Galaktyka - Droga Mleczna

Galaktyka spiralna typu Sbc ze środkiem w gwiazdozbiorze Strzelca

Droga Mleczna to galaktyka, w której znajduje się nasz Układ Słoneczny wraz z co najmniej 200 miliardami innych gwiazd (ostatnie szacunki mówią o około 400 miliardach gwiazd) oraz ich planetami, tysiącami gromad i mgławic.
Droga Mleczna obejmuje prawie wszystkie obiekty w katalogu Messiera, które nie są galaktykami – M54 i prawdopodobnie M79 należące do SagDEG. Wszystkie obiekty znajdują się na orbicie wokół środka Drogi Mlecznej – ich wspólnego środka masy, zwanego centrum galaktyki.
Galaktyka Drogi Mlecznej jest w rzeczywistości gigantyczną formacją o masie prawdopodobnie od 750 miliardów do jednego biliona mas Słońca i średnicy około 100 000 lat świetlnych.
Badania radioastronomiczne rozkładu wodoru wykazały, że Droga Mleczna jest galaktyką spiralną Hubble'a typu Sb i Sc.
Zatem nasza Galaktyka ma wyraźny element dysku - strukturę spiralną.

Więcej o budowie Drogi Mlecznej

Galaktyka Drogi Mlecznej należy do Lokalnej Grupy galaktyk, składającej się z 3 dużych i ponad 30 małych galaktyk i jest drugą co do wielkości (po Andromedzie M31), ale być może najbardziej masywną.
M31, oddalona o około 2,9 miliona lat świetlnych, jest najbliższą dużą galaktyką zbliżającą się do Drogi Mlecznej.
Ale wiele małych galaktyk jest również znacznie bliżej: wiele galaktyk karłowatych Grupy Lokalnej to satelity Drogi Mlecznej.

Dwóch najbliższych sąsiadów odkryto dopiero niedawno (2003): najbliższa to prawie zniszczona galaktyka karłowata Canis Major, której jądro znajduje się 25 000 lat świetlnych od nas i około 45 000 lat świetlnych od centrum galaktyki.
Na drugim miejscu znajduje się SagDEG, znajdujący się w odległości około 88 000 lat świetlnych od nas i około 50 000 lat świetlnych od centrum Galaktyki. Te dwie galaktyki karłowate zbliżają się obecnie do naszej Galaktyki. W pewnej odległości od nas podążają Wielki i Mały Obłok Magellana, znajdujące się odpowiednio w odległości 179 000 i 210 000 lat świetlnych.

Ramiona spiralne Drogi Mlecznej zawierają materię międzygwiazdową, mgławice rozproszone oraz młode gwiazdy i gromady gwiazd. Nasza Galaktyka prawdopodobnie ma około 200 gromad kulistych gwiazd, ale my znamy tylko 150. Te gromady kuliste są silnie skoncentrowane wokół centrum galaktyki.

Nasz Układ Słoneczny leży w zewnętrznej części galaktyki, wewnątrz dysku, zaledwie 20 lat świetlnych „nad” równikową płaszczyzną symetrii (w stronę galaktycznego bieguna północnego) i około 28 000 lat świetlnych od centrum galaktyki.
Zatem Droga Mleczna jest widoczna jako świetlisty pas obejmujący całe niebo wzdłuż tej płaszczyzny symetrii, zwanej także „Równikiem Galaktycznym”. Jego środek znajduje się w kierunku gwiazdozbioru Strzelca, ale bardzo blisko granicy konstelacji Skorpiona i Wężownika. Niedawno (1997) potwierdzono odległość 28 000 lat świetlnych na podstawie danych z satelity astronomicznego Hipparcos należącego do ESA. Inne opublikowane badania szacują, że jest to około 26 000 lat świetlnych.

Położona w małych ramionach spiralnych zwanych Ramionami Oriona, gromada ta jest jedynie łącznikiem pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną częścią kolejnych, masywniejszych ramion Strzelca i Perseusza.
Podobnie jak inne galaktyki, Droga Mleczna wytwarza supernowe w nieregularnych odstępach czasu. Jeśli nie są zbyt mocno przesłonięte przez ośrodek międzygwiazdowy, mogą być i były postrzegane jako spektakularne efekty z Ziemi. Niestety, od czasu wynalezienia teleskopu nie było takich obserwacji (ostatnią obserwację supernowej zanotował Johannes Kepler w 1604 roku).

Nasza, wraz z całym Układem Słonecznym, krąży wokół Centrum Galaktyki po niemal kołowej orbicie. Poruszamy się z prędkością około 250 km/s, na jeden obrót potrzeba około 220 milionów lat (a zatem Układ Słoneczny od momentu powstania - 4,6 miliarda lat temu - obracał się wokół Centrum Galaktyki około 20 do 21 razy).

Planeta Ziemia, Układ Słoneczny, miliardy innych gwiazd i ciał niebieskich - wszystko to jest naszą galaktyką Drogi Mlecznej - ogromną formacją międzygalaktyczną, w której wszystko podlega prawom grawitacji. Dane dotyczące prawdziwego rozmiaru galaktyki są jedynie przybliżone. A najciekawsze jest to, że we Wszechświecie istnieją setki, a może nawet tysiące takich formacji, większych i mniejszych.

