Domov zdravie

Čo je galaxia? Aký tvar má Mliečna dráha? Pôvod Mliečnej dráhy.

Astronómovia hovoria, že voľným okom môže človek vidieť asi 4,5 tisíc hviezd. A to aj napriek tomu, že sa nám pred očami otvára len malá časť jedného z najúžasnejších a neidentifikovaných obrázkov sveta: len v galaxii Mliečna dráha je viac ako dvesto miliárd nebeských telies (vedci majú možnosť pozorovať len dve miliardy).

Mliečna dráha je špirálovitá galaxia s priečkou, čo je obrovský hviezdny systém gravitačne viazaný vo vesmíre. Spolu so susednými galaxiami Andromeda a Triangulum a viac ako štyridsiatimi trpasličími satelitnými galaxiami je súčasťou nadkopy v Panne.

Vek Mliečnej dráhy presahuje 13 miliárd rokov a za tento čas sa v nej vytvorilo od 200 do 400 miliárd hviezd a súhvezdí viac ako tisíc obrovských oblakov plynu, zhlukov a hmlovín. Ak sa pozriete na mapu vesmíru, môžete vidieť, že Mliečna dráha je na nej znázornená vo forme disku s priemerom 30 000 parsekov (1 parsek sa rovná 3,086 * 10 až 13. stupňu kilometrov) a priemerná hrúbka asi tisíc svetelných rokov (za jeden svetelný rok takmer 10 biliónov kilometrov).

Koľko galaxia váži, astronómovia ťažko odpovedajú, pretože väčšina hmotnosti nie je obsiahnutá v súhvezdí, ako sa predtým myslelo, ale v temnej hmote, ktorá nevyžaruje ani neinteraguje s elektromagnetickým žiarením. Podľa veľmi hrubých výpočtov sa hmotnosť Galaxie pohybuje od 5*10 11 do 3*10 12 hmotností Slnka.

Ako všetky nebeské telesá, aj Mliečna dráha sa otáča okolo svojej osi a pohybuje sa vo vesmíre. Treba si uvedomiť, že pri pohybe sa galaxie vo vesmíre neustále navzájom zrážajú a tá, ktorá je väčšia, pohltí tie menšie, no ak sú ich veľkosti rovnaké, po zrážke začína aktívna tvorba hviezd.

Astronómovia teda predkladajú predpoklad, že za 4 miliardy rokov sa Mliečna dráha vo vesmíre zrazí s galaxiou Andromeda (približujú sa k sebe rýchlosťou 112 km / s), čo spôsobí vznik nových konštelácií vo vesmíre.

Čo sa týka pohybu okolo svojej osi, Mliečna dráha sa vo vesmíre pohybuje nerovnomerne až chaoticky, keďže každá hviezdna sústava, oblak či hmlovina v nej nachádzajúce sa má svoju rýchlosť a obežné dráhy. iný druh a formy.

Štruktúra galaxie

Ak sa pozorne pozriete na mapu vesmíru, môžete vidieť, že Mliečna dráha je veľmi stlačená v rovine a vyzerá ako „lietajúci tanier“ ( slnečná sústava nachádza sa blízko okraja hviezdneho systému). Galaxia Mliečna dráha pozostáva z jadra, priečky, disku, špirálových ramien a koruny.

Nucleus

Jadro sa nachádza v súhvezdí Strelec, kde sa nachádza zdroj netepelného žiarenia, ktorého teplota je asi desať miliónov stupňov – jav, ktorý je charakteristický len pre jadrá galaxií. V strede jadra sa nachádza pečať – vydutina, pozostávajúca z veľkého množstva starých hviezd pohybujúcich sa po predĺženej dráhe, z ktorých mnohé sú na konci svojho životného cyklu.

Pred časom tu teda americkí astronómovia objavili oblasť s rozmermi 12 x 12 parsekov, pozostávajúcu z mŕtvych a umierajúcich súhvezdí.

V samom strede jadra je supermasívna čierna diera (časť vo vesmíre, ktorá má takú silnú gravitáciu, že ju nedokáže opustiť ani svetlo), okolo ktorej rotuje menšia čierna diera. Spoločne majú taký silný gravitačný vplyv na blízke hviezdy a súhvezdia, že sa pohybujú po trajektóriách neobvyklých pre nebeské telesá vo vesmíre.

Stred Mliečnej dráhy sa tiež vyznačuje mimoriadne silnou koncentráciou hviezd, ktorých vzdialenosť je niekoľko stokrát menšia ako na periférii. Rýchlosť pohybu väčšiny z nich je absolútne nezávislá od toho, ako ďaleko sú od jadra, a teda priemerná rýchlosť rotácia sa pohybuje od 210 do 250 km/s.

Jumper

Most s dĺžkou 27 000 svetelných rokov prechádza centrálnou časťou Galaxie pod uhlom 44 stupňov k pomyselnej čiare medzi Slnkom a jadrom Mliečnej dráhy. Pozostáva prevažne zo starých červených hviezd (asi 22 miliónov) a je obklopený plynným prstencom, ktorý obsahuje väčšinu molekulárneho vodíka, a preto je oblasťou, kde sa hviezdy tvoria v r. najviac. Podľa jednej teórie k takejto aktívnej tvorbe hviezd dochádza v tyči v dôsledku skutočnosti, že ňou prechádza plyn, z ktorého sa rodia súhvezdia.

Disk

Mliečna dráha je disk pozostávajúci zo súhvezdí, plynných hmlovín a prachu (jeho priemer je asi 100 tisíc svetelných rokov s hrúbkou niekoľko tisíc). Disk sa otáča oveľa rýchlejšie ako koróna, ktorá sa nachádza na okrajoch Galaxie, pričom rýchlosť rotácie v rôznych vzdialenostiach od jadra nie je rovnaká a chaotická (pohybuje sa od nuly v jadre až po 250 km/h na diaľku 2 tisíc svetelných rokov od nej). V blízkosti roviny disku sú sústredené plynové oblaky, ako aj mladé hviezdy a súhvezdia.

OD vonku Mliečna dráha obsahuje vrstvu atómového vodíka, ktorý ide do vesmíru jeden a pol tisíc svetelných rokov od extrémnych špirál. Napriek tomu, že tento vodík je desaťkrát hrubší ako v strede Galaxie, jeho hustota je rovnako nižšia. Na okraji Mliečnej dráhy boli objavené husté nahromadenia plynu s teplotou 10 tisíc stupňov, ktorých rozmery presahujú niekoľko tisíc svetelných rokov.

špirálové ramená

Bezprostredne za plynovým prstencom sa nachádza päť hlavných špirálových ramien Galaxie, ktorých veľkosť sa pohybuje od 3 do 4,5 tisíc parsekov: Cygnus, Perseus, Orion, Strelec a Kentaurus (Slnko sa nachádza od vnútri ramená Orionu). Molekulárny plyn je umiestnený v ramenách nerovnomerne a v žiadnom prípade nie vždy dodržiava pravidlá rotácie Galaxie, čo spôsobuje chyby.

koruna

Koróna Mliečnej dráhy je reprezentovaná ako sférické halo, ktoré siaha za galaxiu do vesmíru na päť až desať svetelných rokov. Korónu tvoria guľové hviezdokopy, súhvezdia, jednotlivé hviezdy (väčšinou staré a nízkohmotné), trpasličie galaxie, horúci plyn. Všetky sa pohybujú okolo jadra po predĺžených dráhach, pričom rotácia niektorých hviezd je taká náhodná, že aj rýchlosť blízkych svietidiel sa môže výrazne líšiť, takže koruna sa otáča extrémne pomaly.

Podľa jednej hypotézy koróna vznikla v dôsledku pohltenia menších galaxií Mliečnou dráhou, a teda je ich zvyškom. Podľa predbežných údajov vek halo presahuje dvanásť miliárd rokov a je to rovnaký vek ako Mliečna dráha, a preto je tu už tvorba hviezd ukončená.

hviezdny priestor

Ak sa pozriete na nočnú hviezdnu oblohu, Mliečnu dráhu môžete vidieť úplne odkiaľkoľvek na zemeguli vo forme svetlého pruhu (keďže náš hviezdny systém sa nachádza vo vnútri ramena Orionu, na pozorovanie je k dispozícii iba časť Galaxie) .

