В какой галактике мы живем?

Что мы точно знаем о ней?

Мы абсолютно уверены в том, что Вселенная огромна, и с большой долей вероятности можем утверждать, что она неизмерима. Для измерения расстояний между космическими объектами используется совершенно «вселенская» единица – световой год. Это расстояние, которое луч света способен преодолеть за год.

Вещество, из которого состоит Вселенная, окружает нашу планету как минимум на расстоянии 93 миллиардов световых лет. Для сравнения, наша галактика занимает место, которое можно преодолеть за 100 тысяч световых лет.

Ученые разделяют космическое вещество на скопление атомов – понятную и изученную физическую материю, которую называют также барионным веществом. Однако большую часть Вселенной занимает неизученная темная энергия, свойства которой неизвестны ученым. Также немалую часть видимого пространства Вселенной занимает темная или скрытая масса, которую ученые называют невидимым веществом.

Скопление барионного вещества образует звезды, планеты и другие космические тела, которые, в свою очередь, образуют галактики. Последние находятся в движении и удаляются друг от друга. Ответить на вопрос о том, сколько галактик во Вселенной, с точностью невозможно.

Обнаружение и название

Галактика Млечный путь получила своё нынешнее наименование неспроста. Оно имеет богатую историю и в переводе с латинского языка означает «путь молока», которое фигурирует во многих работах древних учёных. Один из них отмечал, что система включает в себя значительное количество небольших звёзд, которые плотно сгруппированы. Они расположены близко по отношению друг к другу, поэтому визуально напоминают пятна, а по цветовым характеристикам похожи на молоко.

Изначально представители учёного мира делали предположение о том, что Млечный путь перенасыщен звёздами. Однако это была лишь догадка, которая просуществовала до 1610 года. Именно в то время Г. Галилей направил своё первое телескопическое устройство на звёздное небо и сумел рассмотреть отдельные светила. Вследствие этого человечество узнало правду: звёзд значительно больше, и все они являются частью рассматриваемой галактики.

Млечный путь

И. Кант в 1755 г. был убеждён в том, что галактика Млечный путь представляет собой звёздную коллекцию, которая обладает общей гравитационной силой. Именно она является «двигателем» в процессе вращения объектов. Десятью годами позже У. Гершель совершил попытку воссоздания галактической формы, но не смог догадаться о том, что львиная её доля скрыта за дымкой из пыли и газа.

Данная ситуация была серьёзно изменена в 20-х годах прошлого столетия. Э. Хабблу удалось убедить учёных и обывателей в том, что они видят не туманности спирального типа, а самостоятельные галактические группы. Именно в это время возникла возможность осознания формы, которой обладает Млечный путь. Оказалось, что он представляет собой спираль, имеет перемычку.

Строение Галактики

Планеты, похожие на Землю

Если в нашей галактике имеется более 100 миллиардов планет, сколько же из них планет, похожих на Землю? Оказывается, не так уж и много. Существуют десятки различных типов планет: газовые гиганты, планеты-пульсары, бурые карлики и планеты, на которых с неба падает дождь из расплавленного металла. Те планеты, которые состоят из каменных пород, могут располагаться слишком далеко или слишком близко к звезде, поэтому на Землю они вряд ли похожи.

Результаты последних исследований показали, что в нашей галактике, оказывается, больше планет земного типа, чем предполагалось раннее, а именно: от 11 до 40 миллиардов. Ученые взяли в качестве примера 42 тысячи звезд, похожих на наше Солнце, и стали искать экзопланеты, которые могут вращаться вокруг них в зоне, где не слишком жарко и не слишком холодно. Было обнаружено 603 экзопланеты, средикоторых 10 соответствовали критериям поиска.

Анализируя данные о звездах, ученые доказали существование миллиардов похожих на Землю планет, которые им только предстоит официально открыть. Теоретически эти планеты способны поддерживать температуру для существования на них жидкой воды, которая, в свою очередь, позволит возникнуть жизни.