Galaktyka Drogi Mlecznej i to, co ją otacza

Wszystkie ciała niebieskie, w tym planety Drogi Mlecznej, satelity, asteroidy, komety i gwiazdy, są w ciągłym ruchu. Wszystkie te obiekty, zrodzone w kosmicznym wirze Wielkiego Wybuchu, są na ścieżce swojego rozwoju. Niektórzy są starsi, inni wyraźnie młodsi.

Formacja grawitacyjna obraca się wokół centrum, a poszczególne części galaktyki obracają się z różnymi prędkościami. Jeśli w centrum prędkość obrotowa dysku galaktycznego jest dość umiarkowana, to na obrzeżach parametr ten osiąga wartości 200-250 km/s. Słońce znajduje się w jednym z tych obszarów, bliżej środka dysku galaktycznego. Odległość od niej do centrum galaktyki wynosi 25-28 tysięcy lat świetlnych. Słońce i Układ Słoneczny dokonują pełnego obrotu wokół centralnej osi formacji grawitacyjnej w ciągu 225–250 milionów lat. Odpowiednio w całej historii swojego istnienia Układ Słoneczny okrążył centrum tylko 30 razy.

Miejsce galaktyki we wszechświecie

Należy zwrócić uwagę na jedną godną uwagi cechę. Pozycja Słońca i odpowiednio planety Ziemia jest bardzo dogodna. Dysk galaktyczny podlega ciągłemu procesowi zagęszczania. Mechanizm ten wynika z rozbieżności pomiędzy prędkością obrotu gałęzi spiralnych a ruchem gwiazd, które poruszają się w dysku galaktycznym według własnych praw. Podczas zagęszczania zachodzą gwałtowne procesy, którym towarzyszy silne promieniowanie ultrafioletowe. Słońce i Ziemia są wygodnie umiejscowione w kole korotacyjnym, gdzie nie ma tak energicznej aktywności: pomiędzy dwiema spiralnymi gałęziami na granicy ramion Drogi Mlecznej - Strzelcem i Perseuszem. To wyjaśnia spokój, w jakim byliśmy przez tak długi czas. Od ponad 4,5 miliarda lat nie dotknęły nas kosmiczne katastrofy.

Struktura galaktyki Drogi Mlecznej

Dysk galaktyczny nie jest jednorodny pod względem składu. Podobnie jak inne spiralne układy grawitacyjne, Droga Mleczna ma trzy wyróżniające się obszary:

• rdzeń utworzony przez gęstą gromadę gwiazd zawierającą miliard gwiazd w różnym wieku;
• sam dysk galaktyczny, utworzony z gromad gwiazd, gazu gwiazdowego i pyłu;
• korona, halo sferyczne – obszar, w którym znajdują się gromady kuliste, galaktyki karłowate, poszczególne grupy gwiazd, kosmiczny pył i gaz.

W pobliżu płaszczyzny dysku galaktycznego znajdują się młode gwiazdy zebrane w gromady. Gęstość gromad gwiazd w centrum dysku jest większa. W pobliżu centrum gęstość wynosi 10 000 gwiazd na parsek sześcienny. W regionie, w którym znajduje się Układ Słoneczny, gęstość gwiazd wynosi już 1-2 gwiazdy na 16 parseków sześciennych. Z reguły wiek tych ciał niebieskich nie przekracza kilku miliardów lat.

Gaz międzygwiazdowy również koncentruje się wokół płaszczyzny dysku, poddając się działaniu sił odśrodkowych. Pomimo stałej prędkości obrotu gałęzi spiralnych, gaz międzygwiazdowy rozkłada się nierównomiernie, tworząc duże i małe strefy chmur i mgławic. Jednak głównym materiałem budulcowym galaktyki jest ciemna materia. Jego masa przeważa nad całkowitą masą wszystkich ciał niebieskich tworzących galaktykę Drogi Mlecznej.

Jeśli na schemacie struktura galaktyki jest dość jasna i przejrzysta, w rzeczywistości zbadanie centralnych obszarów dysku galaktycznego jest prawie niemożliwe. Obłoki gazu i pyłu oraz gromady gazu gwiazdowego przesłaniają nam światło z centrum Drogi Mlecznej, w którym żyje prawdziwy kosmiczny potwór – supermasywna czarna dziura. Masa tego nadolbrzyma wynosi około 4,3 miliona M☉. Obok nadolbrzyma znajduje się mniejsza czarna dziura. Tę ponurą kompanię uzupełniają setki karłowatych czarnych dziur. Czarne dziury Drogi Mlecznej nie tylko pożerają materię gwiezdną, ale także pełnią funkcję szpitala położniczego, wyrzucając w przestrzeń ogromne wiązki protonów, neutronów i elektronów. To z nich powstaje wodór atomowy - główne paliwo plemienia gwiazd.