Mapa Mliečnej dráhy ukazuje, že naša Luminárna sa nachádza takmer na disku Galaxie, na jej samom okraji, a jej vzdialenosť od jadra je od 26 do 28 tisíc svetelných rokov. Vzhľadom na to, že Slnko sa pohybuje rýchlosťou asi 240 km/h, na to, aby urobilo jednu otáčku, potrebuje stráviť asi 200 miliónov rokov (za celú dobu svojej existencie naša hviezda neobišla Galaxiu ani tridsaťkrát) .

Zaujímavosťou je, že naša planéta sa nachádza v korotačnej kružnici – mieste, kde sa rýchlosť rotácie hviezd zhoduje s rýchlosťou rotácie ramien, takže hviezdy tieto ramená nikdy neopúšťajú ani do nich nevstupujú. Tento kruh sa vyznačuje vysokou úrovňou žiarenia, preto sa predpokladá, že život môže vzniknúť len na planétach, v ktorých blízkosti je veľmi málo hviezd.

Práve táto skutočnosť platí pre našu Zem. Keďže sa nachádza na periférii, nachádza sa na pomerne pokojnom mieste v Galaxii, a preto už niekoľko miliárd rokov takmer nie je vystavený globálnym kataklizmám, na ktoré je vesmír taký bohatý. Možno to je jeden z hlavných dôvodov, prečo život mohol vzniknúť a prežiť na našej planéte.

Mliečna dráha je galaxia, ktorá obsahuje Zem, slnečnú sústavu a všetky jednotlivé hviezdy viditeľné voľným okom. Vzťahuje sa na špirálové galaxie s priečkou.

Mliečna dráha spolu s galaxiou Andromeda (M31), galaxiou Triangulum (M33) a viac ako 40 trpasličými satelitnými galaxiami - vlastnou a Andromedou - tvoria Miestnu skupinu galaxií, ktorá je súčasťou Miestnej nadkopy (nadkopa Panny). .

História objavov

Objav Galilea

Mliečna dráha odhalila svoje tajomstvo až v roku 1610. Vtedy bol vynájdený prvý ďalekohľad, ktorý používal Galileo Galilei. Slávny vedec cez prístroj videl, že Mliečna dráha je skutočným zhlukom hviezd, ktoré sa pri pohľade voľným okom zliali do súvislého slabo blikajúceho pásu. Galileovi sa dokonca podarilo vysvetliť heterogenitu štruktúry tohto pásma. Spôsobila to prítomnosť v nebeskom úkaze nielen hviezdokôp. Sú tam aj tmavé mraky. Spojenie týchto dvoch prvkov vytvára úžasný obraz nočného úkazu.

Objav Williama Herschela

Štúdium Mliečnej dráhy pokračovalo až do 18. storočia. V tomto období bol jeho najaktívnejším výskumníkom William Herschel. Slávny skladateľ a hudobník sa zaoberal výrobou ďalekohľadov a študoval vedu o hviezdach. Najdôležitejším objavom Herschela bol Veľký plán vesmíru. Tento vedec pozoroval planéty cez ďalekohľad a spočítal ich v rôznych častiach oblohy. Štúdie viedli k záveru, že Mliečna dráha je akýmsi hviezdnym ostrovom, v ktorom sa nachádza aj naše Slnko. Herschel dokonca nakreslil schematický plán svojho objavu. Na obrázku bol hviezdny systém znázornený ako mlynský kameň a mal predĺžený nepravidelný tvar. Slnko bolo zároveň vo vnútri prstenca, ktorý obklopoval náš svet. Takto reprezentovali našu Galaxiu všetci vedci až do začiatku minulého storočia.

Až v 20. rokoch 20. storočia uzrelo svetlo sveta dielo Jacobusa Kapteina, v ktorom bola Mliečna dráha opísaná najpodrobnejšie. Autor zároveň podal schému hviezdneho ostrova, ktorá je čo najviac podobná tej, ktorá je nám v súčasnosti známa. Dnes vieme, že Mliečna dráha je galaxia, ktorá zahŕňa slnečnú sústavu, Zem a tie jednotlivé hviezdy, ktoré sú viditeľné pre ľudí voľným okom.

Aký tvar má Mliečna dráha?

Pri štúdiu galaxií ich Edwin Hubble zaradil do rôznych typov eliptických a špirálových. Špirálové galaxie majú tvar disku so špirálovými ramenami vo vnútri. Keďže Mliečna dráha má tvar disku spolu so špirálovými galaxiami, je logické predpokladať, že ide pravdepodobne o špirálovú galaxiu.

V 30. rokoch 20. storočia si R. J. Trumpler uvedomil, že odhady veľkosti galaxie Mliečna dráha uskutočnené Kapetinom a ďalšími boli chybné, pretože merania boli založené na pozorovaniach pomocou radiačných vĺn vo viditeľnej oblasti spektra. Trumpler dospel k záveru, že obrovské množstvo prachu v rovine Mliečnej dráhy pohlcuje viditeľné svetlo. Preto sa vzdialené hviezdy a ich hviezdokopy zdajú byť strašidelnejšie, než v skutočnosti sú. Z tohto dôvodu astronómovia museli nájsť spôsob, ako vidieť cez prach, aby mohli presne zobraziť hviezdy a hviezdokopy v rámci Mliečnej dráhy.

V 50. rokoch 20. storočia boli vynájdené prvé rádioteleskopy. Astronómovia zistili, že atómy vodíka vyžarujú žiarenie v rádiových vlnách a že takéto rádiové vlny môžu prenikať prachom v Mliečnej dráhe. Tak bolo možné vidieť špirálové ramená tejto galaxie. Na to sme použili značenie hviezd analogicky so značkami pri meraní vzdialeností. Astronómovia si uvedomili, že na dosiahnutie tohto cieľa môžu slúžiť hviezdy O a B.

Takéto hviezdy majú niekoľko funkcií:

jas– sú veľmi viditeľné a často sa vyskytujú v malých skupinách alebo združeniach;
teplý– vyžarujú vlny rôznych dĺžok (viditeľné, infračervené, rádiové vlny);
krátka životnosťŽijú asi 100 miliónov rokov. Vzhľadom na rýchlosť, ktorou hviezdy rotujú v strede galaxie, sa nevzďaľujú od svojho rodiska.

Astronómovia môžu pomocou rádioteleskopov presne porovnať polohy hviezd O a B a na základe Dopplerových posunov v rádiovom spektre určiť ich rýchlosť. Po vykonaní takýchto operácií na mnohých hviezdach boli vedci schopní vytvoriť kombinované rádiové a optické mapy špirálových ramien Mliečnej dráhy. Každé rameno je pomenované podľa súhvezdia, ktoré sa v ňom nachádza.

Astronómovia sa domnievajú, že pohyb hmoty okolo stredu galaxie vytvára hustotné vlny (oblasti vysokej a nízkej hustoty), presne ako to vidíte, keď miešate cesto na koláč pomocou elektrického mixéra. Predpokladá sa, že tieto vlny hustoty spôsobili špirálový charakter galaxie.

Pozorovaním oblohy vo vlnách rôznych vlnových dĺžok (rádiové, infračervené, viditeľné, ultrafialové, röntgenové žiarenie) pomocou rôznych pozemných a vesmírnych ďalekohľadov je možné získať rôzne obrazy Mliečnej dráhy.

Dopplerov efekt. Rovnako ako sa vysoký zvuk sirény hasičského auta znižuje, keď sa vozidlo vzďaľuje, pohyb hviezd ovplyvňuje vlnové dĺžky svetla, ktoré z nich dopadá na Zem. Tento jav sa nazýva Dopplerov jav. Tento efekt môžeme merať meraním čiar v spektre hviezdy a ich porovnaním so spektrom štandardnej lampy. Stupeň Dopplerovho posunu udáva, ako rýchlo sa hviezda pohybuje vzhľadom na nás. Smer Dopplerovho posunu nám navyše môže ukázať smer, ktorým sa hviezda pohybuje. Ak sa spektrum hviezdy posunie k modrému koncu, potom sa hviezda pohybuje smerom k nám; ak je v smere červenej, vzďaľuje sa.

Štruktúra Mliečnej dráhy

Ak dôkladne zvážime štruktúru Mliečnej dráhy, uvidíme nasledovné:

galaktický disk. Väčšina hviezd v Mliečnej dráhe je sústredená práve tu.