Эволюция и будущее

Астрономы, производившие замеры движения 30 тыс. звёзд в галактике Млечный Путь, обнаружили, что больше 10 млрд лет назад Млечный Путь столкнулся с галактикой Кракен, а затем Млечный Путь слился с крупной галактикой Гайя-Энцелад, что привело к образованию толстого диска и придало ему надутую форму. По размерам Гайя-Энцелад была в 10 раз меньше современного Млечного Пути, но в момент катаклизма соотношение было 1 к 4, так как Млечный Путь был тогда намного меньше. По массе Гайя-Энцелад была немного более массивной, чем современное Малое Магелланово Облако.

Учёные эксперимента Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) Слоуновского цифрового небесного обзора, изучив в ближнем инфракрасном диапазоне химический состав и параметры движения десятков тысяч звёзд, пришли к выводу, что 10 млрд л. н. с Млечным Путём могла столкнуться галактика-прародитель системы Inner Galaxy Structure (IGS) массой ∼5 ⋅108 масс Солнца (примерно вдвое больше массы галактики Гайя-Энцелад), так как несколько сотен звёзд имели радикально отличающиеся скорость и химический состав, напоминающий состав спутников Млечного Пути с низкой массой. В гало Млечного Пути около одной трети от числа звёзд приходится на долю звёзд системы IGS. Бедная металлами популяция звёзд в пределах ∼4 кпк от галактического центра, которая химически и динамически отличается от своих коспространственных, более богатых металлами аналогов, является, вероятно, остатком массивного аккреционного события, которое произошло на ранних стадиях формирования Млечного Пути. Всего произошло как минимум 12 столкновений Млечного Пути с другими галактиками.

По расчётам учёных из Калифорнийского университета в Риверсайде (США), 1 млрд лет назад карликовая галактика в Киле, Карликовая галактика в созвездии Печь и ещё несколько ультраслабых карликовых галактик были спутниками Большого Магелланова Облака, а не Млечного Пути.

Возможны столкновения нашей Галактики с иными галактиками, в том числе со столь крупной, как галактика Андромеды, однако конкретные предсказания пока невозможны ввиду незнания поперечной скорости внегалактических объектов.

Согласно опубликованным в сентябре 2014 года данным, по одной из моделей, через 4 млрд лет Млечный Путь «поглотит» Большое и Малое Магеллановы Облака, а через 5 млрд лет сам будет поглощён Туманностью Андромеды. По другим расчётам, галактики столкнутся по касательной через 4,5 млрд лет.

По расчётам учёных из Института вычислительной космологии Даремского университета, Большое Магелланово облако, которое сейчас отдаляется от Млечного пути, примерно через 1 млрд лет развернётся и направится к центру нашей Галактики, где в течение примерно 1,5 млрд лет будет происходить их слияние. При этом центральный объект нашей Галактики Стрелец А* увеличится в размерах в 10 раз. В результате столкновения через 2 млрд лет Солнечная система может быть вытолкнута из нашей Галактики в межгалактическое пространство.

Состав и структура Млечного Пути

Представьте, что Вам удалось улететь на несколько сотен тысяч световых лет в направлении, перпендикулярном плоскости диска Млечного пути. Посмотрев на нашу Галактику сверху Вы увидели бы, что это спиральная галактика с перемычками. Она имеет диаметр около 120 000 и толщину около 1000 световых лет. В течение долгого времени ученые считали, что Млечный Путь имеет четыре основных спиральных рукава. Но благодаря новым исследованиям выяснилось, что на самом деле их всего два. Они носят название Escudo-Centauro и Carina-Sagitario. Есть и второстепенные рукава. В одном из них находится наше Солнце.

Наша Галактика на ночном небе выглядит гораздо ярче по направлению к галактическому центру. Тот факт, что Млечный Путь делит ночное небо на две более или менее равные половины, указывает на то, что положение Солнечной системы близко к плоскости Галактики. Млечный Путь имеет относительно низкую яркость из-за газов и пыли, которые заполняют галактический диск. Это мешает нам видеть яркий центр Галактики. А также наблюдать за тем, что находится на другой ее стороне.

