Молочний Шлях. Місце Сонячної системи в Галактиці

Молочний Шлях

Чумацький Шлях — власна назва галактики, у якій розташована наша Сонячна система, а також усі зорі, які ми бачимо неозброєним оком. Чумацький Шлях є спіральною галактикою типу SBbc за класифікацією Габбла, що разом із галактикою Андромеди, Галактикою Трикутника та низкою інших галактик утворюють місцеву галактичну групу. У свою чергу, місцева група входить до Надскупчення Діви.

За останні десятиліття астрономія зробила великий крок вперед, використовуючи найсучасніші технології для досліджень Галактики в радіо, інфрачервоному, оптичному, рентгенівському і інших частотних діапазонах. Ці дослідження дозволили людям глибше зрозуміти будову і еволюцію нашої Галактики.

Чумацький Шлях в різних довжинах хвиль

Чумацький Шлях як небесне явище

Чумацький Шлях при спогляданні на небі виглядає як неяскрава дифузна світла смуга, що проходить приблизно вздовж великого кола небесної сфери. У північній півкулі наша Галактика перетинає сузір'я Орла, Стріли, Лисички, Лебедя, Цефея, Кассіопеї, Персея, Візничого, Тельця та Близнюків; у південному — Єдинорога, Корми, Вітрил, Південного Хреста, Циркуля, Південного Трикутника, Скорпіоната Стрільця. У Стрільці лежить центр Галактики.

3D-модель галактики Чумацький шлях

Учені показали 3D-модель нашої галактики Чумацький шлях, для створення якої було потрібно шість років відстежувати спеціальний клас зірок. Роботу виконали дослідники з Варшавського університету в Польщі.

Робити прямі вимірювання актуальними інструментами було дуже складно, але дослідники з Варшави виявили, що певний тип зірок має особливі властивості, які дозволяють точно визначити до неї відстань.

Їх назва — «змінювані зірки Цепеїди». Це молоді зірки, що світять яскравіше за наше Сонце, і пульсують за стабільною схемою. Це означає, що якщо визначити частоту імпульсів, можна дізнатися, скільки світла виділяє зірка, і визначити відстань до неї.

Похибка визначення відстані до Цепеїдів у теорії не перевищує 5%. Вони використовувалися як маячки в різних областях галактики. Вчені каталогізували дані 6 років, завдяки чому вдалося зібрати достатньо точок для моделяціі форми Чумацького шляху.

Карта доводить, що диск Чумацького шляху не плоский. Галактика викривляється вгору і вниз, трохи нагадує капелюх з нахиленими полями.

Будова Галактики

Одним з найпомітніших утворень в дисках галактик, подібних до нашої, є спіральні гілки (або рукави). Вони дали назву цьому типу об'єктів — спіральні галактики. Спіральна структура в наший Галактиці дуже добре розвинена. Уздовж рукавів в основному зосереджені наймолодші зірки, багато розсіяних зоряних скупчень і асоціації, а також ланцюжки щільних хмар міжзоряного газу, в яких продовжують утворюватися зірки. У спіральних гілках велика кількість змінних і спалахуючих зірок, у них найчастіше спостерігаються вибухи деяких типів наднових. На відміну від гало, де будь-які прояви зоряної активності надзвичайно рідкісні, в гілках продовжується бурхливе життя, пов'язане з безперервним переходом речовини з міжзоряного простору в зірки і назад. Галактичне магнітне поле, яке пронизує весь газовий диск, також зосереджене головним чином у рукавах.

Кожен спіральний рукав описує логарифмічну спіраль із нахилом приблизно 12°. Вважається, що у нашій галактиці існують чотири основні спіральні рукави, котрі беруть свій початок у галактичному центрі. Згідно із зображенням ліворуч ці рукави мають такі назви: Трьохкілопарсековий Рукав та Рукав Персея; Рукав Норми та Рукав Лебедя (разом із нещодавно відкритим відгалуженням 6); Рукав Південного Хреста та Щита; Рукав Каріни та Стрільця. Окрім перелічених вище, існують також менші рукави або відгалуження, включаючи: Рукав Оріона, у якому міститься наше Сонце та Сонячна система.

Поза межами основних спіральних рукавів розташоване Зовнішнє Кільце або Кільце Єдинорога. Воно складається із газу та зірок, що були запозичені від інших галактик мільярди років тому. Існування цього кільця передбачили астрономи Брайан Йанні та Хайді Н'юберг.

Зоряні потоки у Чумацькому Шляху, виявлені за станом на 2007 рік

Місце Сонячної системи в Галактиці

Розташування Сонця в нашій Галактиці досить невдале для вивчення цієї системи як цілого: ми знаходимося поблизу площини зоряного диска, і з Землі складно виявити структуру Галактики. До того ж, в області, де розташовано Сонце, досить багато міжзоряної речовини, що поглинає світло і робить зоряний диск майже непрозорим для видимого світла в деяких напрямах, особливо у напрямі її ядра. Тому дослідження інших галактик грають величезну роль в розумінні природи нашої Галактики.