Samotný disk je rozdelený na tieto časti:

Jadro je stred disku;
Oblúky - oblasti okolo jadra, vrátane priamo oblastí nad a pod rovinou disku.
Špirálové ramená sú oblasti, ktoré vyčnievajú smerom von zo stredu. Naša slnečná sústava sa nachádza v jednom zo špirálových ramien Mliečnej dráhy.

guľové hviezdokopy. Niekoľko stoviek z nich je rozptýlených nad a pod rovinou disku.
Haló. Toto je veľká, tmavá oblasť, ktorá obklopuje celú galaxiu. Halo pozostáva z plynu s vysokou teplotou a možno aj z tmavej hmoty.

halo polomer výrazne viac veľkostí disku a podľa niektorých zdrojov dosahuje niekoľko stoviek tisíc svetelných rokov. Stred symetrie halo Mliečnej dráhy sa zhoduje so stredom galaktického disku. Halo pozostáva hlavne z veľmi starých, matných hviezd. Vek sférickej zložky Galaxie presahuje 12 miliárd rokov. Centrálna, najhustejšia časť halo v okruhu niekoľkých tisíc svetelných rokov od stredu Galaxie sa nazýva vydutie(v preklade z angličtiny „thickening“). Svätožiara ako celok sa otáča veľmi pomaly.

V porovnaní so svätožiarou disk sa točí oveľa rýchlejšie. Vyzerá to ako dva taniere preložené na okrajoch. Priemer disku Galaxie je asi 30 kpc (100 000 svetelných rokov). Hrúbka je asi 1000 svetelných rokov. Rýchlosť otáčania nie je rovnaká rôzne vzdialenosti od centra. Rýchlo sa zvyšuje z nuly v strede na 200-240 km/s vo vzdialenosti 2 tisíc svetelných rokov od nej. Hmotnosť disku je 150 miliárd krát väčšia ako hmotnosť Slnka (1,99*1030 kg). V disku sú sústredené mladé hviezdy a hviezdokopy. Medzi nimi je veľa jasných a horúcich hviezd. Plyn v disku Galaxie je rozmiestnený nerovnomerne a vytvára obrovské oblaky. Hlavné chemický prvok v našej galaxii je vodík. Asi 1/4 z nej tvorí hélium.

Jednou z najzaujímavejších oblastí Galaxie je jej stred, resp jadro nachádza sa v smere súhvezdia Strelca. Viditeľné žiarenie centrálnych oblastí Galaxie je pred nami úplne skryté silnými vrstvami absorbujúcej hmoty. Preto sa začalo skúmať až po vytvorení prijímačov infračerveného a rádiového žiarenia, ktoré je v menšej miere pohlcované. Centrálne oblasti Galaxie sa vyznačujú silnou koncentráciou hviezd: v každom kubickom parseku je ich mnoho tisíc. Bližšie k stredu sú zaznamenané oblasti ionizovaného vodíka a početné zdroje infračerveného žiarenia, čo naznačuje, že tam prebieha tvorba hviezd. V samom strede Galaxie sa predpokladá existencia masívneho kompaktného objektu – čiernej diery s hmotnosťou asi milión hmotností Slnka.

Jednou z najpozoruhodnejších formácií je špirálové vetvy (alebo rukávy). Dali názov tomuto typu objektov - špirálové galaxie. Pozdĺž ramien sa sústreďujú najmä najmladšie hviezdy, veľa otvorených hviezdokôp, ako aj reťaze hustých oblakov medzihviezdneho plynu, v ktorých sa hviezdy ďalej tvoria. Na rozdiel od halo, kde sú akékoľvek prejavy hviezdnej aktivity mimoriadne zriedkavé, vo vetvách pokračuje búrlivý život spojený s nepretržitým prechodom hmoty z medzihviezdneho priestoru k hviezdam a späť. Špirálové ramená Mliečnej dráhy sú pred nami do značnej miery skryté pohlcovaním hmoty. Ich podrobné štúdium začalo po nástupe rádioteleskopov. Umožnili študovať štruktúru Galaxie pozorovaním rádiovej emisie medzihviezdnych atómov vodíka, ktoré sú sústredené pozdĺž dlhých špirál. Podľa moderných konceptov sú špirálové ramená spojené s kompresnými vlnami šíriacimi sa cez disk galaxie. Pri prechode cez kompresné oblasti sa hmota disku stáva hustejšou a tvorba hviezd z plynu je intenzívnejšia. Dôvody objavenia sa takejto zvláštnej vlnovej štruktúry na diskoch špirálových galaxií nie sú úplne jasné. Mnoho astrofyzikov pracuje na tomto probléme.

Miesto slnka v galaxii

V blízkosti Slnka je možné sledovať úseky dvoch špirálových vetiev, ktoré sú od nás vzdialené asi 3 tisíc svetelných rokov. Podľa súhvezdí, kde sa tieto oblasti nachádzajú, sa nazývajú rameno Strelca a rameno Persea. Slnko je takmer v strede medzi týmito špirálovými ramenami. Pravda, pomerne blízko (na galaktické pomery) od nás, v súhvezdí Orion, sa nachádza ešte jedna, nie až tak výrazná vetva, ktorá je považovaná za odnož jedného z hlavných špirálových ramien Galaxie.

Vzdialenosť od Slnka do stredu Galaxie je 23-28 tisíc svetelných rokov alebo 7-9 tisíc parsekov. To naznačuje, že Slnko sa nachádza bližšie k okraju disku ako k jeho stredu.

Spolu so všetkými blízkymi hviezdami sa Slnko točí okolo stredu Galaxie rýchlosťou 220–240 km/s, čo predstavuje jednu otáčku za približne 200 miliónov rokov. To znamená, že Zem za celú dobu svojej existencie preletela okolo stredu Galaxie najviac 30-krát.

Rýchlosť rotácie Slnka okolo stredu Galaxie sa prakticky zhoduje s rýchlosťou, akou sa v danej oblasti pohybuje kompresná vlna, ktorá tvorí špirálové rameno. Takáto situácia je pre Galaxiu vo všeobecnosti neobvyklá: špirálové ramená sa otáčajú konštantnou uhlovou rýchlosťou, ako lúče kolesa, zatiaľ čo pohyb hviezd, ako sme videli, sa riadi úplne iným vzorom. Preto sa takmer celá hviezdna populácia disku buď dostane do špirálovej vetvy, alebo ju opustí. Jediným miestom, kde sa rýchlosti hviezd a špirálových ramien zhodujú, je takzvaný korotačný kruh a práve na ňom sa nachádza Slnko!

Pre Zem je táto okolnosť mimoriadne priaznivá. Koniec koncov, v špirálových vetvách sa vyskytujú násilné procesy, ktoré vytvárajú silné žiarenie, ničivé pre všetky živé veci. A žiadna atmosféra ho pred tým nedokázala ochrániť. Naša planéta však existuje na relatívne pokojnom mieste v Galaxii a nezažila vplyv týchto kozmických katakliziem stovky miliónov a miliardy rokov. Možno práve preto mohol život vzniknúť a prežiť na Zemi.

Po dlhú dobu bola poloha Slnka medzi hviezdami považovaná za najbežnejšiu. Dnes vieme, že to tak nie je: v určitom zmysle je to privilegované. A to treba vziať do úvahy pri diskusii o možnosti existencie života v iných častiach našej Galaxie.

Umiestnenie hviezd

Na bezoblačnej nočnej oblohe je Mliečna dráha viditeľná odkiaľkoľvek na našej planéte. Ľudskému oku je však prístupná len časť Galaxie, ktorá je systémom hviezd umiestnených vo vnútri ramena Orionu. Čo je to Mliečna dráha? Definícia všetkých jeho častí vo vesmíre je najzrozumiteľnejšia, ak vezmeme do úvahy hviezdnu mapu. V tomto prípade je zrejmé, že Slnko, ktoré osvetľuje Zem, sa nachádza takmer na disku. Toto je takmer okraj Galaxie, kde je vzdialenosť od jadra 26-28 tisíc svetelných rokov. Luminary, pohybujúce sa rýchlosťou 240 kilometrov za hodinu, strávi na jednej otáčke okolo jadra 200 miliónov rokov, takže za celú dobu svojej existencie precestovalo disk, pričom jadro zaoblilo, iba tridsaťkrát. Naša planéta sa nachádza v takzvanom korotačnom kruhu. Toto je miesto, v ktorom sú rýchlosti otáčania ramien a hviezd totožné. Tento kruh je charakteristický zvýšená hladinažiarenia. To je dôvod, prečo by život, ako veria vedci, mohol vzniknúť iba na planéte, v blízkosti ktorej je malý počet hviezd. Naša Zem je taká planéta. Nachádza sa na periférii Galaxie, na jej najpokojnejšom mieste. To je dôvod, prečo sa na našej planéte niekoľko miliárd rokov nevyskytli žiadne globálne kataklizmy, ktoré sa často vyskytujú vo vesmíre.