Художественная концепция Млечного Пути.Предоставлено: НАСА.

Спиральные рукава — это области высокой плотности материи, которые вращаются вокруг центра Млечного Пути. Продвигаясь через космос, они сжимают пыль и газ, которые встречаются на их пути. Это вызывает активное звездообразование. В центре нашей Галактики находится колоссальная черная дыра. Она носит имя Sgr A*. Ее масса в 4 миллиона раз превышает массу нашего Солнца.

В центре Галактики есть черная дыра

Большинство более крупных галактик имеют значительное черное пространство в центре, и Млечный Путь не исключение. Центр нашей Галактики является серьезным источником радиоволн, которые, как полагают, и есть черная дыра. И измеряется она в 22,5 млн километров. Но это только сама черная дыра.

Материю, которая собирается вокруг черной дыры, именуют аккреционным диском — он в 4,6 млн раз превышает массу Солнца и вписывается в орбиту Земли. Несмотря на то, что все черные дыры пытаются поглотить все, что находится поблизости, около этого астрономического явления было обнаружено звездообразование.

Наблюдение Млечного пути на небе.

Впрочем, никто не мешает нам рассматривать на небе и то, что видно прямо “из окна”. Так что же увидит наблюдатель с Земли?

Млечный Путь проходит через созвездия Лебедя, Кассиопеи и Пер­сея. В весенние вечера Млечный Путь почти не виден. Он протягивается по северной стороне небосклона небольшой и невысокой дугой от северо-запада (где стоит Персей) к северо-востоку (где стоит Лебедь). Самая верхняя точка этой дуги, в Кассиопее, находится на середине расстояния между Полярной звездой и горизонтом.

Летом Млечный Путь представляет величественную картину, особенно, когда созвездие Лебедя войдет в кульминацию, то есть станет прямо на юге, почти в зените. В летние ночи Млечный Путь перекидывается огромной дугой через все небо, достигая своей вершиной зенита. Он начинается на северо-востоке, от Персея, поднимается через Кассиопею к зениту и перекидывается на южную сторону, к Лебедю. От Лебедя Млечный Путь ниспадает двумя потоками к Орлу, проходит мимо Орла справа, спускается на юге по левому краю созвездия Змееносца и опускается под горизонт через созвездие Скорпиона.

В осенние вечера наше небо обыкновенно бывает подернуто туманом и облаками. Но если случится, что небо чисто и Млечный Путь виден, то он тогда еще великолепнее, чем летом. В осенние вечера Млечный Путь пересекает огромной белой радугой все небо от востока к западу и делит видимый небесный свод на две равных половины, северную и южную.

Наша «соседка», спиральная галактика М31. Возможно оттуда наш «Млечный путь» выглядит примерно также

Взглянете наверх — увидите в самом зените Кассиопею, всю осыпанную звездною пылью. От Кассиопеи Млечный путь спускается на западе к Лебедю, раздваивается у его главной звезды Денеб и за­тем теряется под краем неба двумя рукавами.

На другой стороне, на востоке, сияющий поток Млечного Пути спускается от Кассиопеи к Персею, обливает его своим блеском, так что звезды пятиугольника Персея теряются среди множества звезд Млечного Пути, затем спускается между Возничим и Андромедой к краю неба — ясной, светлой полосой.

Продолжение Млечного Пути под Персеем мы видим зимою. Тогда Персей поднимается к зениту, зимние созвездия восходят и выдвигаются на южную сторону неба, а вместе с ними выдвигается и та часть Млечного Пути, которая в остальное время года была скрыта под краем неба.

В зимние морозные вечера Млечный Путь блестит особенно ярко. Его дуга в зимний вечер перекинута по небу с севера на юг (а не с востока на запад, как осенью) и проходит не через зенит, а наклонно: вся дуга находится в западной половине небосклона. Как вы помните, Млечный Путь идет через созвездия Лебедя, Кассиопеи и Персея. Лебедь зимою стоит на севере, внизу, Кассиопея над ним, на северо-западе, а Персей стоит еще выше, уже в южной и даже в юго-западной стороне неба, но очень высоко, близ зенита.

