Поразительные фотографии, показывающих наше место во Вселенной

История открытия

По мере изучения космоса стало ясно, что небесные тела вращаются вокруг определенного центра. К примеру, Луна вращается вокруг Земли. Наша и другие планеты вращаются вокруг Солнца. Следовательно, появлялся справедливый вопрос: не вращается ли Солнце вокруг какой-то большей звездной системы?

Открытие Галилея

Галилео Галилей – итальянский математик, физик, астроном, оказавший огромное влияние на развитие науки о звездах. Еще в начале XVII века он соорудил телескоп, который включал в себя выпуклый объектив и вогнутый окуляр. Этот телескоп позволял добиться трехкратного увеличения. Вскоре более усовершенствованный телескоп Галилея давал 32-кратное увеличение. Примечательно, что название увеличительного аппарата «телескоп» ввел в научный обиход именно Галилей.

Галилео Галилей
Галилео Галилей

Наблюдения в телескоп показали, что Луна покрыта возвышенностями и кратерами. Ученый объяснил происхождение так называемого пепельного света Луны, либрацию, обнаружил наличие спутников Юпитера.

Также он доказал, что Млечный Путь – это множество звезд. Однако наблюдения Галилея не прояснили происхождения нашей галактики и самого главного: являются ли они подобными Солнцу.

Открытие Уильяма Гершеля

Английский ученый У. Гершель в 18 веке занялся подсчетом звезд на ночном небе. Он обнаружил большой круг, которому дано наименование «галактический экватор», разделяющий видимую часть небесной сферы на 2 равные части. В нем количество звезд было максимальным. Оказалось также, что количество светил увеличивается по мере приближения того или иного участка неба к «галактическому экватору». Так удалось доказать, что все космические тела, доступные наблюдателю, образуют одну большую систему, которая является сплюснутой к экваториальной зоне.

Уильям Гершель
Уильям Гершель

Гершелю даже удалось нарисовать схему Млечного Пути. Она получилась у него в виде вытянутого облака неправильной формы. Солнце находилось внутри этого кольца. Так себе представляли нашу галактику Млечный Путь все ученые даже до начала ХХ в.

Детальное описание нашей галактики было сделано голландским астрономом Я. Каптейном в 1920 г. Он описал его максимально похоже на то, которое известно нам сегодня.

Якобус Каптейн
Якобус Каптейн

Видео

Расположение Солнечной системы в галактике

Результаты последних исследований говорят о том, что расстояние от Солнца до центра галактики примерно 27 тыс. св. лет. Предварительные оценки свидетельствуют, что наша дневная звезда находится примерно в 35 тыс. св. лет от зоны перемычки.

Астрономам удалось изучить в окрестностях Солнца участки вокруг двух рукавов – Персея и Стрельца. Они удалены от нашей планеты приблизительно на 3 тысячи световых лет. Наша дневная звезда находится в центре между этими образованиями.

Расположение нашей планеты в галактике
Расположение нашей планеты в галактике

Скорость обращения Солнца вокруг галактического центра почти такая же, как скорость волны уплотнения, образующей рукава. Это связано с тем, что оно находится в так называемом коротационном центре. Для Земли такое расположение Солнца в галактике критически важно для возникновения и поддержания жизни. Спиральные рукава продуцируют мощнейшее излучение, способное убить все живое. От него не смогла бы спасти ни одна атмосфера. Выходит, нам посчастливилось, что мы живём в таком месте Млечного пути, которое защищено и удалено от космических катаклизмов.

Фото галактики Млечный путь

18. Но ничто не может сравниться с размерами галактики. Если уменьшить Солнце до размеров лейкоцита (белой кровяной клетки), и уменьшить Галактику Млечный путь, используя тот же масштаб, Млечный путь был бы размером с США.

19. Это потому, что Млечный путь просто огромен. В

19. Это потому, что Млечный путь просто огромен. Вот, где находится Солнечная система внутри него.

20. Но мы видим лишь очень малую часть нашей галак

20. Но мы видим лишь очень малую часть нашей галактики.