Ako bude vyzerať smrť Mliečnej dráhy?

Kozmický príbeh o smrti našej galaxie začína tu a teraz. Slepo sa môžeme pozerať okolo seba, mysliac si, že Mliečna dráha, Andromeda (naša staršia sestra) a kopa neznámych – naši vesmírni susedia – to je náš domov, no v skutočnosti je toho oveľa viac. Je čas preskúmať, čo ešte je okolo nás. Choď.

Galaxia Triangulum. S hmotnosťou asi 5 % hmotnosti Mliečnej dráhy je to tretia najväčšia galaxia v Miestnej skupine. Má špirálovitú štruktúru, vlastné satelity a môže byť satelitom galaxie Andromeda.
Veľký Magellanov oblak. Táto galaxia tvorí len 1 % hmotnosti Mliečnej dráhy, ale je štvrtou najväčšou v našej miestnej skupine. Je veľmi blízko našej Mliečnej dráhy – vzdialená menej ako 200 000 svetelných rokov – a prechádza aktívnou tvorbou hviezd, pretože slapové interakcie s našou galaxiou spôsobujú kolaps plynu a vedú k vzniku nových, horúcich a veľkých hviezd vo vesmíre.
Malý Magellanov oblak, NGC 3190 a NGC 6822. Všetky majú hmotnosti od 0,1 % do 0,6 % Mliečnej dráhy (a nie je jasné, ktorá z nich je väčšia) a všetky tri sú nezávislé galaxie. Každá obsahuje viac ako miliardu solárnych hmôt materiálu.
Eliptické galaxie M32 a M110. Sú to síce „iba“ satelity Andromedy, no každý z nich má viac ako miliardu hviezd a môžu dokonca prekročiť hmotnosti čísel 5, 6 a 7.

Okrem toho existuje najmenej 45 ďalších známych galaxií - menších - ktoré tvoria našu miestnu skupinu. Každý z nich má okolo seba halo temnej hmoty; každý z nich je gravitačne spojený s druhým, nachádza sa vo vzdialenosti 3 milióny svetelných rokov. Napriek ich veľkosti, hmotnosti a veľkosti, žiadna z nich nezostane o niekoľko miliárd rokov.

Takže to hlavné

Ako plynie čas, galaxie interagujú gravitačne. Nielenže sa priťahujú k sebe kvôli gravitačnej príťažlivosti, ale tiež interagujú prílivovo. O prílivoch a odlivoch zvyčajne hovoríme v súvislosti s tým, ako Mesiac priťahuje zemské oceány a vytvára príliv a odliv, a to je čiastočne pravda. No z pohľadu galaxie sú príliv a odliv menej nápadný proces. Časť malej galaxie, ktorá je blízko tej veľkej, bude priťahovaná väčšou gravitačnou silou a časť, ktorá je ďalej, bude pociťovať menšiu príťažlivosť. V dôsledku toho sa malá galaxia natiahne a nakoniec sa rozpadne pod vplyvom gravitácie.

Malé galaxie, ktoré sú súčasťou našej miestnej skupiny, vrátane Magellanových oblakov a trpasličích eliptických galaxií, budú týmto spôsobom roztrhané a ich materiál bude začlenený do veľkých galaxií, s ktorými sa zlúčia. "No a čo," hovoríš. Koniec koncov, toto nie je celkom smrť, pretože veľké galaxie zostanú živé. Ale ani tie nebudú v tomto štáte existovať navždy. O 4 miliardy rokov vzájomná gravitácia Mliečnej dráhy a Andromedy vtiahne galaxie do gravitačného tanca, ktorý povedie k veľkému splynutiu. Hoci tento proces bude trvať miliardy rokov, špirálová štruktúra oboch galaxií bude zničená, čo povedie k vytvoreniu jedinej obrovskej eliptickej galaxie v jadre našej miestnej skupiny: Milkweeds.

Malé percento hviezd bude počas takého splynutia vyvrhnuté, ale väčšina zostane nepoškodená a dôjde k veľkému výbuchu hviezd. Nakoniec budú nasávané aj zvyšné galaxie v našej miestnej skupine, takže zvyšok pohltí jedna veľká obrovská galaxia. Tento proces bude prebiehať vo všetkých prepojených skupinách a zhlukoch galaxií v celom vesmíre, pričom temná energia bude jednotlivé skupiny a zhluky tlačiť od seba. Ale ani toto nemožno nazvať smrťou, pretože galaxia zostane. A o chvíľu aj bude. Ale galaxiu tvoria hviezdy, prach a plyn a všetko sa raz skončí.

V celom vesmíre budú galaktické splynutia prebiehať v priebehu desiatok miliárd rokov. V rovnakom čase ich temná energia stiahne po celom Vesmíre do stavu úplnej samoty a nedostupnosti. A hoci posledné galaxie mimo našej miestnej skupiny nezmiznú, kým neuplynú stovky miliárd rokov, hviezdy v nich budú žiť. Hviezdy s najdlhšou životnosťou, ktoré dnes existujú, budú pokračovať v spaľovaní paliva po desiatky biliónov rokov a z plynu, prachu a hviezdnych mŕtvol, ktoré osídľujú každú galaxiu, budú vznikať nové hviezdy, hoci ich bude čoraz menej.

Keď dohoria posledné hviezdy, zostanú len ich mŕtvoly - bieli trpaslíci a neutrónové hviezdy. Než zhasnú, budú svietiť stovky biliónov či dokonca kvadriliónov rokov. Keď sa táto nevyhnutnosť stane, ostanú nám hnedí trpaslíci (nefunkčné hviezdy), ktorí sa náhodne spoja, znovu zapália jadrovú fúziu a vytvárajú hviezdne svetlo na desiatky biliónov rokov.

Keď o desiatky kvadriliónov rokov v budúcnosti bude posledná hviezda, v galaxii ešte zostane nejaká hmota. Takže toto nemožno nazvať „skutočnou smrťou“.

Všetky hmoty navzájom gravitačne interagujú a gravitačné objekty rôznych hmotností vykazujú pri interakcii zvláštne vlastnosti:

Opakované „približovania“ a tesné prihrávky spôsobujú medzi nimi výmenu rýchlosti a hybnosti.
Objekty s nízkou hmotnosťou sú vyhodené z galaxie a objekty s vyššou hmotnosťou klesajú do stredu a strácajú rýchlosť.
Počas dostatočne dlhej doby sa väčšina hmoty vysunie a iba malá časť zostávajúcej hmoty bude pevne pripevnená.

V samom strede týchto galaktických zvyškov bude v každej galaxii supermasívna čierna diera a zvyšok galaktických objektov bude obiehať okolo väčšej verzie našej vlastnej slnečnej sústavy. Samozrejme, že táto štruktúra bude posledná a keďže čierna diera bude čo najväčšia, zožerie všetko, na čo dosiahne. V strede Mlecomeda bude objekt stámiliónkrát hmotnejší ako naše Slnko.

Ale skončí sa aj to?

Vďaka fenoménu Hawkingovho žiarenia sa aj tieto objekty raz rozložia. Bude to trvať asi 10 80 až 10 100 rokov, v závislosti od toho, aká masívna sa naša supermasívna čierna diera stane počas rastu, ale koniec sa blíži. Potom sa pozostatky, rotujúce okolo galaktického stredu, rozviažu a zanechajú len halo tmavej hmoty, ktorá sa môže v závislosti od vlastností práve tejto hmoty aj náhodne disociovať. Bez akejkoľvek veci nebude nič, čo sme kedysi volali miestnu skupinu, Mliečnu dráhu a iné milé mená.

Mytológia

arménsky, arabský, valašský, židovský, perzský, turecký, kirgizský

Podľa jedného z arménskych mýtov o Mliečnej dráhe boh Vahagn, praotec Arménov, v tuhej zime ukradol slamu praotcovi Asýrčanov Barshamovi a zmizol na oblohe. Keď kráčal so svojou korisťou po oblohe, pustil na cestu slamky; z nich sa na oblohe vytvorila svetelná stopa (v arménčine „Straw thief’s road“). O mýte o rozsypanej slame hovoria aj arabské, židovské, perzské, turecké a kirgizské mená (Kirg. samanchynyn jolu- cesta slamníka) tohto javu. Obyvatelia Valašska verili, že túto slamku ukradla Venuša svätému Petrovi.