От Персея Млечный Путь спускается на юг, между Возничим и Тельцом, проходит далее вниз между Близнецами и Орионом, дальше — между Малым и Большим Псами и опускается под край неба на юге, влево от Сириуса. По всей южной стороне неба Млечный Путь спускается наклонно, справа налево.

Если мы в один из зимних вечеров мы отправимся в Южную Африку, то проследим и остальную часть Млечного Пути.

Там — от Сириуса он спускается к Канопусу и также проходит мимо него слева, задевая другие блестящие звезды Корабля Арго, затем, опускаясь вниз, проходит через Южный Крест, далее через две блестящих звезды Центавра, разделяется на два рукава и течет к созвездию Скорпиона.

Дальнейший путь Млечного Пути нам известен: от Скорпиона он подымается через созвездие Змееносца к Лебедю по той части неба, которую мы видим летом.

Мы проследили весь Млечный Путь. Он представляет собою неразрывное кольцо, окружающее весь земной шар.

Не трудно заметить, что самые яркие созвездия и большая часть звезд первой величины расположены вдоль Млечного Пути. Наоборот, вдали от Млечного Пути, по ту и эту сторону, находятся области неба, бедные яркими звездами.

В первой из этих областей находятся: Большая Медведица, Лев, Дева и Волопас. По другую сторону Млечного Пути находится пустынная область, где светят тусклым блеском Пегас и Кит, да в той части этой области, которая всегда скрыта от нас под горизонтом, есть две звезды первой величины: в Эридане и в Южной Рыбе.

История открытия Млечного Пути

Жители Древней Греции верили в мифы о богах Олимпа. Они считали, что облако на ночном небе, образовалось в тот момент, когда богиня Гера кормила маленького Геракла и случайно пролила молоко.

В 1610 г. Галилео Галилей (1564–1642 гг.) создал телескоп и смог рассмотреть небесную туманность. Оказалось, что наш Млечный Путь собран из множества звезд и темных облаков, которые невооруженным глазом рассмотреть невозможно.

В 18-м веке Уильям Гершель (1738–1822 гг.) смог систематизировать исследования Млечного Пути. Он выяснил, что в безвоздушном пространстве находится большой круг, теперь его называют галактическим экватором. Этот круг разделяет пространство на две одинаковые части и собран из огромного количества звездных скоплений. Чем ближе находится участок неба к экватору, тем больше можно обнаружить на нем звезд. Наша родная галактика также обитает в этом круге. Из этих наблюдений Гершель сделал вывод, что небесные объекты, которые мы видим, составляют сплюснутую к экватору, звездную систему.

Иммануил Кант (1724–1804 гг.) первым выдвинул предположение, что в пространстве можно найти еще несколько галактик, подобных нашему Млечному Пути. Но еще в 1920 году продолжались споры о единственности галактики. Доказать предположение философа смогли Эдвин Хаббл и Эрнест Эпик. Они замерили расстояние до других туманностей, и в результате решили, что их расположение слишком далеко, и они не являются частью Млечного Пути.

Класс и общее строение

Наша галактика — типичная спиральная галактика с перемычкой, SBbc. Сегодня считается, что спиральные галактики составляют 55% от числа всех галактик Вселенной. А галактики с перемычкой являются наиболее распространенным подтипом — это две третьих всех спиральных галактик. Спирально-перемычечные «звездные острова» ученые считают достаточно молодым типом галактик. Со временем, когда ресурсы галактики исчерпываются, перемычка исчезает.

Снимок центра Млечного Пути

А в чем вообще суть этой перемычки, и как она выглядит? Давайте вкратце разберемся, как построен наш Млечный Путь. Ибо его составные части — единственные вещи относительно галактик, в которых астрономы более-менее уверены.