Zworka znajduje się w obszarze jądra galaktyki. Jego długość wynosi 27 tysięcy lat świetlnych. Królują tu stare gwiazdy, czerwone olbrzymy, których materia gwiezdna zasila czarne dziury. W tym obszarze koncentruje się większość wodoru cząsteczkowego, który pełni rolę głównego materiału budulcowego w procesie powstawania gwiazd.

Geometrycznie struktura galaktyki wygląda dość prosto. Każde ramię spiralne, a w Drodze Mlecznej jest ich cztery, pochodzi z pierścienia gazowego. Rękawy rozchodzą się pod kątem 20⁰. Na zewnętrznych granicach dysku galaktycznego głównym pierwiastkiem jest wodór atomowy, który rozprzestrzenia się od centrum galaktyki na obrzeża. Grubość warstwy wodoru na obrzeżach Drogi Mlecznej jest znacznie większa niż w centrum, a jej gęstość jest wyjątkowo niska. Wyładowanie warstwy wodorowej ułatwia wpływ galaktyk karłowatych, które od dziesiątek miliardów lat ściśle podążają za naszą galaktyką.

Teoretyczne modele naszej galaktyki

Nawet starożytni astronomowie próbowali udowodnić, że widoczny pasek na niebie jest częścią ogromnego dysku gwiezdnego obracającego się wokół jego środka. Stwierdzenie to zostało poparte przeprowadzonymi obliczeniami matematycznymi. Zrozumienie naszej galaktyki było możliwe dopiero tysiące lat później, kiedy z pomocą nauce przyszły instrumentalne metody eksploracji kosmosu. Przełomem w badaniach natury Drogi Mlecznej było dzieło Anglika Williama Herschela. W 1700 roku udało mu się eksperymentalnie udowodnić, że nasza galaktyka ma kształt dysku.

Już w naszych czasach badania przybrały inny obrót. Naukowcy polegali na porównaniu ruchów gwiazd, pomiędzy którymi znajdowały się różne odległości. Korzystając z metody paralaksy, Jacob Kaptein był w stanie w przybliżeniu określić średnicę galaktyki, która według jego obliczeń wynosi 60–70 tysięcy lat świetlnych. W związku z tym określono miejsce Słońca. Okazało się, że znajduje się stosunkowo daleko od szalejącego centrum galaktyki i w znacznej odległości od obrzeży Drogi Mlecznej.

Podstawową teorią istnienia galaktyk jest teoria amerykańskiego astrofizyka Edwina Hubble'a. Wpadł na pomysł sklasyfikowania wszystkich formacji grawitacyjnych, dzieląc je na galaktyki eliptyczne i formacje typu spiralnego. Te ostatnie, galaktyki spiralne, stanowią największą grupę, do której zaliczają się formacje o różnej wielkości. Największą niedawno odkrytą galaktyką spiralną jest NGC 6872, której średnica wynosi ponad 552 tysiące lat świetlnych.

Oczekiwana przyszłość i prognozy

Galaktyka Drogi Mlecznej wydaje się być zwartą i uporządkowaną formacją grawitacyjną. W przeciwieństwie do naszych sąsiadów, w naszym międzygalaktycznym domu panuje spokój. Czarne dziury systematycznie wpływają na dysk galaktyczny, zmniejszając jego rozmiar. Proces ten trwa już dziesiątki miliardów lat i nie wiadomo, jak długo będzie trwał. Jedyne zagrożenie wiszące nad naszą galaktyką pochodzi od jej najbliższego sąsiada. Galaktyka Andromedy zbliża się do nas wielkimi krokami. Naukowcy sugerują, że zderzenie dwóch układów grawitacyjnych może nastąpić w ciągu 4,5 miliarda lat.

Takie spotkanie-połączenie będzie oznaczać koniec świata, w którym przywykliśmy żyć. Droga Mleczna, która jest mniejsza, zostanie wchłonięta przez większą formację. Zamiast dwóch dużych formacji spiralnych we Wszechświecie pojawi się nowa galaktyka eliptyczna. Do tego czasu nasza galaktyka będzie w stanie poradzić sobie ze swoimi satelitami. Dwie galaktyki karłowate – Wielki i Mały Obłok Magellana – zostaną wchłonięte przez Drogę Mleczną za 4 miliardy lat.

Jeśli masz jakieś pytania, zostaw je w komentarzach pod artykułem. My lub nasi goście chętnie na nie odpowiemy

Gwiazdy to kule gazu (bardzo gorące), a ich rozmiary są wielokrotnie większe od rozmiarów naszej Ziemi. W zależności od temperatury mogą być: niebieskie, żółte lub czerwone. Są one na tyle daleko od nas, że w rezultacie postrzegamy je jako po prostu świetliste punkty. Gromadząc się w ogromnych grupach składających się z dziesiątek milionów gwiazd, tworzą ogromne galaktyki.

Ten typ obejmuje układy kosmiczne, które są zbyt małe, aby móc uformować kształt spiralny, jaki mają dość duże układy gwiezdne, takie jak Andromeda czy Droga Mleczna. Z reguły zawiera tylko około dziesięciu milionów gwiazd, a jeśli porównamy go z układem takim jak Droga Mleczna, który należy do typu spiralnego, to ma znacznie masywniejszy rozmiar i wewnętrzną gromadę ciał niebieskich.

