МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ: ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ, КОМПОНЕНТЫ - ARTE - 2025

Млечный Путь является спиральной галактикой с перемычкой , к которой принадлежит нашей солнечная система. Он состоит из примерно 300 миллиардов звезд в звездных системах, а также планет, газа и космической пыли.

С Земли мы можем видеть его часть в виде полосы беловатого света, пересекающей небо и очень заметной летом в северном полушарии в созвездиях Скорпиона и Стрельца.

Рисунок 1. Вид на Млечный Путь с Земли. Источник: Pixabay.

Для древних греков молочный вид этой светящейся полосы был молоком, пролитым из груди Геры, жены Зевса, бога света, неба и молний. Вот почему они назвали его «Млечный путь» или молочный путь.

В других древних культурах Млечный Путь ассоциировался с дорогой. На Пиренейском полуострове он известен как Эль Камино де Сантьяго, а для скандинавов он вел в Валгаллу, обитель богов.

Демокрит, выдающийся древнегреческий мыслитель, уже предположил, что Млечный Путь содержит в себе тысячи звезд. Когда Галилей направил на него свой телескоп, он понял, что оно действительно полно звезд.

Со временем астрономы, которые следовали за ним, поняли, что Солнечная система также является частью полосы, окутывающей ночное небо.

Английские астрономы Уильям Гершель (1738-1822), первооткрыватель Урана, вместе со своей сестрой Кэролайн Гершель (1750-1848) создали своего рода трехмерную карту распределения звезд в галактике.

Они пришли к выводу, что они были расположены в форме неправильного диска с Солнцем в центре, хотя не смогли определить их истинный размер.

Только в начале 20-го века астрономы осознали, что Солнечная система была лишь крошечной частью гораздо большей группировки: галактики. А позже во Вселенной их были миллиарды.

Характеристики Млечного Пути

Млечный Путь - очень обширная структура. Для определения расстояний на этом уровне требуются другие единицы измерения. Вот почему в литературе они используются:

- Световой год , то есть расстояние, которое свет проходит в вакууме в течение одного года. Скорость света постоянна и в вакууме составляет 300 000 км / с. Ничто во Вселенной не движется быстрее.

- Парсек , сокращенно пк, эквивалентен 3,2616 светового года, а килопарсек - 1000 парсеков или 3261,6 светового года.

Форма Млечного Пути - спираль с перемычкой диаметром около 60 000 пк. Трудно определить точные пределы, поскольку края четко не определены, поскольку в галактике есть ореол из звезд и межзвездной материи.

Рис. 2. Художественная концепция Млечного Пути, созданная на основе теоретических моделей и наблюдений других спиральных галактик. Из центральной планки прорастают две основные ветви, которые позже ответвляются. Источник: НАСА.

Галактический центр расположен в направлении созвездия Стрельца, как заметил в начале 20 века астроном Харлоу Шепли, который первым оценил размер галактического диска.

Солнечная система, в свою очередь, находится в одном из этих спиральных рукавов: рукаве Ориона, на окраине галактики. Межзвездная пыль мешает нам увидеть центр, однако в радио- и инфракрасном диапазоне это возможно.

Благодаря им стало известно, что звезды там вращаются с большой скоростью вокруг сверхмассивной черной дыры, эквивалентной примерно 3,7 миллионам солнечных масс.

Что касается происхождения Млечного Пути, космологи считают, что ему почти столько же лет, сколько и Большому взрыву, взрыву, породившему всю Вселенную.

Первые звезды, образовавшие галактики, должны были образоваться примерно 100 миллионов лет спустя. Поэтому космологи оценивают его возраст в 13,6 миллиарда лет (Большой взрыв произошел 13,8 миллиарда лет назад).

Возраст Млечного Пути

Рис. 3. Галактика UGC 12158 на расстоянии 118 Мпк от Земли очень похожа на то, как, по мнению ученых, выглядит Млечный Путь. Он находится в созвездии Пегаса. Изображение было получено космическим телескопом Хаббла. Источник: НАСА через Wikimedia Commons.

Чтобы установить возраст Млечного Пути, астрономы ищут самые старые звезды.

Возраст звезд известен по их свету, который дает информацию об их температуре и элементах, из которых она состоит.

Внутри звезд есть ядерный реактор, которому для функционирования нужен запас материала. Первоначально этот материал представляет собой водород, самый легкий элемент из всех, который превращается в гелий. Звезда с большим количеством водорода - молодая, а звезда с низким содержанием этого элемента - старая.

Анализируя свет звезды с помощью спектроскопических методов, можно узнать количество водорода, которое у нее есть, потому что каждый элемент поглощает свет определенных длин волн и излучает другие.

Поглощенные длины волн отражаются в спектре в виде темных линий с характерным расположением. Это указывает на изобилие рассматриваемого элемента, и таким образом можно узнать, много ли в звезде водорода, и приблизительно оценить ее возраст.

Следовательно, возраст Млечного Пути - это возраст его самых старых звезд плюс возраст их предшественников, если таковые были. А если и были, то они должны были содержать только водород, гелий и литий, самые легкие элементы.

Известно, что самым старым звездам Млечного Пути не менее 13,5 миллиардов лет, но внутри они содержат некоторые тяжелые элементы, которые не могли слиться самостоятельно.

Это означает, что они должны были получить их от звезд-предшественников, звезд первого поколения, жизнь которых была очень короткой из-за их большой массы и взорвалась как сверхновые.

Сложив эти возрасты, космологи подсчитали, что 13,6 миллиарда лет назад сформировался Млечный Путь.