• Вы уже точно знаете, что внутри Млечного Пути находится ядро — центральная часть галактики, сосредоточение ее массы, вокруг которой располагаются все остальные части «звездного острова». Во Млечном Пути его образует группа звезд и туч пыли, которые на большой скорости движутся вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. Ядро нашей галактики принадлежит к активным, поскольку выделяет больше энергии, чем суммарно все составляющие его звезды.
• Дальше идет балдж (от англ. «вздутие, выпуклость») — сферическая объемная оболочка центра Млечного Пути. Его составляют крупные звезды-гиганты, старые светила и раскаленные газы, которые вращаются вокруг ядра с громадными скоростями. Балдж — самая концентрированная и наиболее яркая часть не только нашей, но и любой другой галактики. Но мы почти его не видим, поскольку он закрыт он нас рукавами Млечного Пути и собственной облачной оболочкой.

Центр, балдж и гало

• По обе стороны от балджа отходит перемычка — мостик, к которому крепятся галактические рукава Млечного Пути. Часто ее не выделяют в отдельный компонент: без рукавов на фоне, балдж сливается с перемычкой, оставляя только небольшое утолщение в центре. Перемычку можно сравнить с оживленным и бурным руслом реки. Здесь постоянно нагнетаются потоки галактических газов и пыли, что приводит к активному образованию звезд.
• От краев перемычки раскручиваются два главных рукава спирали Млечного Пути — рукава Щита-Кентавра и Персея. Их назвали в честь созвездий земного неба, совпадающих с ними. Существует еще минимум 5 меньших рукавов, которые ответвляются параллельно главным. Однако они являются всего лишь частью галактического диска — тонкого слоя галактики, в котором концентрируется большая часть ее видимого вещества. Толщина диска Млечного Пути равна 2 тысячам световых лет, что довольно мало в сравнении с 180 тысячами с.л. диаметра.

Интересный факт. Рукава — это весьма необычная структура. Когда газ и пыль сохраняют свою спиральную форму и вращаются вместе с галактикой, звезды полностью самостоятельные — они покидают «родительские» рукава и улетают в другие. Существует только один небольшой промежуток, где движение звезд и рукавов синхронно — в этом секторе находится наше Солнце. Астрономы считают, что именно нахождение в таком спокойном месте позволило жизни на Земле сформироваться. Столкновения с облаками галактической пыли и близкие контакты с другими звездами серьезно бы повлияли на планетную систему Солнца.

Галактические рукава и невидимая зона Млечного Пути

Остальную же часть галактики составляет гало. Никто не знает, как далеко оно простирается и где заканчивается. Гало преимущественно заполнено темной материей, которую не так-то просто обнаружить. Однако в нем присутствуют и видимые части. В астрономии их называют сфероидальным компонентом Млечного Пути. Это те видимые светила и облака газов, которые не причисляются к звездному диску — например, шаровые скопления. Светила в них сбиты очень тесно: на кубический парсек в них от 700 до 7000 раз больше звезд!

Шаровые скопления звезд движутся по вытянутым орбитам вокруг Млечного Пути и не контактируют с его газопылевым диском, «заправочной станцией» звездообразования. Поэтому газов у них почти нет, а все звезды приблизительно одного поколения. Но есть скопления, которые выбиваются из этого правила. Они очень плотны, их масса достигает миллионов солнечных масс, и состоят из звезд различного возраста.

Спутники Млечного Пути

Загадка происхождения столь необычных объектов оказалась проста — это остатки ядер тех галактик, которые Млечный Путь поглотил в прошлом. Невероятно, но такие вот «косточки» бывших спутников составляют около четверти всех шаровых звездных скоплений нашей галактики.

Другие названия галактики

Однако мир и история не ограничиваются древнегреческим периодом и Европой — соответственно, наша галактика точно имеет другие имена. Так, многие из вас знают, что в украинском языке Млечный Путь называется «Чумацький шлях (путь)», в честь давних торговцев-чумаков. Путешествуя с севера на юг за рыбой и солью, они ориентировались по звездной полосе на небе. И так как только с построением Галилео Галилеем телескопа стало известно, что Млечный Путь состоит из многих сотен звезд, народы со всего мира придумывали самые разные имена светящейся небесной полосе.