Droga Mleczna i gromada galaktyk

Nasz układ gwiezdny jest zwykle nazywany po prostu Galaktyką lub często nazywany jest „galaktyką Drogi Mlecznej”. Uważa się, że jest to układ kosmiczny typu spiralnego, jednak niektórzy astronomowie spekulują, że może go po prostu przeciąć inna galaktyka spiralna.

Model 3D Drogi Mlecznej

Tak jak gwiazdy łączą się w gromady, galaktyki łączą się w grupy, a potężne grupy gromad nazywane są supergromadami. Nasza Droga Mleczna jest częścią gromady zwanej Grupą Lokalną. Gromada ta zawiera około trzydziestu galaktyk różnych rozmiarów i typów, a nasza Droga Mleczna jest uważana za jedną z największych. W tej chwili nie da się praktycznie odpowiedzieć na pytanie, ile gwiazd znajduje się w naszej galaktyce, ale astronomowie szacują liczbę gwiazd na 200–400 miliardów, w zależności od metody liczenia.

Czy da się policzyć?

Już w czasach starożytnych astronomowie badali nasz wszechświat i próbowali policzyć liczbę gwiazd, które wówczas wydawały się jedynie nieruchomymi punktami na niebie. Minęło wiele lat, ale chęć ich policzenia nie osłabła do dziś. Na tym etapie Droga Mleczna zawiera ponad dwieście miliardów gwiazd, które podobnie jak ludzie rodzą się i umierają, a z ich pozostałości rodzą się na nowo zupełnie nowe gwiazdy, a czas ich istnienia można mierzyć w milionach i miliardach lata. Trudno sobie to wyobrazić, a jeszcze trudniej przestudiować każde z nich.

Jedna strona w książce...

Ile czasu może zająć sprawdzenie, ile gwiazd jest w naszej galaktyce? Nikt jeszcze nie zna odpowiedzi. Możemy tylko powiedzieć z całą pewnością, że gdyby pojawiła się taka możliwość, możliwe byłoby szczegółowe zbadanie każdej gwiazdy i umieszczenie wszystkich informacji w książkach. Opisując każdą z dwustu czy czterystu miliardów gwiazd i poświęcając jej tylko jedną stronę, najprawdopodobniej tomy książek nie zmieściłyby się w największej bibliotece na świecie.

Nasza Galaktyka. Tajemnice Drogi Mlecznej

W pewnym stopniu wiemy więcej o odległych układach gwiezdnych niż o naszej macierzystej Galaktyce – Drodze Mlecznej. Zbadanie jej struktury jest trudniejsze niż struktury jakiejkolwiek innej galaktyki, ponieważ trzeba ją badać od środka, a wiele rzeczy nie jest tak łatwo zobaczyć. Międzygwiazdowe obłoki pyłu pochłaniają światło emitowane przez niezliczone odległych gwiazd.

Dopiero wraz z rozwojem radioastronomii i pojawieniem się teleskopów na podczerwień naukowcy byli w stanie zrozumieć, jak działa nasza Galaktyka. Jednak wiele szczegółów pozostaje niejasnych do dziś. Nawet liczbę gwiazd w Drodze Mlecznej szacuje się raczej z grubsza. Najnowsze elektroniczne podręczniki podają liczby od 100 do 300 miliardów gwiazd.

Nie tak dawno temu wierzono, że nasza Galaktyka ma 4 duże ramiona. Jednak w 2008 roku astronomowie z Uniwersytetu Wisconsin opublikowali wyniki przetwarzania około 800 000 zdjęć w podczerwieni wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Spitzera. Ich analiza wykazała, że ​​Droga Mleczna ma tylko dwa ramiona. Jeśli chodzi o pozostałe gałęzie, są to tylko wąskie gałęzie boczne. Zatem Droga Mleczna jest galaktyką spiralną z dwoma ramionami. Należy zauważyć, że większość znanych nam galaktyk spiralnych ma również tylko dwa ramiona.

„Dzięki teleskopowi Spitzera mamy okazję przemyśleć na nowo strukturę Drogi Mlecznej” – powiedział astronom Robert Benjamin z Uniwersytetu Wisconsin podczas przemówienia na konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego. „Udoskonalamy nasze rozumienie Galaktyki w taki sam sposób, w jaki wieki temu pionierzy podróżujący po całym świecie udoskonalali i przemyślali poprzednie wyobrażenia o tym, jak wygląda Ziemia”.

Od początku lat 90-tych XX wieku obserwacje prowadzone w zakresie podczerwieni coraz bardziej zmieniają naszą wiedzę o budowie Drogi Mlecznej, ponieważ teleskopy na podczerwień pozwalają patrzeć przez obłoki gazu i pyłu i widzieć to, co jest niedostępne dla konwencjonalnych teleskopów .

