Jaka jest definicja Drogi Mlecznej. Nasza galaktyka to Droga Mleczna

Galaktyka Drogi Mlecznej jest bardzo majestatyczna i piękna. Ten ogromny świat to nasza Ojczyzna, nasz Układ Słoneczny. Wszystkie gwiazdy i inne obiekty widoczne gołym okiem na nocnym niebie to nasza galaktyka. Chociaż istnieje kilka obiektów, które znajdują się w Mgławicy Andromedy, sąsiadce naszej Drogi Mlecznej.

Opis Drogi Mlecznej

Galaktyka Drogi Mlecznej jest ogromna, ma rozmiar 100 tysięcy lat świetlnych, a jak wiadomo, jeden rok świetlny to 9460730472580 km. Nasz Układ Słoneczny znajduje się 27 000 lat świetlnych od centrum galaktyki, w jednym z ramion zwanych ramieniem Oriona.

Nasz Układ Słoneczny krąży wokół centrum Drogi Mlecznej. Dzieje się to w taki sam sposób, jak Ziemia obraca się wokół Słońca. Układ Słoneczny dokonuje rewolucji co 200 milionów lat.

Odkształcenie

Galaktyka Drogi Mlecznej wygląda jak dysk z wybrzuszeniem w środku. To nie jest idealny kształt. Z jednej strony jest zakręt na północ od centrum galaktyki, z drugiej biegnie w dół i skręca w prawo. Na zewnątrz ta deformacja przypomina nieco falę. Sam dysk jest zdeformowany. Wynika to z obecności w pobliżu Małego i Wielkiego Obłoku Magellana. Bardzo szybko rotują wokół Drogi Mlecznej – potwierdził to teleskop Hubble’a. Te dwie galaktyki karłowate są często nazywane satelitami Drogi Mlecznej. Chmury tworzą układ związany grawitacyjnie, który jest bardzo ciężki i dość masywny ze względu na ciężkie pierwiastki w masie. Zakłada się, że zdają się one brać udział w przeciąganiu liny pomiędzy galaktykami, tworząc wibracje. W rezultacie galaktyka Drogi Mlecznej ulega deformacji. Struktura naszej galaktyki jest wyjątkowa; ma halo.

Naukowcy uważają, że za miliardy lat Droga Mleczna wchłonie Obłoki Magellana, a po pewnym czasie zostanie wchłonięta przez Andromedę.

Aureola

Zastanawiając się, jakim rodzajem galaktyki jest Droga Mleczna, naukowcy zaczęli ją badać. Udało im się dowiedzieć, że 90% jego masy składa się z ciemnej materii, dlatego pojawia się tajemnicze halo. Wszystko, co widać z Ziemi gołym okiem, a mianowicie ta świetlista materia, stanowi około 10% galaktyki.

Liczne badania potwierdziły, że Droga Mleczna posiada halo. Naukowcy opracowali różne modele, które uwzględniają część niewidzialną i bez niej. Po eksperymentach zasugerowano, że gdyby nie było halo, prędkość ruchu planet i innych elementów Drogi Mlecznej byłaby mniejsza niż obecnie. Ze względu na tę cechę założono, że większość składników składa się z niewidzialnej masy lub ciemnej materii.

Liczba gwiazdek

Galaktyka Drogi Mlecznej jest uważana za jedną z najbardziej wyjątkowych. Struktura naszej galaktyki jest niezwykła, jest w niej ponad 400 miliardów gwiazd. Około jedna czwarta z nich to duże gwiazdy. Uwaga: inne galaktyki mają mniej gwiazd. W Obłoku jest około dziesięciu miliardów gwiazd, inne składają się z miliarda, a w Drodze Mlecznej jest ponad 400 miliardów różnych gwiazd, a z Ziemi widoczna jest tylko niewielka ich część, około 3000. Nie da się dokładnie powiedzieć ile gwiazd znajduje się w Drodze Mlecznej i dlaczego galaktyka stale traci obiekty, ponieważ stają się supernowymi.

Gazy i pyły

Około 15% galaktyki to pył i gazy. Może dzięki nim nasza galaktyka nazywa się Drogą Mleczną? Pomimo jej ogromnych rozmiarów widzimy około 6000 lat świetlnych przed nami, ale rozmiar galaktyki wynosi 120 000 lat świetlnych. Może być większa, ale nawet najpotężniejsze teleskopy nie są w stanie dostrzec niczego poza nią. Dzieje się tak na skutek gromadzenia się gazów i pyłów.

Grubość pyłu nie pozwala na przedostawanie się światła widzialnego, natomiast przechodzi przez nie światło podczerwone, co pozwala naukowcom na tworzenie map gwiazd.