Об’єкти, що належать нашій галактиці. Розподіл зір в Галактиці

Сонце розташоване поблизу площини Галактики на відстані 25000 св. років від її ядра. Вектор швидкості Сонця відносно найближчих зір спрямований до сузір’я Геркулес. Разом з усіма сусідніми зорями Сонце обертається навколо ядра Галактики зі швидкістю 250 км /с. Період обертання Сонця навколо ядра називається галактичним роком, який дорівнює 250000000 земних років. Аналіз швидкості обертання зір свідчить про суттєву відміну між поведінкою об’єктів у сферичній та плоскій складових Галактики. Якщо зорі плоскої складової обертаються навколо центра Галактики поблизу однієї площини, то зорі сферичної складової об’єднані у величезні кулясті скупчення, що обертаються навколо центра по витягнутих орбітах у різних площинах. До того ж, період обертання цих скупчень показує, що значна маса Галактики розподілена саме у сферичній складовій. Це можуть бути об’єкти малої маси, які не випромінюють енергію у видимій частині спектра, або чорні діри малої маси.

Однією з таємниць Галактики є так звані спіральні рукави, які зароджуються десь біля її центра. Сонце розташовується на периферії одного з таких рукавів, що закручений у площині галактичного диска. Астрономи вважають, що спіральні рукави виникають як спіральні хвилі густини, які створюються під час стиснення хмар міжзоряного газу на початковому етапі формування зір. У свою чергу, при виникненні зір у міжзоряних хмарах газу та пилу виникають ударні хвилі, що призводить до утворення молодих зір. Коли масивні зорі спалахують як Наднові, то теж утворюються нові туманності, й нові ударні хвилі поширюються у міжзоряному просторі. Тобто формування однієї групи зір забезпечує створення механізму для утворення нового покоління зір. Цей процес інколи називають формуванням зір за допомогою саморозмноження. Такий перебіг подій може формувати спіральні хвилі густини не тільки в нашій Галактиці, але й в інших спіральних галактиках.

Цікаві факти про Чумацький Шлях

Понад сто років назад, астрономи вважали, що Чумацький Шлях це весь Всесвіт. В нашій галактиці близько ста мільярдів зірок і приблизно в двічі більше планет, тому навіть не дивно, що вчені допустили таку помилку. Чумацький Шлях є лише однією з мільярдів галактик у Всесвіті.

  1. За легендою, колись чумаки їздили по сіль в Крим, а орієнтувались по нічному небу, так і з'явилась найпопулярніша в Україні назва нашої галактики — Чумацький Шлях. Також популярною є назва Молочний шлях.

  2. В стародавньому Римі та Греції Чумацький Шлях називали молочною рікою, звідси найбільш популярна у світі назва — Молочний Шлях.

  3. В Індії наша галактика називається Акаша Гангу, що з санскриту перекладається, як «Ганг небес».

  4. За древнім китайським міфом боги підняли річку на небеса, так і з'явився Чумацький Шлях і саме тому у Китаї його називають «Срібна річка».

  5. Найкраще спостерігати за Чумацьким Шляхом знаходячись далеко від штучних джерел світла. Через мізерну кількість людей на території Антарктиди, тут дуже не значне світлове забруднення і тому це одне з кращих місць, де можливо сповна насолодитись виглядом нашої галактики, навіть неозброєним оком.

  6. Земля знаходиться на окраїні Чумацького Шляху, відстань до центру нашої галактики понад 8,5 кіло парсек або понад 27 тисяч світлових років. Щоб краще зрозуміти які розміри Чумацького Шляху уявіть собі, що діаметр Сонячної системи всього 1 мм, тоді розміри нашої галактики були б понад 85 км.

  7. Розміри нашої галактики близько 100 000 світлових років у діаметрі і хоч вона надзвичайно велика навіть в космічних масштабах, вченим відомі значно більші астрономічні об'єкти. Чумацький Шлях у дев'ять разів менший за галактику Мессьє 87 у сузір'ї Діви. Ще більшою є галактика Геркулес А, розміри якої перевищують 1,5 млн. світлових років.

  8. Якщо Земля оберталася б навколо Сонця з тією ж швидкістю, що зірки обертаються навколо центру Чумацького Шляху, то рік тривав би на нашій планеті 3 дні, а не 365.

  9. Сьогодні вчені не мають можливості зробити фото Молочного Шляху ззовні. Сонячна система знаходиться на майже рівній відстані від центра нашої галактики та її краю (відстань до центру близько 27 тисяч світлових років) і тому будь-які фото спікальної галактики Чумацький Шлях є або зображенням іншої галактики, або відтворенням талановитого художника.

  10. Більшість людей уявляє нашу галактику, як величезний плоский диск, але насправді диск далеко не ідеальної форми. Досліджуючи схожі галактики вчені дійшли висновку, що Молочний Шлях має викривлену форму, через гравітаційну взаємодію з сусідніми галактиками Великою та Малою Магеллановою Хмарою.

  11. Схоже гравітаційне викривлення має спіральна галактика ESO 510-G13 в сузір'ї Гідри. Через взаємодію з сусідніми галактикою екватор утворює деформований диск і ймовірно, схожа деформація відбувається також в нашій галактиці.