2004 - Wiek naszej Galaktyki oszacowano na 13,6 miliarda lat. Powstało niedługo potem. Początkowo był to rozproszony bąbel gazu zawierający głównie wodór i hel. Z biegiem czasu przekształciła się w ogromną galaktykę spiralną, w której obecnie żyjemy.

ogólna charakterystyka

Ale jak przebiegała ewolucja naszej Galaktyki? Jak powstał – powoli czy wręcz przeciwnie – bardzo szybko? Jak nasycił się ciężkimi pierwiastkami? Jak kształt Drogi Mlecznej i jej skład chemiczny zmieniły się na przestrzeni miliardów lat? Naukowcy nie udzielili jeszcze szczegółowych odpowiedzi na te pytania.

Zasięg naszej Galaktyki wynosi około 100 000 lat świetlnych, a średnia grubość dysku galaktycznego wynosi około 3000 lat świetlnych (grubość jego wypukłej części, zgrubienia, sięga 16 000 lat świetlnych). Jednak w 2008 roku australijski astronom Brian Gensler po przeanalizowaniu wyników obserwacji pulsarów zasugerował, że dysk galaktyczny jest prawdopodobnie dwukrotnie grubszy, niż się powszechnie uważa.

Czy nasza Galaktyka jest duża czy mała według kosmicznych standardów? Dla porównania, mgławica Andromeda, nasza najbliższa duża galaktyka, ma średnicę około 150 000 lat świetlnych.

Pod koniec 2008 roku badacze ustalili, korzystając z metod radioastronomicznych, że Droga Mleczna obraca się szybciej, niż wcześniej sądzono. Sądząc po tym wskaźniku, jego masa jest około półtora razy większa, niż powszechnie sądzono. Według różnych szacunków waha się ona od 1,0 do 1,9 biliona mas Słońca. Jeszcze raz dla porównania: masę mgławicy Andromedy szacuje się na co najmniej 1,2 biliona mas Słońca.

Struktura galaktyk

Czarna dziura

Zatem Droga Mleczna nie jest gorsza od mgławicy Andromedy. „Nie powinniśmy już myśleć o naszej Galaktyce jako o młodszej siostrze mgławicy Andromedy” – powiedział astronom Mark Reid ze Smithsonian Center for Astrophysics na Uniwersytecie Harvarda. Jednocześnie, ponieważ masa naszej Galaktyki jest większa niż oczekiwano, jej siła grawitacji jest również większa, co oznacza, że ​​wzrasta prawdopodobieństwo zderzenia się z innymi galaktykami w naszym sąsiedztwie.

Naszą Galaktykę otacza sferyczne halo o średnicy 165 000 lat świetlnych. Astronomowie czasami nazywają halo „atmosferą galaktyczną”. Zawiera około 150 gromad kulistych, a także niewielką liczbę starożytnych gwiazd. Pozostała część przestrzeni halo jest wypełniona rozrzedzonym gazem i ciemną materią. Masę tego ostatniego szacuje się na około bilion mas Słońca.

Ramiona spiralne Drogi Mlecznej zawierają ogromne ilości wodoru. To tutaj wciąż rodzą się gwiazdy. Z biegiem czasu młode gwiazdy opuszczają ramiona galaktyk i „przenoszą się” w stronę dysku galaktycznego. Jednak najbardziej masywne i jasne gwiazdy nie żyją wystarczająco długo, więc nie mają czasu na opuszczenie miejsca urodzenia. To nie przypadek, że ramiona naszej Galaktyki świecą tak jasno. Większość Drogi Mlecznej składa się z małych, niezbyt masywnych gwiazd.

Centralna część Drogi Mlecznej znajduje się w gwiazdozbiorze Strzelca. Obszar ten otoczony jest ciemnymi chmurami gazu i pyłu, za którymi nic nie widać. Dopiero od lat pięćdziesiątych XX wieku naukowcy za pomocą radioastronomii byli w stanie stopniowo odkrywać, co się tam kryje. W tej części Galaktyki odkryto potężne źródło radiowe, zwane Strzelcem A. Jak wykazały obserwacje, skupia się tu masa, która kilka milionów razy przekracza masę Słońca. Najbardziej akceptowalne wyjaśnienie tego faktu jest tylko jedno: w centrum naszej Galaktyki znajduje się.

Teraz z jakiegoś powodu zrobiła sobie przerwę i nie jest szczególnie aktywna. Przepływ materii jest tu bardzo słaby. Być może z czasem czarna dziura nabierze apetytu. Następnie ponownie zacznie pochłaniać otaczającą ją zasłonę gazu i pyłu, a Droga Mleczna dołączy do listy aktywnych galaktyk. Możliwe, że wcześniej w centrum Galaktyki zaczną szybko powstawać gwiazdy. Podobne procesy będą prawdopodobnie regularnie się powtarzać.

2010 - Amerykańscy astronomowie, korzystając z Kosmicznego Teleskopu Fermiego, przeznaczonego do obserwacji źródeł promieniowania gamma, odkryli w naszej Galaktyce dwie tajemnicze struktury - dwa ogromne bąbelki emitujące promieniowanie gamma. Średnica każdego z nich wynosi średnio 25 000 lat świetlnych. Odlatują od centrum Galaktyki w kierunkach północnym i południowym. Być może mówimy o strumieniach cząstek, które kiedyś zostały wyemitowane przez czarną dziurę znajdującą się w środku Galaktyki. Inni badacze uważają, że mówimy o obłokach gazu, które eksplodowały podczas narodzin gwiazd.