Co wydarzyło się wcześniej

Według naukowców nasza galaktyka nie zawsze taka była. Droga Mleczna powstała w wyniku połączenia kilku innych galaktyk. Gigant ten przejął inne planety i obszary, co miało silny wpływ na wielkość i kształt. Nawet teraz planety są przechwytywane przez galaktykę Drogi Mlecznej. Przykładem tego są obiekty Canis Major, galaktyki karłowatej znajdującej się w pobliżu naszej Drogi Mlecznej. Gwiazdy Canis są okresowo dodawane do naszego wszechświata, a z naszego przenoszą się do innych galaktyk, na przykład obiekty są wymieniane z galaktyką Strzelca.

Widok na Drogę Mleczną

Żaden naukowiec ani astronom nie jest w stanie dokładnie powiedzieć, jak nasza Droga Mleczna wygląda z góry. Wynika to z faktu, że Ziemia znajduje się w galaktyce Drogi Mlecznej, 26 000 lat świetlnych od centrum. Ze względu na tę lokalizację nie jest możliwe wykonanie zdjęć całej Drogi Mlecznej. Dlatego każdy obraz galaktyki jest albo obrazem innych widocznych galaktyk, albo czyjąś wyobraźnią. A jak naprawdę wygląda, możemy się tylko domyślać. Istnieje nawet możliwość, że obecnie wiemy o tym tyle samo, co starożytni ludzie, którzy wierzyli, że Ziemia jest płaska.

Centrum

Centrum Drogi Mlecznej nazywa się Sagittarius A* i jest doskonałym źródłem fal radiowych, co sugeruje, że w samym jej sercu znajduje się ogromna czarna dziura. Według założeń jego rozmiar wynosi nieco ponad 22 miliony kilometrów i to jest sama dziura.

Wszystkie substancje próbujące dostać się do dziury tworzą ogromny dysk, prawie 5 milionów razy większy od naszego Słońca. Ale nawet ta siła cofania nie zapobiega tworzeniu się nowych gwiazd na krawędzi czarnej dziury.

Wiek

Na podstawie szacunków składu galaktyki Drogi Mlecznej udało się ustalić szacunkowy wiek na około 14 miliardów lat. Najstarsza gwiazda ma nieco ponad 13 miliardów lat. Wiek galaktyki oblicza się poprzez określenie wieku najstarszej gwiazdy i faz poprzedzających jej powstanie. Na podstawie dostępnych danych naukowcy sugerują, że wiek naszego Wszechświata wynosi około 13,6–13,8 miliarda lat.

Najpierw powstało zgrubienie Drogi Mlecznej, następnie jej środkowa część, w miejscu której później powstała czarna dziura. Trzy miliardy lat później pojawił się dysk z rękawami. Stopniowo się zmieniał i dopiero około dziesięciu miliardów lat temu zaczął wyglądać tak, jak teraz.

Jesteśmy częścią czegoś większego

Wszystkie gwiazdy w Drodze Mlecznej są częścią większej struktury galaktycznej. Jesteśmy częścią Supergromady w Pannie. Galaktyki znajdujące się najbliżej Drogi Mlecznej, takie jak Obłok Magellana, Andromeda i inne pięćdziesiąt galaktyk, to jedna gromada, Supergromada w Pannie. Supergromada to grupa galaktyk zajmująca ogromny obszar. A to tylko niewielka część gwiezdnego otoczenia.

Supergromada w Pannie zawiera ponad sto grup gromad na obszarze o średnicy ponad 110 milionów lat świetlnych. Sama gromada w Pannie jest niewielką częścią supergromady Laniakea, a ta z kolei jest częścią kompleksu Ryby-Wielonoga.

Obrót

Nasza Ziemia krąży wokół Słońca, dokonując pełnego obrotu w ciągu 1 roku. Nasze Słońce krąży w Drodze Mlecznej wokół centrum galaktyki. Nasza galaktyka porusza się w związku ze specjalnym promieniowaniem. Promieniowanie CMB jest wygodnym punktem odniesienia, który pozwala nam określić prędkość szerokiej gamy materii we Wszechświecie. Badania wykazały, że nasza galaktyka obraca się z prędkością 600 kilometrów na sekundę.

Wygląd imienia

Galaktyka otrzymała swoją nazwę ze względu na swój szczególny wygląd, przypominający rozlane mleko na nocnym niebie. Nazwę nadano mu już w starożytnym Rzymie. Wtedy nazywano ją „drogą mleczną”. Do dziś nazywa się ją Drogą Mleczną, kojarząc tę nazwę z pojawieniem się białego paska na nocnym niebie, z rozlanym mlekiem.