Burjat

Podľa burjatskej mytológie dobré sily vytvárajú svet, upravujú vesmír. Mliečna dráha teda vznikla z mlieka, ktoré Manzan Gurme čerpal z jej pŕs a striekal po Abai Geser, ktorý ju oklamal. Podľa inej verzie je Mliečna dráha „šev na oblohe“ zošitý po tom, čo z neho vypadli hviezdy; na ňom, ako na moste, tengri chodiť.

maďarský

Podľa maďarskej legendy Attila zostúpi po Mliečnej ceste, ak budú Székelyovci v nebezpečenstve; hviezdy predstavujú iskry z kopýt. Mliečna dráha. podľa toho sa nazýva „cesta bojovníkov“.

starogrécky

Etymológia slova Galaxias (Γαλαξίας) a jeho spojenie s mliekom (γάλα) odhaľujú dva podobné starogrécke mýty. Jedna z legiend hovorí o materskom mlieku rozliatom po oblohe bohyne Héry, ktorá dojčila Herkula. Keď sa Héra dozvedela, že dieťa, ktoré dojčí, nie je jej vlastné dieťa, ale nemanželský syn Dia a pozemská žena, odstrčila ho a z rozliateho mlieka sa stala Mliečna dráha. Iná legenda hovorí, že rozliate mlieko je mliekom Rhey, manželky Kronosa, a dieťaťom bol samotný Zeus. Kronos požieral jeho deti, keďže mu bolo predpovedané, že ho zvrhne jeho vlastný syn. Rhea má plán na záchranu svojho šiesteho dieťaťa, novorodenca Dia. Zabalila kameň do detského oblečenia a vsunula ho Kronosovi. Kronos ju požiadal, aby nakŕmila svojho syna ešte raz, kým ho prehltne. Mlieko vyliate z Rheinej hrude na holú skalu sa následne nazývalo Mliečna dráha.

indický

Starí Indiáni považovali Mliečnu dráhu za mlieko večernej červenej kravy prechádzajúcej oblohou. V Rig Véde sa Mliečna dráha nazýva Aryaman's Throne Road. Bhagavata Purana obsahuje verziu, podľa ktorej je Mliečna dráha bruchom nebeského delfína.

Inca

Hlavnými objektmi pozorovania v astronómii Inkov (čo sa odráža v ich mytológii) na oblohe boli tmavé úseky Mliečnej dráhy – akési „súhvezdie“ v terminológii andských kultúr: Láma, Mláďa láma, Pastier, Kondor, Jarabica, ropucha, had, líška; ako aj hviezdy: Južný kríž, Plejády, Lýra a mnohé ďalšie.

Ketskaya

V ketských mýtoch, podobne ako v selkupských, je Mliečna dráha opísaná ako cesta jednej z troch mytologických postáv: Syna nebies (Esya), ktorý išiel na lov. Západná strana obloha a tam zamrzla, hrdina Albe, ktorý prenasledoval zlú bohyňu, alebo prvý šaman Doha, ktorý vystúpil touto cestou k Slnku.

Čínština, vietnamčina, kórejčina, japončina

V mytológiách Sinosféry sa Mliečna dráha nazýva a porovnáva s riekou (vo vietnamčine, čínštine, kórejčine a japončine sa zachoval názov „strieborná rieka“. Číňania tiež niekedy nazývajú Mliečnu dráhu „žltá cesta“, podľa do farby slamy.

Domorodé obyvateľstvo Severnej Ameriky

Hidatsa a Eskimáci nazývajú Mliečnu dráhu „Popol“. Ich mýty hovoria o dievčati, ktoré rozsypalo popol po oblohe, aby ľudia v noci našli cestu domov. Cheyenne verili, že Mliečna dráha je špina a bahno nahromadené bruchom korytnačky plávajúcej na oblohe. Eskimáci z Beringovho prielivu – že toto sú stopy Krkavca Stvoriteľa kráčajúceho po oblohe. Cherokee verili, že Mliečna dráha vznikla, keď jeden lovec zo žiarlivosti ukradol manželku druhému a jej pes začal bez dozoru jesť kukuričnú múčku a rozhádzal ju po oblohe (rovnaký mýtus sa nachádza aj medzi khoisanskou populáciou Kalahari). Ďalší mýtus tých istých ľudí hovorí, že Mliečna dráha je stopa psa, ktorý niečo ťahá po oblohe. Ctunah nazval Mliečnu dráhu „psím chvostom“, Čiernonohý ju nazval „vlčia cesta“. Wyandotský mýtus hovorí, že Mliečna dráha je miestom, kde sa duše mŕtvych ľudí a psov stretávajú a tancujú.

maorskí

V maorskej mytológii je Mliečna dráha považovaná za loď Tama-rereti. Nos lode je súhvezdie Orion a Škorpión, kotva je južný kríž, Alfa Centauri a Hadar sú lano. Podľa legendy sa jedného dňa Tama-rereti plavil na svojom kanoe a videl, že je už neskoro a je ďaleko od domova. Na oblohe neboli žiadne hviezdy a Tama-rereti zo strachu, že by Tanif mohol zaútočiť, začala hádzať na oblohu trblietavé kamienky. Nebeskému božstvu Ranginuimu sa páčilo, čo robil, a postavil loď Tama-rereti na oblohu a premenil kamienky na hviezdy.

fínsky, litovský, estónsky, erzyský, kazašský

Fínsky názov je Fin. Linnunrata- znamená "Cesta vtákov"; litovský názov má podobnú etymológiu. Estónsky mýtus tiež spája Mliečnu („vtáčiu“) cestu s letom vtákov.

Meno Erzya je „Kargon Ki“ („žeriavová cesta“).

Kazašské meno je „Kus Zholy“ („Cesta vtákov“).

Zaujímavé fakty o galaxii Mliečna dráha

Mliečna dráha sa začala formovať ako zhluk hustých oblastí po Veľkom tresku. Prvé hviezdy, ktoré sa objavili, boli v guľových hviezdokopách, ktoré naďalej existujú. Toto sú najstaršie hviezdy v galaxii;
Galaxia zvýšila svoje parametre pohlcovaním a splývaním s ostatnými. Teraz vyberá hviezdy z trpasličej galaxie Strelec a Magellanove oblaky;
Mliečna dráha sa pohybuje vo vesmíre so zrýchlením 550 km/s vzhľadom na žiarenie pozadia;
V galaktickom strede sa skrýva supermasívna čierna diera Sagittarius A*. Podľa hmotnosti je 4,3 miliónkrát väčšia ako slnečná;
Plyn, prach a hviezdy obiehajú okolo stredu rýchlosťou 220 km/s. Toto je stabilný indikátor, ktorý naznačuje prítomnosť škrupiny tmavej hmoty;
O 5 miliárd rokov sa očakáva zrážka s galaxiou Andromeda.

Naša slnečná sústava, všetky hviezdy, ktoré sú viditeľné na nočnej oblohe, a mnohé ďalšie tvoria systém - Galaxia. Vo vesmíre existujú milióny takýchto systémov (galaxií). Naša galaxia alebo galaxia Mliečna dráha je špirálovitá galaxia s pruhom jasných hviezd.

Čo to znamená? Pás jasných hviezd vychádza zo stredu Galaxie a pretína Galaxiu v strede. V takýchto galaxiách začínajú špirálové ramená na koncoch priečok, zatiaľ čo v bežných špirálových galaxiách vychádzajú priamo z jadra. Pozrite sa na obrázok „Počítačový model galaxie Mliečna dráha“.

Ak vás zaujíma, prečo dostala naša galaxia názov „Mliečna dráha“, potom si vypočujte starú grécku legendu.
Zeus, boh neba, hromu a blesku, ktorý má na starosti celý svet, sa rozhodol urobiť svojho syna Herkula, narodeného zo smrteľnej ženy, nesmrteľným. Aby to urobil, položil dieťa na svoju spiacu manželku Héru, aby Herkules pil božské mlieko. Hera, ktorá sa prebudila, videla, že nekŕmi svoje vlastné dieťa, a odstrčila ho od seba. Prúd mlieka striekajúci z pŕs bohyne sa zmenil na Mliečnu dráhu.
Samozrejme, je to len legenda, ale Mliečna dráha je viditeľná na oblohe ako hmlistý pás svetla, ktorý sa tiahne po oblohe - umelecký obraz vytvorený starovekými ľuďmi je celkom opodstatnený.
Keď hovoríme o našej Galaxii, toto slovo píšeme veľkými písmenami. Kedy rozprávame sa o iných galaxiách – píšeme s veľkým začiatočným písmenom.