Wokół Drogi Mlecznej znajduje się kilka galaktyk karłowatych. Najbardziej znane z nich to Wielki i Mały Obłok Magellana, które są połączone z Drogą Mleczną rodzajem mostu wodorowego – ogromnej chmury gazu rozciągającej się za tymi galaktykami. Nazywano go Strumieniem Magellana. Jego zasięg wynosi około 300 000 lat świetlnych. Nasza Galaktyka stale pochłania najbliższe jej galaktyki karłowate, w szczególności Galaktykę Strzelca, która znajduje się w odległości 50 000 lat świetlnych od centrum Galaktyki.

Pozostaje dodać, że Droga Mleczna i mgławica Andromedy zbliżają się do siebie. Prawdopodobnie po 3 miliardach lat obie galaktyki połączą się, tworząc większą galaktykę eliptyczną, którą nazwano już Mlecznym Miodem.

Pochodzenie Drogi Mlecznej

Mgławica Andromedy

Przez długi czas wierzono, że Droga Mleczna powstawała stopniowo. 1962 - Olin Eggen, Donald Linden-Bell i Allan Sandage zaproponowali hipotezę, która stała się znana jako model ELS (nazwa pochodzi od pierwszych liter ich nazwisk). Według niego jednorodna chmura gazu kiedyś powoli obracała się w miejscu Drogi Mlecznej. Przypominała kulę, miała średnicę około 300 000 lat świetlnych i składała się głównie z wodoru i helu. Pod wpływem grawitacji protogalaktyka skurczyła się i stała się płaska; jednocześnie jego obrót zauważalnie przyspieszył.

Przez prawie dwie dekady model ten odpowiadał naukowcom. Jednak nowe wyniki obserwacji pokazują, że Droga Mleczna nie mogła powstać w sposób przewidywany przez teoretyków.

Według tego modelu najpierw tworzy się halo, a następnie dysk galaktyczny. Ale dysk zawiera również bardzo starożytne gwiazdy, na przykład czerwonego olbrzyma Arcturus, którego wiek wynosi ponad 10 miliardów lat, lub liczne białe karły w tym samym wieku.

Zarówno w dysku galaktycznym, jak i w halo odkryto gromady kuliste, które są młodsze, niż pozwala na to model ELS. Oczywiście są one pochłaniane przez naszą późną Galaktykę.

Wiele gwiazd w halo obraca się w innym kierunku niż Droga Mleczna. Być może oni też byli kiedyś poza Galaktyką, ale potem zostali wciągnięci w ten „gwiezdny wir” – niczym przypadkowy pływak w wirze.

1978 - Leonard Searle i Robert Zinn zaproponowali swój model powstawania Drogi Mlecznej. Został oznaczony jako „Model SZ”. Teraz historia Galaktyki stała się zauważalnie bardziej skomplikowana. Jeszcze nie tak dawno jego młodość, zdaniem astronomów, opisywano równie prosto, jak zdaniem fizyków – prostoliniowy ruch translacyjny. Mechanizm tego, co się działo, był wyraźnie widoczny: była to jednorodna chmura; składał się wyłącznie z równomiernie rozłożonego gazu. Nic przez jego obecność nie utrudniało obliczeń teoretyków.

Teraz zamiast jednej ogromnej chmury w wizjach naukowców pojawiło się jednocześnie kilka małych, misternie rozproszonych chmur. Widać było wśród nich gwiazdy; jednakże znajdowały się one tylko w aureoli. Wewnątrz aureoli wszystko wrzało: zderzyły się chmury; masy gazu mieszano i zagęszczano. Z czasem z tej mieszaniny powstał dysk galaktyczny. Zaczęły pojawiać się w nim nowe gwiazdy. Ale model ten został później skrytykowany.

Nie można było zrozumieć, co łączy halo i dysk galaktyczny. Ten skondensowany dysk i otaczająca go rzadka powłoka gwiazdowa miały niewiele wspólnego. Po skompilowaniu modelu przez Searle'a i Zinna okazało się, że halo obraca się zbyt wolno, aby utworzyć dysk galaktyczny. Sądząc po rozmieszczeniu pierwiastków chemicznych, ten ostatni powstał z gazu protogalaktycznego. Ostatecznie moment pędu dysku okazał się 10 razy większy niż halo.

Cały sekret polega na tym, że oba modele zawierają ziarno prawdy. Problem w tym, że są one zbyt proste i jednostronne. Obydwa wydają się teraz fragmentami tego samego przepisu, który stworzył Drogę Mleczną. Eggen i jego współpracownicy przeczytali kilka linijek tego przepisu, a Searle i Zinn kilka innych. Dlatego próbując na nowo wyobrazić sobie historię naszej Galaktyki, od czasu do czasu zauważamy znajome wersety, które już kiedyś czytaliśmy.