Odniesienia do galaktyki odnajdywane są już od czasów Arystotelesa, który twierdził, że Droga Mleczna to miejsce styku sfer niebieskich z ziemskimi. Do czasu powstania teleskopu nikt nie dodał nic do tej opinii. I dopiero od XVII wieku ludzie zaczęli inaczej patrzeć na świat.

Nasi sąsiedzi

Z jakiegoś powodu wiele osób uważa, że galaktyką najbliższą Drodze Mlecznej jest Andromeda. Ale ta opinia nie jest całkowicie słuszna. Naszym najbliższym „sąsiadem” jest galaktyka Canis Major, znajdująca się wewnątrz Drogi Mlecznej. Znajduje się w odległości 25 000 lat świetlnych od nas i 42 000 lat świetlnych od centrum. W rzeczywistości jesteśmy bliżej Canis Major niż czarnej dziury w centrum galaktyki.

Przed odkryciem Canis Major w odległości 70 tysięcy lat świetlnych za najbliższego sąsiada uważano Strzelca, a potem Wielki Obłok Magellana. W Canis odkryto niezwykłe gwiazdy o ogromnych gęstościach klasy M.

Według teorii Droga Mleczna połknęła Wielkiego Psa wraz ze wszystkimi gwiazdami, planetami i innymi obiektami.

Zderzenie galaktyk

Ostatnio coraz częściej pojawiają się informacje, że najbliższa Drodze Mlecznej galaktyka, Mgławica Andromedy, pochłonie nasz wszechświat. Te dwa giganty powstały mniej więcej w tym samym czasie – około 13,6 miliarda lat temu. Uważa się, że ci giganci są w stanie zjednoczyć galaktyki, ale ze względu na ekspansję Wszechświata powinni się od siebie oddalić. Jednak wbrew wszelkim zasadom obiekty te zbliżają się do siebie. Prędkość ruchu wynosi 200 kilometrów na sekundę. Szacuje się, że za 2-3 miliardy lat Andromeda zderzy się z Drogą Mleczną.

Astronom J. Dubinsky stworzył model zderzenia pokazany na tym filmie:

Kolizja nie doprowadzi do katastrofy w skali globalnej. A po kilku miliardach lat powstanie nowy układ ze zwykłymi formami galaktycznymi.

Zagubione galaktyki

Naukowcy przeprowadzili zakrojone na szeroką skalę badania gwiaździstego nieba, obejmujące około jednej ósmej jego powierzchni. W wyniku analizy układów gwiezdnych Drogi Mlecznej udało się odkryć, że na obrzeżach naszego Wszechświata znajdują się nieznane wcześniej strumienie gwiazd. To wszystko, co pozostało z małych galaktyk, które kiedyś zostały zniszczone przez grawitację.

Teleskop zainstalowany w Chile wykonał ogromną liczbę zdjęć, które pozwoliły naukowcom ocenić niebo. Zdjęcia szacują, że naszą galaktykę otacza halo ciemnej materii, rzadkiego gazu i kilku gwiazd, czyli pozostałość po galaktykach karłowatych, które kiedyś zostały pochłonięte przez Drogę Mleczną. Mając wystarczającą ilość danych, naukowcom udało się złożyć „szkielet” martwych galaktyk. To jak w paleontologii – na podstawie kilku kości trudno stwierdzić, jak wyglądało stworzenie, ale mając wystarczające dane, można złożyć szkielet i zgadnąć, jak wyglądała jaszczurka. I tak jest: informacyjna zawartość zdjęć umożliwiła odtworzenie jedenastu galaktyk pochłoniętych przez Drogę Mleczną.

Naukowcy są pewni, że obserwując i oceniając otrzymane informacje, będą w stanie znaleźć kilka nowych zdezintegrowanych galaktyk, które zostały „zjadane” przez Drogę Mleczną.

Jesteśmy pod ostrzałem

Zdaniem naukowców hiperprędkie gwiazdy znajdujące się w naszej galaktyce nie powstały w niej, ale w Wielkim Obłoku Magellana. Teoretycy nie potrafią wyjaśnić wielu aspektów istnienia takich gwiazd. Na przykład nie można dokładnie powiedzieć, dlaczego duża liczba gwiazd hiperprędkościowych koncentruje się w Sekstancie i Lwie. Po zweryfikowaniu teorii naukowcy doszli do wniosku, że taka prędkość może rozwinąć się jedynie pod wpływem czarnej dziury znajdującej się w centrum Drogi Mlecznej.