  12. Орбітальна швидкість Сонячної системи навколо центру галактики Чумацький Шлях становить близько 220 км / сек, або 0,073% від швидкості світла. Сонце та наша сонячна система облетіли галактику менш ніж у 20 разів.

  13. Чумацький Шлях обертається зі швидкістю близько 270 кілометрів на секунду. Таким чином, фактичне місце в просторі, де ви були годину назад, зараз на відстані 972000 км від вас.

  14. В центрі галактики знаходиться надмасивна чорна діра, яка називається Стрілець A*. Маса ядра нашої галактики приблизно в 4,3 мільйона разів більша ніж маса Сонця.

  15. Вчені вважають, що маса нашої галактика на 90% складається з темної матерії, це означає ,що всі обєкти які ми можемо побачити неозброєним оком чи за допомогою телескопа складають лише 10% маси Молочного Шляху.

  16. Найстарішою відомою зіркою в нашій галактиці є червоний гігант в сузір'ї Терезів — HE 1523-0901. Вчені вважають, що зірка сформувалась незабаром після Великого вибуху і вона всього на півмільярда років молодша за Всесвіт. Вона знаходиться на відстані 7500 світлових років від Землі і її вік становить близько 13,2 мільярда років.

  17. Коли ми у нічному небі бачимо Чумацький Шлях, то насправді нашому зору доступно лише близько 0.0000025% від мільярдів зірок в нашій галактиці.

  18. Чумацький Шлях постійно зростає внаслідок злиття з іншими меншими галактиками. В даний час Чумацький Шлях поглинає зірки з карликової еліптичної галактики Стрілець.

  19. Для того, щоб залишити нашу галактику, зірці чи будь-якому іншому об'єкту потрібно надзвичайно велику кількість енергії. Об'єкт має набути швидкість понад 1.5 млн. км/годину. Сьогодні астрономами зафіксовано менш як два десятки гігантських блакитних зірок, які були викинуті за межі нашої галактики.

  20. Наша галактика приблизно через 5 мільярдів років об'єднається з галактикою Андромеди.

3,5 млн років тому в центрі Чумацького Шляху стався потужний вибух

«Катастрофічний» вибух, спровокований надмасивною чорною дірою, розташованою в центрі нашої Галактики, стався всього 3,5 мільйона років тому.

Довгі роки астрономи підозрювали, що колись в центрі нашої Галактики стався потужний вибух, однак датувати його не вдавалося. Тепер міжнародна команда вчених на чолі з Джосс Бленд з Сіднейського університету визначила, що вибух, відомий як спалах Сейферта, стався всього 3,5 мільйона років тому. У цей час найбільш ранні предки людини вже ходили по Землі.

У 1996 році астрономам стало відомо про дивне сяйво, що виходить з Магелланової потоку - смуги міжзоряних хмар нейтрального водню, частково оточуючу Галактику.

Вчені почали шукати причину світіння, і чорна діра Стрілець А * стала їх головним підозрюваним. У 2013 р. команда Джосс Бленда вперше навела докази вибуху, спровокованого чорною дірою.

Остання робота команди, опублікована в «Astrophysical Journal», грунтується на попередніх відкриттях і на аналізі нових даних, зібраних космічним телескопом Хаббла. Використовуючи цю інформацію, дослідники підрахували, що вибух стався 3,5 мільйона років тому і тривав близько 300 000 років.

Дві конусоподібні ядерні спалахи (вчені порівняли їх зі світлом маяка) прорізали Чумацький шлях в протилежних напрямках на відстань не менше 200 000 світлових років. Незабаром вони «вдарилися» об Магеллановий потік.

Вчені стверджують, що такий потужний вибух міг бути викликаний тільки ядерної активністю Стрільця А * - надмасивної чорної діри в центрі Чумацького шляху, яка в 4,2 мільйона разів більша за Сонце.

До сих пір Чумацький Шлях представлявся астрономам як неактивна галактика з не дуже динамічним центром, проте нове відкриття доводить зворотне. Спалах, що сталася 3,5 млн років тому, був настільки потужним, що мав наслідки для всієї галактики. За словами вчених, «ми є свідками пробудження сплячої красуні».

За матеріалами Independent

Великий Провал — туманність, темна смуга в Чумацькому Шляху від сузір'я Лебедя до сузір'я Скорпіона, що збігається з середньою площиною Галактики. Газопилові хмари, які концентруються до площини Галактики, екранують світло розміщених за ними зір і туманностей, що й проявляється як Великий Провал. Просторово комплекс лежить між Сонячною системою та рукавом Стрільця. Відстань до цього комплексу газопилових хмар приблизно 100 парсеків. Маса хмар із плазми і пилу оцінюються приблизно в 1 млн сонячних мас. Неозброєним оком Великий Провал можна спостерігати на зоряному небі як довгу темну смугу через молочне сяйво нашої Галактики, що ділить його на два рукави (завширшки приблизно у третину, із численними відгалуженнями й перемичками).

Великий Провал на Чумацькому Шляху