21. Но даже наша галактика крошечная по сравнению

21. Но даже наша галактика крошечная по сравнению с другими. Вот Млечный путь в сравнении с галактикой IC 1011, которая находится на расстоянии 350 миллионов световых лет от Земли.

22. Задумайтесь, на этой фотографии, сделанной тел

22. Задумайтесь, на этой фотографии, сделанной телескопом Хаббл, тысячи галактик, каждая из которых содержит миллионы звезд, каждая со своими планетами.

23. Вот одна из галактик UDF 423, находящаяся на р

23. Вот одна из галактик UDF 423, находящаяся на расстоянии 10 миллиардов световых лет. Когда вы смотрите на эту фотографию, вы глядите на миллиарды лет в прошлое. Некоторые из этих галактик сформировались через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.

24. Но помните, что эта фотография является очень,

24. Но помните, что эта фотография является очень, очень маленькой частью Вселенной. Это просто незначительная частица ночного неба.

25. Можно вполне уверенно предположить, что где-то

25. Можно вполне уверенно предположить, что где-то есть черные дыры. Вот размер черной дыры в сравнении с орбитой Земли.

Диск

Диск Млечного Пути

Чтобы более детально изучить диск Млечного Пути, ученые до сих пор разрабатывают универсальные технологии. Благодаря этому удается наблюдать объекты на больших расстояниях и получать новые сведения.

Интересный факт: до 1980-х годов не было установлено, что Млечный Путь принадлежит к типу спиральных галактик. Окончательное тому подтверждение было получено телескопом Лаймана Спитцера в 2005-ом году.

Диск имеет протяженность в 100 000 световых лет и постоянно вращается, причем в определенных областях делает это по-разному. В центре объекты находятся в статичном состоянии, но при отдалении некоторые звезды начинают двигаться со скоростью 200-230 км/с, а то и быстрее.

Плоский диск состоит преимущественно из молодых звезд, возраст которых не больше нескольких миллиардов лет. Возраст самих же рукавов составляет 10 миллиардов лет. На отдалении от Млечного Пути располагаются более взрослые объекты.

Место Солнца в галактике

В окрестностях Солнца удаётся проследить участки д

В окрестностях Солнца удаётся проследить участки двух спиральных ветвей, удалённых от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где обнаруживаются эти участки, их называют рукавом Стрельца и рукавом Персея. Солнце находится почти посередине между этими спиральными ветвями. Правда, сравнительно близко (по галактическим меркам) от нас, в созвездии Ориона, проходит ещё одна, не столь явно выраженная ветвь, считающаяся ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.

Расстояние от Солнца до центра Галактики составляет 23-28 тыс. световых лет, или 7–9 тыс. парсек. Это говорит о том, что Солнце расположено ближе к окраине диска, чем к его центру.

Вместе со всеми близкими звёздами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220–240 км/с, совершая один оборот примерно за 200 млн лет. Значит, за всё время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не больше 30 раз.

Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики практически совпадает с той скоростью, с которой в данном районе движется волна уплотнения, формирующая спиральный рукав. Такая ситуация в общем неординарна для Галактики: спиральные ветви вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы колеса, а движение звёзд, как мы видели, подчиняется совершенно иной закономерности. Поэтому почти всё звёздное население диска то попадает внутрь спиральной ветви, то выходит из неё. Единственное место, где скорости звёзд и спиральных ветвей совпадают, – это так называемая коротационная окружность, и именно на ней располагается Солнце!

Для Земли это обстоятельство крайне благоприятно. Ведь в спиральных ветвях происходят бурные процессы, порождающие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не могла бы от него защитить. Но наша планета существует в относительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов и миллиардов лет не испытывала влияния этих космических катаклизмов. Может быть, именно поэтому на Земле могла зародиться и сохраниться жизнь.

Долгое время положение Солнца среди звёзд считалось самым заурядным. Сегодня мы знаем, что это не так: в известном смысле оно привилегированное. И это нужно учитывать, рассуждая о возможности существования жизни в других частях нашей Галактики.

Рукава

Рукава Млечного Пути

Поскольку Млечный Путь – спиральная галактика, у нее имеются рукава, лежащие в дисковой плоскости. Вокруг них находится гало, также называемое “короной”. Поскольку Солнечная система находится в рукаве Ориона, внутри диска, ученые не могут взглянуть на его структуру со стороны.