Ostatnio odkrywa się coraz więcej gwiazd, które nie poruszają się od centrum naszej galaktyki. Po przeanalizowaniu trajektorii ultraszybkich gwiazd naukowcy odkryli, że jesteśmy atakowani przez Wielki Obłok Magellana.

Śmierć planety

Obserwując planety w naszej galaktyce, naukowcy byli w stanie zobaczyć, jak planeta umarła. Została pochłonięta przez starzejącą się gwiazdę. Podczas ekspansji i transformacji w czerwonego olbrzyma gwiazda wchłonęła swoją planetę. A inna planeta w tym samym układzie zmieniła swoją orbitę. Widząc to i oceniając stan naszego Słońca, naukowcy doszli do wniosku, że to samo stanie się z naszym światłem. Za około pięć milionów lat stanie się czerwonym olbrzymem.

Jak działa galaktyka

Nasza Droga Mleczna ma kilka ramion obracających się po spirali. Centrum całego dysku to gigantyczna czarna dziura.

Na nocnym niebie możemy zobaczyć ramiona galaktyczne. Wyglądają jak białe paski, przypominające drogę mleczną usianą gwiazdami. To są gałęzie Drogi Mlecznej. Najlepiej je widać przy dobrej pogodzie w ciepłym sezonie, kiedy jest najwięcej kosmicznego pyłu i gazów.

W naszej galaktyce wyróżnia się następujące ramiona:

Gałąź kątowa.
Orion. Nasz Układ Słoneczny znajduje się w tym ramieniu. Ten rękaw to nasz „pokój” w „domu”.
Rękaw Carina-Strzelec.
Oddział Perseusza.
Gałąź Tarczy Krzyża Południa.

Zawiera także rdzeń, pierścień gazowy i ciemną materię. Zaopatruje około 90% całej galaktyki, a pozostałe dziesięć to obiekty widzialne.

Nasz Układ Słoneczny, Ziemia i inne planety stanowią jedną całość ogromnego układu grawitacyjnego, który można zobaczyć każdej nocy na czystym niebie. W naszym „domu” nieustannie zachodzą różnorodne procesy: rodzą się gwiazdy, ulegają rozpadowi, jesteśmy bombardowani przez inne galaktyki, pojawia się pył i gazy, gwiazdy zmieniają się i gaśnie, inne wybuchają, tańczą… I wszystko to dzieje się gdzieś tam, daleko we wszechświecie, o którym tak mało wiemy. Kto wie, może nadejdzie czas, kiedy ludzie będą mogli w ciągu kilku minut dotrzeć do innych gałęzi i planet naszej galaktyki i podróżować do innych wszechświatów.

Droga Mleczna to nasza macierzysta galaktyka, w której znajduje się Układ Słoneczny, w której znajduje się planeta Ziemia, na której żyją ludzie. Należy do galaktyk spiralnych z poprzeczką i wchodzi w skład Grupy Lokalnej galaktyk wraz z Galaktyką Andromedy, Galaktyką Trójkąta i 40 galaktykami karłowatymi. Średnica Drogi Mlecznej wynosi 100 000 lat świetlnych. W naszej galaktyce jest około 200-400 miliardów gwiazd. Nasz Układ Słoneczny znajduje się na obrzeżach dysku galaktycznego, w stosunkowo spokojnym miejscu, które pozwoliło na powstanie życia na naszej planecie. Być może nie jesteśmy jedynymi mieszkańcami Drogi Mlecznej, ale to się dopiero okaże. Chociaż w oceanie Wszechświata cała historia ludzkości to nic innego jak ledwo zauważalna zmarszczka, bardzo interesujące jest dla nas eksplorowanie Drogi Mlecznej i śledzenie rozwoju wydarzeń w naszej rodzimej galaktyce.

Według astronomów większość gwiazd powoli obraca się wokół centrów galaktycznych z prędkością nie większą niż 100 kilometrów na sekundę. Istnieją jednak wyjątki od tej reguły. W ciągu ostatnich kilku dekad naukowcy odkryli w naszej galaktyce około 20 gwiazd hiperprędkościowych. Najnowszym tego typu odkryciem jest obiekt PSR J0002+6216. jego ruch wynosi 1130 kilometrów na sekundę, czyli ponad cztery miliony kilometrów na godzinę. Wystarczy dotrzeć na ten sam Księżyc w 6 minut. Według astronomów z Amerykańskiego Narodowego Obserwatorium Radioastronomicznego, którzy go odkryli, jeśli taka dynamika będzie się utrzymywać, w odległej przyszłości obiekt ucieknie z naszej galaktyki.