Droga Mleczna. Model komputerowy

A więc wszystko zaczęło się niedługo po Wielkim Wybuchu. „Dziś powszechnie przyjmuje się, że wahania gęstości ciemnej materii dały początek pierwszym strukturom - tak zwanym ciemnym aureolom. Dzięki sile grawitacji struktury te nie uległy rozpadowi” – ​​zauważa niemiecki astronom Andreas Burkert, autor nowego modelu narodzin Galaktyki.

Ciemne aureole stały się embrionami – jądrami – przyszłych galaktyk. Gaz zgromadził się wokół nich pod wpływem grawitacji. Nastąpiło jednorodne załamanie, jak opisano w modelu ELS. Już 500–1000 milionów lat po Wielkim Wybuchu nagromadzenia gazu otaczające ciemne halo stały się „inkubatorami” gwiazd. Pojawiły się tu małe protogalaktyki. Pierwsze gromady kuliste powstały w gęstych obłokach gazu, ponieważ gwiazdy rodziły się tutaj setki razy częściej niż gdziekolwiek indziej. Protogalaktyki zderzały się i łączyły ze sobą - tak powstały duże galaktyki, w tym nasza Droga Mleczna. Dziś jest otoczony przez ciemną materię oraz halo pojedynczych gwiazd i ich gromad kulistych, ruiny wszechświata mającego ponad 12 miliardów lat.

W protogalaktykach było wiele bardzo masywnych gwiazd. Minęło mniej niż kilkadziesiąt milionów lat, zanim większość z nich eksplodowała. Eksplozje te wzbogaciły chmury gazu w ciężkie pierwiastki chemiczne. Dlatego gwiazdy, które narodziły się w dysku galaktycznym, nie były tymi samymi, co w halo - zawierały setki razy więcej metali. Ponadto eksplozje te wygenerowały potężne wiry galaktyczne, które podgrzały gaz i wyrzuciły go poza protogalaktyki. Nastąpiło oddzielenie mas gazu i ciemnej materii. Był to najważniejszy etap powstawania galaktyk, nieuwzględniony wcześniej w żadnym modelu.

W tym samym czasie ciemne aureole coraz bardziej zderzały się ze sobą. Co więcej, protogalaktyki rozciągały się lub rozpadały. Te katastrofy przypominają łańcuchy gwiazd zachowane w halo Drogi Mlecznej od czasów „młodości”. Badając ich lokalizację, można ocenić wydarzenia, które miały miejsce w tamtej epoce. Stopniowo gwiazdy te utworzyły ogromną kulę – halo, które widzimy. Gdy się ochłodziło, przedostały się do jego wnętrza chmury gazu. Ich moment pędu został zachowany, więc nie zapadły się w jeden punkt, ale utworzyły obracający się dysk. Wszystko to wydarzyło się ponad 12 miliardów lat temu. Gaz został teraz sprężony zgodnie z opisem w modelu ELS.

W tym czasie powstaje „wybrzuszenie” Drogi Mlecznej - jej środkowa część przypominająca elipsoidę. Zgrubienie składa się z bardzo starych gwiazd. Prawdopodobnie powstała podczas łączenia się największych protogalaktyk, które najdłużej utrzymywały chmury gazu. Pośrodku znajdowały się gwiazdy neutronowe i maleńkie czarne dziury – pozostałości eksplodujących supernowych. Połączyły się ze sobą, jednocześnie pochłaniając strumienie gazu. Być może tak narodziła się ogromna czarna dziura, która obecnie znajduje się w centrum naszej Galaktyki.

Historia Drogi Mlecznej jest znacznie bardziej chaotyczna, niż wcześniej sądzono. Nasza rodzima Galaktyka, imponująca nawet jak na kosmiczne standardy, powstała po serii zderzeń i połączeń - po serii kosmicznych katastrof. Ślady tych starożytnych wydarzeń można znaleźć do dziś.

Na przykład nie wszystkie gwiazdy Drogi Mlecznej krążą wokół centrum galaktyki. Prawdopodobnie w ciągu miliardów lat swojego istnienia nasza Galaktyka „wchłonęła” wielu towarzyszy podróży. Co dziesiąta gwiazda w halo galaktycznym ma mniej niż 10 miliardów lat. W tym czasie Droga Mleczna już się uformowała. Być może są to pozostałości po przechwyconych niegdyś galaktykach karłowatych. Grupa angielskich naukowców z Instytutu Astronomicznego (Cambridge), pod przewodnictwem Gerarda Gilmoura, obliczyła, że ​​Droga Mleczna może najwyraźniej wchłonąć od 40 do 60 galaktyk karłowatych typu Carina.

Ponadto Droga Mleczna przyciąga ogromne masy gazu. Tak więc w 1958 roku holenderscy astronomowie zauważyli wiele małych plamek w halo. W rzeczywistości okazały się to obłoki gazu, które składały się głównie z atomów wodoru i pędziły w stronę dysku galaktycznego.