Однако продвинутые исследования с использованием свойств водорода помогают составить теоретическую картину того, как выглядят рукава. Предполагается, что они плотно расположены друг к другу, более того, среди них могут быть двойные, имеющие общую область. А не так давно астрономы выдвинули теорию, что Млечный Путь может иметь четырехрукавную структуру.

Характеристики Млечного Пути

Физику создают конкретные цифры и точные параметры — именно они помогают узнать судьбу всего: от падающего на пол бутерброда до громадных галактик, которые простираются на миллионы световых лет. Млечный Путь не является исключением. Давайте посмотрим, чем примечателен наш дом.

Галактика NGC 6744, которая считается очень похоже

Галактика NGC 6744, которая считается очень похожей на Млечный Путь.

  • Галактический диск Млечного Пути простирается на расстояние 50-90 тысяч световых лет во все стороны от центра. Как мы уже знаем, это немного, но и не так мало. Радиус крупнейших спутников галактики, Магеллановых Облаков, составляет всего 7 тысяч с.л. Но ближайшая наша соседка, галактика Андромеды, значительно больше Млечного Пути. Чтобы добраться от ее ядра к самому краю, световому лучу нужно 110 тысяч лет.
  • Наше Солнце удалено от ядра Млечного пути приблизительно на 27 тысяч световых лет. Считается, что оно ближе к краю диска, чем к центру. Поэтому размеры Млечного Пути обычно рассматривают в меньшем промежутке. А еще наше светило движется с громадной скоростью вокруг галактического центра — от 200 до 250 км/сек. Но даже так на полный круг по Млечному Пути нам нужно 240 миллионов лет. А чтобы преодолеть притяжение галактики и отправиться в межгалактическое путешествие, Солнцу надо разогнаться в два раза быстрее, до скорости 550 км/сек.
  • Однако настоящий критерий размера галактики — это количество звезд. Точную оценку, разумеется, никто не может провести. Но именно количество видимого вещества позволяет судить о массивности и концентрации. В Млечном Пути насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд — все зависит от того, как оценивать количество звезд, закрытое от нас галактическим центром и другими рукавами.
Рукав Млечного Пути с Земли. Все видимые звезды на

Рукав Млечного Пути с Земли. Все видимые звезды на снимке принадлежат галактике

  • Впрочем, с массой галактики все куда более однозначно — она составляет от 1 до 1,5 триллиона масс Солнца. Эта цифра не поможет подсчитать количество звезд, поскольку большую часть массы покрывает невидимая темная материя, но зато позволяет нагляднее сравнивать Млечный Путь с соседями.

Все эти данные приблизительные, и обличены в числа лишь из-за необходимости в тех или иных вычислениях. Несмотря на развитые инструменты астрономов, точно измерить параметры галактики невозможно. Тем более изнутри, где большая часть звезд скрыта от взора. Поэтому ученые первоочередно задаются другими вопросами — например, как устроен Млечный Путь, и как его устройство работает. Об этом дальше.

Интересные факты о галактике Млечный Путь

 Млечный Путь начал формирование как скопление пло

  • Млечный Путь начал формирование как скопление плотных областей после Большого Взрыва. Первые появившиеся звезды пребывали в шаровых скоплениях, которые продолжают существовать. Это древнейшие звезды галактики;
  • Галактика увеличила свои параметры за счет поглощения и слияния с другими. Сейчас она отбирает звезды у Карликовой галактики Стрельца и Магеллановых Облаков;
  • Млечный Путь движется в пространстве с ускорением в 550 км/с по отношению к реликтовому излучению;
  • В галактическом центре скрывается сверхмассивная черная дыра Стрелец А*. По массе в 4.3 млн. раз превышает солнечную;
  • Газ, пыль и звезды вращаются вокруг центра на скорости в 220 км/с. Это стабильный показатель, подразумевающий наличие оболочки из темной материи;
  • Через 5 млрд. лет ожидается столкновение с галактикой Андромеды.

Теги