W pogodną, bezksiężycową noc blada, słabo błyszcząca wstęga rozciąga się po całym niebie jasnym łukiem - droga Mleczna jak pierścień otaczający całe niebo. Patrząc na nią przez teleskop, jesteś przekonany, że jest to ogromny zbiór bardzo słabych gwiazd.

Ponieważ Droga Mleczna otacza całe niebo, dzieląc je prawie na pół, to oczywiście nasz Układ Słoneczny znajduje się w pobliżu tej płaszczyzny, w pobliżu płaszczyzny galaktycznej, jak to się nazywa.

Im dalej od płaszczyzny Drogi Mlecznej, tym mniej jest słabych gwiazd i tym mniejsza jest odległość w tych kierunkach, jaką rozciąga się układ gwiazd. Ogólnie rzecz biorąc, nasz układ gwiezdny, tzw Galaktyka, zajmuje przestrzeń przypominającą z zewnątrz soczewkę. Jest spłaszczony – najgrubszy w środku i cieńszy na brzegach. Gdybyśmy mogli go zobaczyć „z góry” lub „z dołu”, miałby on, z grubsza rzecz ujmując, wygląd koła (a nie pierścienia). Z „strony” wyglądałoby to jak wrzeciono. Ale jakie są wymiary tego „wrzeciona”? Czy układ gwiazd w nim jest jednolity?

Stało się to jasne w ostatnich latach, chociaż odpowiedzi na to pytanie można udzielić poprzez proste badanie Drogi Mlecznej, która w całości składa się ze stosu obłoków gwiazd. Niektóre chmury są jaśniejsze i mają więcej gwiazd (np. w konstelacjach Strzelca i Łabędzia), podczas gdy inne są uboższe w gwiazdy. W jednym z nich znajduje się także Układ Słoneczny, tzw system lokalny.

Droga Mleczna - jak możemy ją zobaczyć z Ziemi

Najpotężniejsze obłoki gwiazd znajdują się w kierunku konstelacji Strzelca - to tam znajduje się jądro galaktyki, czyli miejsce, w którym Droga Mleczna jest najjaśniejsza. Biorąc pod uwagę, że konstelację Strzelca widzimy „z boku”, logiczny jest wniosek, że nasz Układ Słoneczny nie znajduje się daleko od centrum Galaktyki Drogi Mlecznej, ale raczej jest przesunięty bliżej jej krawędzi.

Biorąc pod uwagę, że średnica naszej Galaktyki wynosi prawie 100 tysięcy lat świetlnych, Układ Słoneczny znajduje się 25 tysięcy lat świetlnych od jej centrum, czyli około połowy jego promienia.

Układ Słoneczny krąży wokół centrum Galaktyki, które leży w odległości 25 tysięcy lat świetlnych od nas w kierunku gwiazdozbioru Strzelca, z prędkością 250 km/s. Kształt jego orbity jest nadal nieznany, ale jeśli jest ona zbliżona do koła, co jest prawdopodobne, wówczas Słońce wykonuje po niej jeden obrót w ciągu 200 milionów lat. Okres ten, jeśli chcesz, można uznać za „rok kosmiczny” do pomiaru bardzo długich okresów czasu.

Cała historia ludzkości w porównaniu z takim okresem to tylko krótka chwila! Gdybyśmy mogli zobaczyć Słońce pędzące i obracające się na swojej orbicie, tak jak widzimy pociąg skręcający na zakręcie toru, nie moglibyśmy śledzić obrotów planet wokół Słońca: wydawałoby się, że wirują szybciej niż pojazd elektryczny wentylator.

Obracając się wokół centrum Galaktyki, nie wszystkie gwiazdy poruszają się dokładnie w ten sam sposób i na przykład gwiazdy krótkookresowe pozostają w tyle za Słońcem o 100 kilometrów na sekundę.

Ruch naszego Układu Słonecznego z prędkością 20 km/s w kierunku naszej „sąsiedniej” konstelacji Liry jest ruchem w obrębie naszego obłoku gwiazd, czyli układu lokalnego. Jest niewielki i nie przeszkadza nam wraz z całym układem lokalnym w okrążaniu centrum galaktyki.

Jak jasne powinno wydawać się centrum naszej Galaktyki - obłoki gwiazd Drogi Mlecznej w konstelacji Strzelca - gdyby nie zostały ukryte, przyćmione przez absorpcję światła w masach wypełniających przestrzeń między nami a tym centrum!