Фонари на реках в странах Востока символизируют не только души умерших, но и звезды Млечного Пути

Например, древние славяне называли нашу галактику «Дорогой в Вырай» или «Божьей Дорогой». По поверьям, птицы и души умерших отлетали по осени в рай, следуя полосе Божьей Дороги, а главный бог-громовержец Перун скакал по ней на колеснице. С приходом христианства место Перуна занял святой Илья. Похожее значение имеет финское название, которое переводится как «птичий путь». С дорогой Млечный Путь ассоциировался также в литовцев, армян, арабов, хорватов и испанцев, причем история на фоне каждый раз была разной — звездная дорога вела паломников Мекку, спасала невольников с турецкого плена и отражала путь апостола Петра, который соломой посыпал свои следы.

На этом ассоциации с нашей галактикой не ограничиваются. Народы Сибири видели в звездах следы лыж и рубцы, инки и майя — громадного небесного змея. А азиаты до сих пор ассоциируют Млечный путь с рекой. Так, у японцев слово «Серебряная Река» обозначает не только нашу галактику, но и любую галактику вообще. Также Серебряная Река в Стране восходящего солнца служит символом всех влюбленных. А во время некоторых праздников по течениям рек и ручьев пускают светящиеся фонарики, которые отождествляются со звездами — душами умерших.

https://youtube.com/watch?v=98H6kO0AMtw

Где находится

Не так давно, профессора решили провести исследования и узнать, в каком месте находится Млечный путь, наша галактика, и собственно сами мы. Наша галактика входит в область, которая называется Ланиакея.

Это область имеет множество скоплений с большой протяженностью, но она является далеко не самой крупной во всей вселенной. Есть области и покрупнее, но именно Ланиакея имеет большую массу. Конечно, ученым нелегко даются исследования о движении в Ланиакеи. Но на данное время считают, что наш Млечный путь уходит вглубь всех скоплений.

Безусловно, Млечный путь это невероятная вещь. Он имеет необъятные размеры и потрясающие факты. Ученые-профессора только начали изучение этого феномена, внутри которого есть жизнь, то есть мы с вами.

И для того, чтобы узнать все тайны, которые скрывает от нас Млечный путь и наша галактика стоит запастись большим опытом, новыми технологиями и жутким желанием узнать все о нашем мире.

Естествоиспытателям понадобятся еще многие десятки лет, чтобы понять, как все устроено, в какую сторону все меняется и движется. А как вы думаете, может ли один человек изменить ход целой галактики? Или мы можем только наблюдать за ней?

Исследовать и любоваться? Но насколько же потрясающая эта наука — астрономия. Сколько всего в ней хранится… Информация о нашей вселенной предполагается не только для взрослых, но и для детей. Но я думаю интерес к этому точно возникает.

Планета-изгой или сама себе звезда

Иногда планеты ведут себя странн.

Примерно в 20 световых годах от нас находится очень странный объект. Когда ученые его впервые обнаружили в 2016 году, они подумали, что нашли коричневый карлик. Эти объекты еще называют «неудавшимися звездами». По размерам они больше обычных планет, но и звездами их не назвать. В их недрах как в недрах настоящих звезд происходят термоядерные реакции, однако участие водорода в них минимально.

Недавнее исследование объекта показало, что его классификацию усложняет еще один факт. SIMP J01365663+0933473 (так называется объект) представляет собой космическое-тело «изгой». Другими словами, он не принадлежит ни одной звездной системе, а буквально блуждает один в космосе. Кроме того, его возраст оценивается примерно в 200 миллионов лет, что не позволяет назвать его коричневым карликом (слишком молод).

Перед нами уникальный представитель – нечто среднее между неудавшейся звездой и планетой. Этот здоровяк примерно 70 раз массивнее Юпитера и обладает в 200 раз более сильным магнитным полем. Наличие такого мощного магнитного поля создает в верхних слоях его атмосферы полярные сияния. Изучая этот объект, ученые надеются убить сразу двух зайцев – узнать о магнетизме и звезд, и планет.