, primjećuju se područja ioniziranog vodika i brojni izvori infracrvenog zračenja, što ukazuje da se ondje odvija stvaranje zvijezda. U samom središtu Galaksije pretpostavlja se postojanje masivnog kompaktnog objekta – crne rupe mase oko milijun solarnih masa. U središtu se nalazi i svijetli radio izvor, Strijelac A, čiji se nastanak povezuje s aktivnošću jezgre.