Masa naszej Galaktyki, obecnie szacowana na różne sposoby, wynosi dwieście miliardów mas Słońca, z czego jedna tysięczna zawarta jest w międzygwiazdowym gazie i pyle. Masa jest prawie taka sama, a masę galaktyki Trójkąta szacuje się na dwadzieścia razy mniejszą.

Patrząc na Drogę Mleczną i inne galaktyki z boku, wydaje się, że gwiazdy są w niej tak blisko, że dosłownie ocierają się bokami. W rzeczywistości wszystko jest zupełnie inne.
Gdybyśmy zbudowali model Drogi Mlecznej, w którym gwiazdy byłyby reprezentowane jako krople deszczu, to aby dać prawidłowe wyobrażenie o rozmieszczeniu gwiazd w typowej galaktyce, wzajemne odległości kropel musiałyby wynosić około 65 km!

W rezultacie na każdy centymetr sześcienny materii gwiezdnej przypada ponad 10 000 000 000 000 000 000 000 000 centymetrów sześciennych.

To paradoks, ale jeśli chodzi o badanie struktury Drogi Mlecznej, jesteśmy w bardzo niekorzystnej sytuacji. Żyjemy w nim i widzimy go od środka. To jakby próbować wyobrazić sobie świat na zewnątrz domu, będąc w mieszkaniu i wyglądając przez okno.

Ale jeśli naszym domem jest Galaktyka, to inne domy są innymi galaktykami. Wygląd naszego domu możemy zatem odgadnąć obserwując inne domy, które widzimy z okna.

Obserwując Drogę Mleczną na niebie.

Nikt jednak nie przeszkadza nam patrzeć na to, co widać bezpośrednio „z okna” na niebie. Co zatem zobaczy obserwator z Ziemi?

Droga Mleczna przechodzi przez konstelacje Łabędź, Kasjopeja I Perseusz. Droga Mleczna jest prawie niewidoczna. Rozciąga się wzdłuż północnej strony nieba małym i niskim łukiem od północnego zachodu (gdzie stoi Perseusz) do północnego wschodu (gdzie stoi Łabędź). Najwyższy punkt tego łuku, w Kasjopei, znajduje się w połowie odległości między horyzontem a horyzontem.

Kosmos, który próbujemy zbadać, to ogromna i nieskończona przestrzeń, w której znajdują się dziesiątki, setki, tysiące bilionów gwiazd, zjednoczonych w pewnych grupach. Nasza Ziemia nie żyje sama. Jesteśmy częścią Układu Słonecznego, który jest małą cząsteczką i częścią Drogi Mlecznej, większej formacji kosmicznej.

Nasza Ziemia, podobnie jak inne planety Drogi Mlecznej, nasza gwiazda zwana Słońcem, podobnie jak inne gwiazdy Drogi Mlecznej, poruszają się we Wszechświecie w określonej kolejności i zajmują wyznaczone miejsca. Spróbujmy bardziej szczegółowo zrozumieć, jaka jest struktura Drogi Mlecznej i jakie są główne cechy naszej galaktyki?

Pochodzenie Drogi Mlecznej

Nasza Galaktyka, podobnie jak inne obszary przestrzeni kosmicznej, ma swoją historię i jest wytworem katastrofy na skalę uniwersalną. Główną teorią pochodzenia Wszechświata, która dominuje dziś w społeczności naukowej, jest Wielki Wybuch. Modelem doskonale charakteryzującym teorię Wielkiego Wybuchu jest jądrowa reakcja łańcuchowa na poziomie mikroskopowym. Początkowo istniała jakaś substancja, która z pewnych powodów natychmiast zaczęła się poruszać i eksplodowała. Nie ma potrzeby mówić o warunkach, które doprowadziły do początku reakcji wybuchowej. Jest to dalekie od naszego zrozumienia. Teraz Wszechświat, powstały 15 miliardów lat temu w wyniku kataklizmu, jest ogromnym, nieskończonym wielokątem.

Pierwotnymi produktami eksplozji były początkowo nagromadzenia i chmury gazu. Następnie pod wpływem sił grawitacyjnych i innych procesów fizycznych doszło do powstawania większych obiektów na skalę uniwersalną. Wszystko wydarzyło się bardzo szybko, jak na standardy kosmiczne, w ciągu miliardów lat. Najpierw doszło do powstania gwiazd, które utworzyły gromady, a później połączyły się w galaktyki, których dokładna liczba nie jest znana. W swoim składzie materia galaktyczna to atomy wodoru i helu w towarzystwie innych pierwiastków, które są materiałem budulcowym do powstawania gwiazd i innych obiektów kosmicznych.

Nie można dokładnie określić, gdzie we Wszechświecie znajduje się Droga Mleczna, ponieważ dokładne centrum Wszechświata nie jest znane.