Štruktúra našej galaxie

Priemer Galaxie je asi 100 000 svetelných rokov (jednotka dĺžky rovnajúca sa vzdialenosti, ktorú prejde svetlo za jeden rok, svetelný rok je 9 460 730 472 580 800 metrov).
Galaxia obsahuje 200 až 400 miliárd hviezd. Vedci sa domnievajú, že väčšina hmoty Galaxie nie je obsiahnutá v hviezdach a medzihviezdnom plyne, ale v nesvietivých haló z temnej hmoty. Haló- je to neviditeľná súčasť galaxie, ktorá má guľový tvar a presahuje jej viditeľnú časť. Pozostáva hlavne zo riedeného horúceho plynu, hviezd a tmavej hmoty a tvorí väčšinu galaxie. Temná hmota je forma hmoty, ktorá nevyžaruje elektromagnetické žiarenie a neinteraguje s ním. Táto vlastnosť tejto formy hmoty znemožňuje jej priame pozorovanie.
V strednej časti Galaxie sa nachádza vydutina tzv vydutie. Ak by sme sa na našu Galaxiu mohli pozrieť zboku, videli by sme toto zahustenie v jej strede, podobné dvom žĺtkom na panvici, ak by sme ich spojili so spodnými spodkami – pozri obrázok.

V centrálnej časti Galaxie je silná koncentrácia hviezd. Predpokladá sa, že galaktická priečka je dlhá asi 27 000 svetelných rokov. Tento most prechádza stredom Galaxie pod uhlom ~ 44º k čiare medzi našim Slnkom a stredom Galaxie. Pozostáva prevažne z červených hviezd, ktoré sa považujú za veľmi staré. Sveter je obklopený krúžkom. Tento prstenec obsahuje väčšinu molekulárneho vodíka Galaxie a je aktívnou oblasťou tvorby hviezd v našej Galaxii. Ak pozorujeme z galaxie Andromeda, potom by galaktická priečka Mliečnej dráhy bola jej svetlou súčasťou.
Všetky špirálové galaxie, vrátane našej, majú špirálové ramená v rovine disku: dve ramená začínajúce na tyči vo vnútornej časti galaxie a vo vnútornej časti je niekoľko ďalších ramien. Potom tieto ramená prechádzajú do štvorramennej štruktúry pozorovanej v línii neutrálneho vodíka vo vonkajších častiach Galaxie.

Objav Galaxie

Najprv to bolo objavené teoreticky: astronómovia sa už dozvedeli, že Mesiac sa točí okolo Zeme, satelity obrovských planét tvoria systémy. Zem a ostatné planéty obiehajú okolo Slnka. Potom vyvstala prirodzená otázka: patrí aj Slnko do systému ešte väčších rozmerov? Prvé systematické štúdium tejto problematiky sa uskutočnilo v 18. storočí. anglický astronóm William Herschel. V súlade so svojimi pozorovaniami uhádol, že všetky hviezdy, ktoré pozorujeme, tvoria obrovský hviezdny systém, ktorý je sploštený smerom ku galaktickému rovníku. Dlho sa verilo, že všetky objekty vo vesmíre sú časťami našej Galaxie, hoci aj Kant navrhol, že niektoré hmloviny by mohli byť iné galaxie, ako napríklad Mliečna dráha. Táto Kantova hypotéza bola definitívne potvrdená až v 20. rokoch 20. storočia, keď Edwin Hubble zmeral vzdialenosť k niektorým špirálovým hmlovinám a ukázal, že vzhľadom na ich vzdialenosť nemôžu byť súčasťou Galaxie.

Kde v galaxii sme?

Naša slnečná sústava sa nachádza bližšie k okraju galaktického disku. Spolu s ďalšími hviezdami sa Slnko točí okolo stredu Galaxie rýchlosťou 220-240 km/s, čo predstavuje jednu otáčku za približne 200 miliónov rokov. Zem teda za celú dobu svojej existencie preletela okolo stredu Galaxie najviac 30-krát.
Špirálové ramená Galaxie sa otáčajú konštantnou uhlovou rýchlosťou ako lúče v kolesách a pohyb hviezd nastáva s iným vzorom, takže takmer všetky hviezdy disku buď padnú do špirálových ramien, alebo z nich vypadnú. Jediným miestom, kde sa rýchlosti hviezd a špirálových ramien zhodujú, je takzvaný korotačný kruh a práve na ňom sa nachádza Slnko.
Pre nás pozemšťanov je to veľmi dôležité, pretože v špirálových ramenách prebiehajú násilné procesy, ktoré tvoria silné žiarenie, ktoré je deštruktívne pre všetko živé. Žiadna atmosféra ho nedokázala ochrániť. Naša planéta však existuje na relatívne pokojnom mieste v Galaxii a tieto kozmické kataklizmy ju nezasiahli. Preto sa život mohol zrodiť a prežiť na Zemi - Stvoriteľ si pre našu kolísku Zeme vybral pokojné miesto.
Naša galaxia je in Miestna skupina galaxií- gravitačne viazaná skupina galaxií vrátane galaxie Mliečna dráha, galaxie Andromeda (M31) a galaxie Triangulum (M33), túto skupinu môžete vidieť na obrázku.

To, že hmota vo Vesmíre nie je rozptýlená, ale sústredená do obrovských hviezdokôp, vedci predpokladali už v 18. storočí (I. Kant, W. Herschel), no definitívne sa o tom presvedčili až začiatkom r. 20. storočie.

Hviezdne sústavy spojené gravitáciou sa nazývajú galaxie.

Naše Slnko je súčasťou galaxie Mliečna dráha (inak sa naša galaxia označuje slovom s veľkým písmenom - Galaxia). Hrúbka našej galaxie nie je väčšia ako 1% jej priemeru, to znamená, že tvarom pripomína disk, alebo presnejšie dve platne poskladané s okrajmi. Táto zložka Galaxie sa nazýva hviezdna zložka. disk. Disk má priemer 30 kiloparsekov (100 000 svetelných rokov), hrúbku 1 000 svetelných rokov a 150 miliárd násobok hmotnosti Slnka. Pozdĺž disku prebieha tmavý pás, ktorý je vrstvou nepriehľadnej hmoty – medzihviezdneho prachu a plynu.

Hviezdny disk Galaxie a pásik v strede disku
(bočný pohľad)

Disk Galaxie nemá jasne definovanú hranicu – rovnako ako neexistuje jasná horná hranica pre zemskú atmosféru. V rovine tohto disku je však hustota hviezd oveľa vyššia ako mimo neho.

Galaktický disk rotuje okolo svojho stredu. Rotácia Galaxie nastáva v smere hodinových ručičiek, ak sa na Galaxiu pozriete z jej severného pólu, ktorý sa nachádza v súhvezdí Coma Veronica. Disk Galaxie má špirálovitú štruktúru, ktorá dala názov tomuto typu hviezdokôp - špirálové galaxie. Špirály sú vlny šíriace sa v smere rotácie disku Galaxie s konštantnou uhlovou rýchlosťou. Hviezdy vo vnútri disku sa pohybujú po kruhových dráhach okolo stredu Galaxie konštantnou lineárnou rýchlosťou. Preto uhlová rýchlosť rotácia závisí od vzdialenosti od stredu a zmenšuje sa so vzdialenosťou od neho. Rýchlosť Slnka, ktoré sa nachádza na okraji Galaxie, je 220-250 km/s.

V strede disku Galaxie je zhrubnutie - jadro s priemerom 1300 parsekov. Nachádza sa v súhvezdí Strelca. V jadre je veľmi vysoká koncentrácia hviezd: hustota hviezd je tu miliónkrát väčšia ako v blízkosti Slnka. Ale napriek tomu, že v jadre je sústredených toľko hviezd, dlho sa to nedalo pozorovať, pretože v blízkosti roviny symetrie Galaxie sú obrovské tmavé oblaky prachu, ktoré pohlcujú svetlo hviezd. Uzatvárajú pred nami jadro Galaxie. Preto bolo možné ho študovať až po vytvorení prijímačov infračerveného a rádiového žiarenia, ktoré sú absorbované v menšej miere. Mimochodom, štúdium našej vlastnej Galaxie je pre nás ťažké aj preto, že sme v nej – ľahšie je študovať akýkoľvek objekt zvonku. Slnko je navyše v rovine hviezdneho disku: hustota medzihviezdnej hmoty je tu vysoká a sťažuje pozorovanie kvôli absorpcii svetla.