Nasza Galaktyka nie będzie powstrzymywała swojego apetytu w przyszłości. Być może pochłonie najbliższe nam galaktyki karłowate - Fornax, Carina i prawdopodobnie Sextans, a następnie połączy się z mgławicą Andromedy. Wokół Drogi Mlecznej – tego nienasyconego „gwiezdnego kanibala” – będzie jeszcze bardziej pusto.

quoted1 > > Gdzie w Drodze Mlecznej znajduje się Ziemia?

Miejsce Ziemi i Układu Słonecznego w galaktyce Drogi Mlecznej: miejsce położenia Słońca i planety, parametry, odległość od środka i płaszczyzny, struktura ze zdjęciem.

Przez wiele stuleci naukowcy wierzyli, że Ziemia jest centrum całego Wszechświata. Nietrudno pomyśleć, dlaczego tak się stało, ponieważ Ziemia jest wewnątrz i nie możemy patrzeć poza nią. Tylko sto lat badań i obserwacji pomogło zrozumieć, że wszystkie ciała niebieskie w układzie krążą wokół gwiazdy głównej.

Sam układ również obraca się wokół centrum galaktyki. Chociaż wtedy ludzie też tego nie rozumieli. Musieliśmy spędzić pewien okres czasu, aby odgadnąć istnienie wielu galaktyk i określić ich miejsce w naszej. Jakie miejsce zajmuje Ziemia w galaktyce Drogi Mlecznej?

Położenie Ziemi w Drodze Mlecznej

Ziemia znajduje się w galaktyce Drogi Mlecznej. Żyjemy w ogromnym i przestronnym miejscu, którego średnica wynosi 100 000–120 000 lat świetlnych i szerokość około 1000 lat świetlnych. Terytorium to jest domem dla 400 miliardów gwiazd.

Galaktyka otrzymała taką skalę dzięki niezwykłej diecie - została wchłonięta i nadal zasilana przez inne małe galaktyki. Na przykład na stole znajduje się teraz Wielka Galaktyka Karłowata Canis, której gwiazdy łączą się z naszym dyskiem. Ale jeśli porównamy z innymi, nasz jest przeciętny. Nawet następny jest dwa razy większy.

Struktura

Planeta żyje w galaktyce spiralnej z poprzeczką. Przez wiele lat sądzono, że istnieją 4 ramiona, jednak najnowsze badania potwierdzają tylko dwa: Scutum-Centauri i Carina-Sagittarius. Wyłoniły się z gęstych fal krążących wokół galaktyki. Oznacza to, że są to zgrupowane gwiazdy i obłoki gazu.

A co ze zdjęciem Drogi Mlecznej? Wszystkie są interpretacjami artystycznymi lub prawdziwymi fotografiami, ale bardzo podobnymi do naszych galaktyk. Oczywiście nie od razu do tego doszliśmy, bo nikt nie potrafił dokładnie powiedzieć, jak to wygląda (w końcu jesteśmy w środku).

Nowoczesne instrumenty pozwalają nam policzyć nawet 400 miliardów gwiazd, z których każda może mieć planetę. 10-15% masy trafia do „świetlistej materii”, a reszta to gwiazdy. Pomimo ogromnej tablicy, tylko 6000 lat świetlnych w widmie widzialnym jest dla nas dostępnych do obserwacji. Ale tutaj w grę wchodzą urządzenia na podczerwień, otwierając nowe terytoria.

Wokół galaktyki znajduje się ogromne halo ciemnej materii, pokrywające aż 90% całkowitej masy. Nikt jeszcze nie wie, co to jest, ale jego obecność potwierdza wpływ na inne obiekty. Uważa się, że zapobiega rozpadowi Drogi Mlecznej podczas jej obrotu.

Położenie Układu Słonecznego w Drodze Mlecznej

Ziemia znajduje się 25 000 lat świetlnych od centrum Galaktyki i tyle samo od krawędzi. Jeśli wyobrażasz sobie galaktykę jako gigantyczny zapis muzyczny, to znajdujemy się w połowie drogi między częścią środkową a krawędzią. Mówiąc dokładniej, zajmujemy miejsce w ramieniu Oriona pomiędzy dwoma głównymi ramionami. Ma średnicę 3500 lat świetlnych i rozciąga się na 10 000 lat świetlnych.

Można zobaczyć galaktykę dzielącą niebo na dwie półkule. Sugeruje to, że znajdujemy się blisko płaszczyzny galaktycznej. Droga Mleczna ma niską jasność powierzchniową ze względu na dużą ilość pyłu i gazu zasłaniającego dysk. Utrudnia to nie tylko dostrzeżenie części centralnej, ale także spojrzenie na drugą stronę.

Przebycie całej orbity układu zajmuje 250 milionów lat – jest to „rok kosmiczny”. Podczas ostatniego przejścia dinozaury przemierzały Ziemię. A co będzie dalej? Czy ludzie wymrą, czy zostaną zastąpieni przez nowy gatunek?

Ogólnie rzecz biorąc, żyjemy w ogromnym i niesamowitym miejscu. Nowa wiedza pozwala przyzwyczaić się do faktu, że Wszechświat jest znacznie większy niż wszelkie założenia. Teraz już wiesz, gdzie w Drodze Mlecznej znajduje się Ziemia.