Ze względu na podobieństwo procesów, które utworzyły Wszechświat, nasza galaktyka ma bardzo podobną strukturę do wielu innych. Ze względu na swój typ jest to typowa galaktyka spiralna, rodzaj obiektu szeroko rozpowszechnionego we Wszechświecie. Pod względem wielkości galaktyka plasuje się w złotym środku – ani mała, ani ogromna. Nasza galaktyka ma o wiele więcej mniejszych sąsiadów gwiazd niż te o kolosalnych rozmiarach.

Wiek wszystkich galaktyk istniejących w przestrzeni kosmicznej jest również taki sam. Nasza galaktyka jest prawie w tym samym wieku co Wszechświat i ma 14,5 miliarda lat. W tym ogromnym czasie struktura Drogi Mlecznej zmieniała się kilkukrotnie i dzieje się to do dziś, jedynie niezauważalnie w porównaniu z tempem życia na Ziemi.

Z nazwą naszej galaktyki wiąże się ciekawa historia. Naukowcy uważają, że nazwa Droga Mleczna jest legendarna. Jest to próba powiązania położenia gwiazd na naszym niebie ze starożytnym greckim mitem o ojcu bogów Kronosie, który pożerał własne dzieci. Ostatnie dziecko, które spotkał ten sam smutny los, okazało się chude i zostało oddane pielęgniarce w celu tuczenia. Podczas karmienia na niebo spadały plamy mleka, tworząc w ten sposób mleczny ślad. Następnie naukowcy i astronomowie wszystkich czasów i narodów zgodzili się, że nasza galaktyka rzeczywiście jest bardzo podobna do drogi mlecznej.

Droga Mleczna znajduje się obecnie w środku cyklu rozwoju. Innymi słowy, kosmiczny gaz i materia, z których powstają nowe gwiazdy, wyczerpują się. Istniejące gwiazdy są jeszcze dość młode. Podobnie jak w historii ze Słońcem, które za 6-7 miliardów lat może zmienić się w Czerwonego Olbrzyma, nasi potomkowie będą obserwować przemianę innych gwiazd i całej galaktyki w czerwoną sekwencję.

Nasza galaktyka może przestać istnieć w wyniku kolejnego uniwersalnego kataklizmu. Tematyka badań w ostatnich latach skupia się na zbliżającym się w odległej przyszłości spotkaniu Drogi Mlecznej z naszą najbliższą sąsiadką, galaktyką Andromedy. Jest prawdopodobne, że po spotkaniu z Galaktyką Andromedy Droga Mleczna rozpadnie się na kilka małych galaktyk. W każdym razie będzie to powód pojawienia się nowych gwiazd i reorganizacji najbliższej nam przestrzeni. Możemy się tylko domyślać, jakie będą losy Wszechświata i naszej galaktyki w odległej przyszłości.

Parametry astrofizyczne Drogi Mlecznej

Aby wyobrazić sobie, jak wygląda Droga Mleczna w skali kosmicznej, wystarczy spojrzeć na sam Wszechświat i porównać jego poszczególne części. Nasza galaktyka jest częścią podgrupy, która z kolei jest częścią Grupy Lokalnej, większej formacji. Tutaj nasza kosmiczna metropolia sąsiaduje z galaktykami Andromedy i Trójkąta. Trio jest otoczone przez ponad 40 małych galaktyk. Grupa lokalna jest już częścią jeszcze większej formacji i jest częścią supergromady w Pannie. Niektórzy twierdzą, że są to jedynie przybliżone domysły na temat tego, gdzie znajduje się nasza galaktyka. Skala formacji jest tak ogromna, że prawie niemożliwe jest wyobrażenie sobie tego wszystkiego. Dziś znamy odległość do najbliższych sąsiadujących galaktyk. Inne obiekty głębokiego kosmosu są poza zasięgiem wzroku. Ich istnienie jest dozwolone jedynie teoretycznie i matematycznie.

Położenie galaktyki stało się znane dopiero dzięki przybliżonym obliczeniom, które określały odległość do jej najbliższych sąsiadów. Satelity Drogi Mlecznej to galaktyki karłowate - Mały i Duży Obłok Magellana. Według naukowców w sumie istnieje aż 14 galaktyk satelitarnych, które tworzą eskortę uniwersalnego rydwanu zwanego Drogą Mleczną.