Takto vyzerá naša Galaxia zboku

Okrem obrovského množstva hviezd v centrálnej oblasti Galaxie existuje aj kruhový jadrový plynný disk s polomerom viac ako 1000 svetelných rokov, ktorý pozostáva najmä z molekulárneho vodíka. V samom strede Galaxie sa predpokladá existencia čiernej diery s hmotnosťou približne milión hmotností Slnka.

Druhá zložka Galaxie, ktorá ju v skutočnosti určuje vonkajšie rozmery, má guľovitý tvar. To sa nazýva haló. Polomer halo je oveľa väčší ako veľkosť disku – dosahuje niekoľko stoviek tisíc svetelných rokov. Stred symetrie halo Mliečnej dráhy sa zhoduje so stredom galaktického disku.

Halo, podobne ako disk, rotuje okolo stredu Galaxie, ale oveľa pomalšou rýchlosťou, pretože hviezdy v halo sa pohybujú skôr náhodne.

Centrálna časť halo - v okruhu niekoľkých tisíc svetelných rokov od stredu Galaxie - je najhustejšia, tzv. vydutie(z anglického slova vydutie význam "zhrubnutie", "nadúvanie").

Štruktúra našej Galaxie (bočný pohľad)

Okrem jednotlivých hviezd sú v Galaxii aj hviezdokopy. Delia sa na otvorené zhluky, guľové hviezdokopy a hviezdne asociácie.

otvorené hviezdokopy sa vyskytujú v blízkosti galaktickej roviny, kde sa sústreďuje nahromadenie prachu a medzihviezdneho plynu. Teraz je známych viac ako 1200 otvorených hviezdokôp, z ktorých 500 bolo podrobne študovaných. Najznámejšie z nich sú Plejády a Hyády v súhvezdí Býka. Celkový počet otvorených hviezdokôp v galaxii môže byť až stotisíc, pričom každá z nich obsahuje niekoľko stoviek až niekoľko tisíc hviezd. Ich hmotnosť je malá, a preto ich gravitačné pole v malom objeme priestoru nedokáže dlhodobo obsiahnuť, preto sa v priebehu miliárd rokov otvorené hviezdokopy rozpadajú.

Otvorená hviezdokopa Plejády

guľové hviezdokopy výrazne vynikajú na hviezdnom pozadí vďaka značnému počtu hviezd v nich a jasnému guľovitému tvaru. Guľové zhluky majú priemer 20 až 100 parsekov. Na úsvite vývoja Galaxie sa po nej potulovali tisíce guľových hviezdokôp. Mnohé z nich boli zničené v dôsledku zrážok medzi sebou alebo s galaktickým centrom. Dnes je v našej Galaxii asi 200 guľových hviezdokôp, ktoré sa nachádzajú v guľovom halo. Ide o najstaršie útvary v našej Galaxii – ich vek je od 10 do 12 miliárd rokov. Vek hviezd, ktoré tvoria guľové hviezdokopy, je veľmi pevný: pominuli dlhá cesta evolúcie a stali sa neutrónovými hviezdami alebo bielymi trpaslíkmi. Hviezdy v guľových hviezdokopách sa pohybujú na svojich dráhach okolo stredu hviezdokopy a samotná hviezdokopa sa zase pohybuje po obežnej dráhe okolo stredu Galaxie.

guľová hviezdokopa Messier 80,
nachádza sa uprostred medzi α Scorpio (Antares) a β Scorpio (Acrab)
v časti Mliečnej dráhy bohatej na hmloviny

Tretí typ klastrov - hviezdne asociácie. Ide o zoskupenia mladých hviezd, takzvané OB asociácie. Majú dĺžku 15 až 300 parsekov a obsahujú niekoľko desiatok až niekoľko stoviek mladých hviezd - horúcich modrých obrov a supergiantov. Keďže obri raných spektrálnych typov rýchlo prejdú cestou evolúcie, všetky hviezdy vznikli v rovnakom čase a majú malý vek. Existujú aj T-asociácie obsahujúce premenné hviezdy, ktoré sú v najskorších štádiách hviezdneho vývoja.

Hviezdna asociácia LH 72 vo Veľkom Magellanovom oblaku.
Fotografia bola urobená širokouhlou kamerou Hubbleovho teleskopu.
Foto: ESA/Hubble, NASA a D. A. Gouliermis

Pozdĺž ramien hviezdneho disku sú sústredené najmladšie hviezdy (staré niekoľko desiatok miliónov rokov), otvorené hviezdokopy a asociácie, ako aj husté oblaky medzihviezdneho plynu, v ktorých sa ďalej tvoria hviezdy. Výbuchy supernov sú častejšie pozorované v špirálových ramenách. Staršie hviezdy v špirálovej galaxii, ako je naše Slnko, sa nachádzajú v ramenách aj medzi nimi, čo vytvára pomerne rovnomerné rozloženie hviezd na disku. Na rozdiel od halo, kde sú prejavy hviezdnej aktivity mimoriadne zriedkavé, vo vetvách pokračuje búrlivý život spojený s nepretržitým prechodom hmoty z medzihviezdneho priestoru k hviezdam a späť. Aktívna tvorba hviezd v špirálových ramenách je spojená s vyššou hustotou hmoty v nich. Z tohto dôvodu sa zvyšuje priemerný tlak na plynové oblaky v medzihviezdnom priestore. Keď sa oblak plynu dostane do hustejšej časti špirálového ramena, zvýšenie tlaku spôsobí, že sa oblak rozdelí na menšie zhluky hmoty, ktoré môžu kondenzovať do hviezd. V dôsledku tohto procesu sa vo vnútri špirálových ramien rodia hviezdy. Ramená sú teda ako keby gigantický kozmický inkubátor, v ktorom sa mladé hviezdy nachádzajú blízko prednej hranice ramien. Hviezdy galaktického disku sa nazývajú populácie typu I.

Halo pozostáva najmä z veľmi starých, matných malých hviezd, ktoré vznikli v raných fázach vývoja Galaxie – ich vek je asi 12 miliárd rokov. Nachádzajú sa jednotlivo aj vo forme guľových hviezdokôp vrátane viac ako milióna hviezd. Hviezdy sférickej zložky sú sústredené smerom k stredu Galaxie a hustota halo hmoty rýchlo klesá so vzdialenosťou od nej. Halo hviezdy sa nazývajú populácie typu II.

Priestor medzi hviezdami je vyplnený riedkou hmotou, žiarením a magnetickým poľom. Disk je obzvlášť bohatý na medzihviezdny prach s teplotou 15–25 K, ktorý vznikol v dôsledku životnej činnosti hviezd. Priemerný polomer prachových častíc je zlomok mikrometra. V súčasnosti sa verí, že prachové zrná pozostávajú zo zmesi častíc železa a kremičitanu pokrytých obalmi organických molekúl a ľadu. Celková hmotnosť prachu je len 0,03 % z celkovej hmotnosti Galaxie, no jeho celková svietivosť je 30 % svietivosti hviezd a úplne určuje vyžarovanie Galaxie v infračervenej oblasti.

Analýza pohybu telies v Galaxii ukázala, že jej hmotnosť musí byť rádovo väčšia ako tá, ktorú určujeme z viditeľných objektov. To znamená, že okrem halo, vydutia a disku, v ktorých sú hviezdy a plyn, existuje obrovské množstvo neviditeľnej hmoty, ktorá sa prejavuje iba gravitačnou interakciou, ale nie je fixovaná žiadnymi zariadeniami. Nazvali to temnou hmotou. Disk a halo Galaxie sú ponorené do koróny tmavej hmoty, ktorej rozmery a hmotnosť sú 10-krát väčšie ako rozmery disku a hmotnosť viditeľnej hmoty Galaxie. Temná hmota neexistuje len v našej Galaxii, ale aj v medzigalaktickom priestore. Povaha skrytej hmoty vo vesmíre je stále nejasná - stále nevieme, z čoho pozostáva.

Planéta Zem, slnečná sústava, miliardy ďalších hviezd a nebeských telies – to všetko je naša galaxia Mliečna dráha – obrovský intergalaktický útvar, kde sa všetko riadi zákonmi gravitácie. Údaje o skutočnej veľkosti galaxie sú len približné. A najzaujímavejšie je, že takýchto útvarov, veľkých či menších, sú vo vesmíre stovky, možno až tisíce.

Galaxia Mliečna dráha a jej okolie

Všetky nebeské telesá, vrátane planét Mliečnej dráhy, satelitov, asteroidov, komét a hviezd, sú neustále v pohybe. Zrodený v kozmickom vortexe veľký tresk, všetky tieto objekty sú na ceste svojho vývoja. Niektorí sú starší, zatiaľ čo iní sú jednoznačne mladší.