Части Млечного Пути

Спираль Млечного Пути имеет три четко очерченных области, которые вращаются с разной скоростью (чем ближе к центру, тем быстрее вращение):

- Диск , область, богатая газом и пылью, имеет длину около 40 000 пк и толщину 2 000 пк: там находится большинство звезд в галактике, почти все они очень горячие и недавно образовавшиеся голубые звезды.

- Колба представляет собой сферическое утолщение вокруг центра, над и под диском радиусом 6000 шт. Эта область, в отличие от диска, разрежена пылью и газом с древним звездным населением.

- Гало , огромная тусклая сфера, которая окружает галактику и чей центр совпадает с центром диска. Звезды здесь сгруппированы в шаровые скопления, и, как и в случае с колбой, межзвездного материала здесь мало, так что население звезд также в значительной степени древнее.

Рисунок 4. Части Млечного Пути Солнце, находящееся в одном из его рукавов, кроме движения вокруг галактического центра, совершает различные движения. PNG / PSG - это направления галактического северного и южного полюсов. Источник: Wikimedia Commons.

Спиральная структура

Млечный Путь имеет форму спирали с перемычкой. Астрономы до сих пор не знают, почему материя галактики устроена именно так. Не у всех спиральных галактик есть перемычки, и многие из них даже не спиральные, а скорее эллиптические.

Рис. 5. Спиральная структура Млечного Пути, видимая прямо сверху. Солнце - желтая точка на руке Ориона (Ори). Названия рук соответствуют созвездиям и сокращены. Источник: Wikimedia Commons. Пользователь: Rursus / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Одна из теорий состоит в том, что изменения плотности вещества могут распространяться в космосе так же, как рябь в пруду, когда бросают камень. Это так называемая теория волн плотности, но она не единственная, которая была предложена для объяснения наличия спиральных рукавов.

Составные части

Спутниковые галактики

Есть несколько меньших галактик, которые сопровождают Млечный Путь, самая известная из которых - Магеллановы Облака.

Рисунок 6. Большое Магелланово Облако. Источник: Wikimedia Commons.

Недавно была обнаружена карликовая галактика Стрелец и еще одна, по которой ученые до сих пор не могут прийти к единому мнению, является ли она галактикой-спутником сама по себе или частью Млечного Пути: карликовая галактика Большого Пса.

На одном из спиральных рукавов могут быть даже другие галактики-спутники Млечного Пути, которые нельзя увидеть с нашего местоположения. Их привлекает мощная гравитация Млечного Пути, и, несомненно, через миллионы лет они станут его частью.

Центральная черная дыра

Благодаря инфракрасным телескопам астрономы смогли отслеживать движение звезд в окрестностях центра Галактики.

Существует интенсивный источник рентгеновского излучения, известный как Sgr A (Saggitarius A), который, как полагают, является сверхмассивной черной дырой, которая есть у всех галактик, включая нашу собственную, в центре.

Черная дыра в Стрельце A оценивается примерно в 4 миллиона солнечных масс. От него исходит свечение - продукт межзвездной материи, которая постоянно в нее просачивается. Иногда сильное свечение указывает на то, что звезда проникла внутрь.

Звезды

Великолепие Млечного Пути связано с населяющими его звездами: от 200 до 400 миллионов. Наше Солнце - средняя звезда среднего возраста, расположенная в рукаве Ориона, в 7900 пк от шумного центра Галактики.

Есть много типов звезд, классифицируемых в зависимости от их массы и температуры. Они также классифицируются по содержанию в них легких элементов, водорода и гелия или более тяжелых элементов, которые астрономы обычно называют металлами.

Последние являются более молодыми звездами, называемыми популяцией I, в то время как первые более старые и известны как популяция II.

В галактиках, подобных Млечному Пути, есть звезды обеих популяций. В спиральных рукавах и галактическом диске преобладают группы населения II, а в гало и луковице - группы населения I.

планеты

До относительно недавнего времени единственной звездной системой с известными планетами была Солнечная система. В нем есть два типа планет; скалистые, как Земля, и гиганты, как Юпитер.

Начиная с 90-х годов 20 века, планеты были открыты в других звездных системах: внесолнечных планетах или экзопланетах.

На данный момент их более 3000 обнаруженных, и их число не прекращается. Подавляющее большинство - это планеты-гиганты, то есть газовые гиганты, но были обнаружены и некоторые скалистые планеты, такие как Земля.

Межзвездное вещество

Пространство между звездами заполнено межзвездным газом и пылью. Когда Млечный Путь наблюдается с Земли, видны линии и более темные области, где много газа и пыли. Он состоит в основном из легких элементов: водорода и гелия со следами более тяжелых элементов.

Межзвездное вещество играет фундаментальную роль в галактике и во Вселенной, поскольку это сырье для звезд и планетных систем.

Ссылки

1. CDS. Как мы узнаем возраст Млечного Пути? Получено с: Cienciadesofa.com.
2. Катнер, М. 2003. Астрономия: физическая перспектива. Издательство Кембриджского университета.
3. НАСА Space Place. Что такое галактика-спутник? Получено с: spaceplace.nasa.gov.
4. Пасачофф, Дж. 2007. Космос: астрономия в новом тысячелетии. Третье издание. Томсон-Брукс / Коул.
5. Сидс, М. 2011. Основы астрономии. Издание седьмое. Cengage Learning.
6. Виды Солнечной системы. Рождение и образование галактик. Получено с: solarviews.com.
7. Wikipedia. Млечный Путь. Получено с: es. wikipedia.org.
8. Wikipedia. Млечный путь. Получено с: en.wikipedia.org.