Gravitačný útvar rotuje okolo stredu, pričom jednotlivé časti galaxie rotujú s iná rýchlosť. Ak je v strede rýchlosť rotácie galaktického disku skôr mierna, potom na periférii tento parameter dosahuje hodnoty 200-250 km / s. V jednej z týchto oblastí, bližšie k stredu galaktického disku, sa nachádza Slnko. Vzdialenosť od nej do stredu galaxie je 25-28 tisíc svetelných rokov. Úplná revolúcia okolo centrálnej osi gravitačnej formácie Slnka a slnečnej sústavy trvá 225-250 miliónov rokov. Slnečná sústava teda za celú históriu svojej existencie obletela centrum iba 30-krát.

Miesto galaxie vo vesmíre

Treba poznamenať jednu pozoruhodnú vlastnosť. Poloha Slnka a teda aj planéty Zem je veľmi výhodná. V galaktickom disku neustále prebieha proces zhutňovania. Tento mechanizmus je spôsobený nesúladom medzi rýchlosťou rotácie špirálových vetiev a pohybom hviezd, ktoré sa v rámci galaktického disku pohybujú podľa vlastných zákonov. Počas zhutňovania dochádza k prudkým procesom sprevádzaným silným ultrafialovým žiarením. Slnko a Zem sa pohodlne nachádzajú v korotačnom kruhu, kde nedochádza k takej násilnej činnosti: medzi dvoma špirálovými vetvami na hranici ramien Mliečnej dráhy – Strelcom a Perseom. To tiež vysvetľuje pokoj, v ktorom sme sa tak dlho nachádzali. Viac ako 4,5 miliardy rokov nás nezasiahli kozmické kataklizmy.

Štruktúra galaxie Mliečna dráha

Galaktický disk nie je vo svojom zložení jednotný. Rovnako ako iné špirálové gravitačné systémy, aj Mliečna dráha má tri odlišné oblasti:

jadro, tvorené hustou hviezdokopou, čítajúcou miliardu hviezd rôzneho veku;
samotný galaktický disk, vytvorený zo zhlukov hviezd, hviezdneho plynu a prachu;
koróna, sférické halo - oblasť, v ktorej sa nachádzajú guľové hviezdokopy, trpasličie galaxie, jednotlivé skupiny hviezd, kozmický prach a plyn.

V blízkosti roviny galaktického disku sú mladé hviezdy zhromaždené v zhlukoch. Hustota hviezdokôp v strede disku je vyššia. V blízkosti stredu je hustota 10 000 hviezd na kubický parsek. V oblasti, kde sa nachádza slnečná sústava, je už hustota hviezd 1-2 svietidlá na 16 kubických parsekov. Vek týchto nebeských telies spravidla nie je dlhší ako niekoľko miliárd rokov.

Medzihviezdny plyn sa sústreďuje aj okolo roviny disku a je vystavený odstredivým silám. Napriek konštantnej rýchlosti rotácie špirálových ramien je medzihviezdny plyn rozmiestnený nerovnomerne a vytvára veľké a malé zóny oblakov a hmlovín. Avšak hlavný galaktický stavebný materiál je temná hmota. Jeho hmotnosť prevažuje nad celkovou hmotnosťou všetkých nebeských telies, ktoré tvoria galaxiu Mliečna dráha.

Ak je štruktúra galaxie na diagrame celkom jasná a priehľadná, potom je v skutočnosti takmer nemožné uvažovať o centrálnych oblastiach galaktického disku. Plynové a prachové oblaky a nahromadenia hviezdneho plynu skrývajú pred našimi pohľadmi svetlo zo stredu Mliečnej dráhy, v ktorej žije skutočné vesmírne monštrum – supermasívna čierna diera. Hmotnosť tohto supergianta je približne 4,3 milióna M☉. Vedľa superobra je menšia čierna diera. Doplnkom tejto pochmúrnej spoločnosti sú stovky trpasličích čiernych dier. Čierne diery Mliečnej dráhy nie sú len požieračmi hviezdnej hmoty, ale slúžia aj ako pôrodnica, vyhadzujúc do vesmíru obrovské zhluky protónov, neutrónov a elektrónov. Práve z nich vzniká atómový vodík – hlavné palivo hviezdneho kmeňa.

Jumper - lišta sa nachádza v oblasti jadra galaxie. Jeho dĺžka je 27 tisíc svetelných rokov. Vládnu tu staré hviezdy, červení obri, ktorých hviezdna hmota živí čierne diery. V tejto oblasti sa koncentruje hlavná časť molekulárneho vodíka, ktorý je hlavným stavebným materiálom procesu tvorby hviezd.

Geometricky vyzerá štruktúra galaxie celkom jednoducho. Každé špirálové rameno, a v Mliečnej dráhe sú štyri, pochádza z plynového prstenca. Rukávy sa rozchádzajú v uhle 20°. Na vonkajších hraniciach galaktického disku je hlavným prvkom atómový vodík, ktorý sa šíri zo stredu galaxie na perifériu. Hrúbka vodíkovej vrstvy na okraji Mliečnej dráhy je oveľa širšia ako v strede, pričom jej hustota je extrémne nízka. Zriedenie vodíkovej vrstvy je uľahčené dopadom trpasličích galaxií, ktoré našu galaxiu neodmysliteľne sledujú už desiatky miliárd rokov.

Teoretické modely našej galaxie

Dokonca aj starí astronómovia sa snažili dokázať, že viditeľný pás na oblohe je súčasťou obrovského hviezdneho disku rotujúceho okolo jeho stredu. Toto tvrdenie uľahčili prebiehajúce matematické výpočty. Predstavu o našej galaxii bolo možné získať až o tisíce rokov neskôr, keď veda prišla na pomoc inštrumentálne metódy prieskumu vesmíru. Prelomom v skúmaní povahy Mliečnej dráhy bolo dielo Angličana Williama Herschela. V roku 1700 sa mu podarilo experimentálne dokázať, že naša galaxia má tvar disku.

Už v našej dobe nabral výskum iný smer. Vedci stavili na porovnanie pohybu hviezd, medzi ktorými bola rozdielna vzdialenosť. Jacob Kaptein dokázal pomocou metódy paralaxy približne určiť priemer galaxie, ktorý je podľa jeho výpočtov 60-70 tisíc svetelných rokov. Podľa toho bolo určené miesto Slnka. Ukázalo sa, že sa nachádza pomerne ďaleko od zúriaceho stredu galaxie a v slušnej vzdialenosti od periférie Mliečnej dráhy.

Základnou teóriou existencie galaxií je teória amerického astrofyzika Edwina Hubbla. Vlastní myšlienku klasifikovať všetky gravitačné formácie, rozdeliť ich na eliptické galaxie a formácie špirálového typu. Posledné, špirálové galaxie predstavujú najrozsiahlejšiu skupinu, ktorá zahŕňa útvary rôznych veľkostí. Najväčšou z nedávno objavených špirálových galaxií je NGC 6872, ktorej priemer presahuje 552 tisíc svetelných rokov.

Očakávaná budúcnosť a predpovede

Galaxia Mliečna dráha vyzerá ako kompaktný a usporiadaný gravitačný útvar. Na rozdiel od našich susedov je náš intergalaktický domov celkom pokojný. Čierne diery systematicky ovplyvňujú galaktický disk a zmenšujú jeho veľkosť. Tento proces už prebieha desiatky miliárd rokov a ako dlho bude pokračovať, nie je známe. Jediná hrozba, ktorá visí nad našou galaxiou, pochádza od jej najbližšieho suseda. Galaxia Andromeda sa k nám rýchlo približuje. Vedci predpokladajú, že zrážka dvoch gravitačných systémov môže nastať o 4,5 miliardy rokov.

Takéto stretnutie-splynutie bude znamenať koniec sveta, v ktorom sme žili. Mliečna dráha, ktorá je menšia, bude pohltená väčším útvarom. Namiesto dvoch veľkých špirálových útvarov sa vo vesmíre objaví nová eliptická galaxia. Dovtedy bude naša galaxia schopná vysporiadať sa so svojimi satelitmi. Dve trpasličie galaxie – Veľký a Malý Magellanov mrak – pohltí Mliečna dráha o 4 miliardy rokov.

Ak máte nejaké otázky - nechajte ich v komentároch pod článkom. My alebo naši návštevníci im radi odpovieme.