Jeśli chodzi o świat widzialny, dziś jest wystarczająco dużo informacji o tym, jak wygląda nasza galaktyka. Istniejący model, a wraz z nim mapa Drogi Mlecznej, opracowywany jest na podstawie obliczeń matematycznych, danych uzyskanych w wyniku obserwacji astrofizycznych. Każde kosmiczne ciało lub fragment galaktyki zajmuje swoje miejsce. To tak jak we Wszechświecie, tylko na mniejszą skalę. Parametry astrofizyczne naszej kosmicznej metropolii są ciekawe i robią wrażenie.

Nasza galaktyka jest galaktyką spiralną z poprzeczką, oznaczoną na mapach gwiazd indeksem SBbc. Średnica dysku galaktycznego Drogi Mlecznej wynosi około 50-90 tysięcy lat świetlnych lub 30 tysięcy parseków. Dla porównania promień galaktyki Andromedy wynosi 110 tysięcy lat świetlnych w skali Wszechświata. Można sobie tylko wyobrazić, o ile większy jest nasz sąsiad od Drogi Mlecznej. Rozmiary galaktyk karłowatych znajdujących się najbliżej Drogi Mlecznej są dziesiątki razy mniejsze od rozmiarów naszej galaktyki. Obłoki Magellana mają średnicę zaledwie 7-10 tysięcy lat świetlnych. W tym ogromnym cyklu gwiazdowym znajduje się około 200–400 miliardów gwiazd. Gwiazdy te są zebrane w gromady i mgławice. Znaczącą jej część stanowią ramiona Drogi Mlecznej, w jednym z nich znajduje się nasz Układ Słoneczny.

Cała reszta to ciemna materia, chmury kosmicznego gazu i bąbelki wypełniające przestrzeń międzygwiazdową. Im bliżej centrum galaktyki, im więcej jest gwiazd, tym bardziej zatłoczona staje się przestrzeń kosmiczna. Nasze Słońce znajduje się w obszarze przestrzeni składającym się z mniejszych obiektów kosmicznych znajdujących się w znacznych odległościach od siebie.

Masa Drogi Mlecznej wynosi 6x1042 kg, czyli bilionów razy więcej niż masa naszego Słońca. Prawie wszystkie gwiazdy zamieszkujące nasz gwiezdny kraj znajdują się w płaszczyźnie jednego dysku, którego grubość według różnych szacunków wynosi 1000 lat świetlnych. Nie jest możliwe poznanie dokładnej masy naszej galaktyki, ponieważ większość widzialnego spektrum gwiazd jest przed nami ukryta przez ramiona Drogi Mlecznej. Ponadto nieznana jest masa ciemnej materii, która zajmuje rozległe przestrzenie międzygwiazdowe.

Odległość od Słońca do centrum naszej galaktyki wynosi 27 tysięcy lat świetlnych. Znajdując się na względnych peryferiach, Słońce szybko porusza się wokół centrum galaktyki, dokonując pełnego obrotu co 240 milionów lat.

Centrum galaktyki ma średnicę 1000 parseków i składa się z jądra o interesującej sekwencji. Środek jądra ma kształt zgrubienia, w którym skupiają się największe gwiazdy i gromada gorących gazów. To właśnie ten obszar uwalnia ogromną ilość energii, która w sumie jest większa niż ta emitowana przez miliardy gwiazd tworzących galaktykę. Ta część jądra jest najbardziej aktywną i najjaśniejszą częścią galaktyki. Na krawędziach jądra znajduje się most, będący początkiem ramion naszej galaktyki. Most taki powstaje w wyniku kolosalnej siły grawitacyjnej wywołanej dużą prędkością rotacji samej galaktyki.

Biorąc pod uwagę centralną część galaktyki, paradoksalny wydaje się następujący fakt. Naukowcy przez długi czas nie mogli zrozumieć, co znajduje się w centrum Drogi Mlecznej. Okazuje się, że w samym centrum gwiezdnego kraju zwanego Drogą Mleczną znajduje się supermasywna czarna dziura, której średnica wynosi około 140 km. To właśnie tam trafia większość energii uwalnianej przez jądro galaktyki; to właśnie w tej bezdennej otchłani gwiazdy rozpuszczają się i umierają. Obecność czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej wskazuje, że wszystkie procesy powstawania we Wszechświecie muszą się kiedyś zakończyć. Materia zamieni się w antymaterię i wszystko powtórzy się. Jak ten potwór będzie się zachowywał za miliony i miliardy lat, czarna otchłań milczy, co wskazuje, że procesy wchłaniania materii jedynie nabierają mocy.

Od środka rozciągają się dwa główne ramiona galaktyki - Tarcza Centaura i Tarcza Perseusza. Te formacje strukturalne otrzymały swoje nazwy od konstelacji znajdujących się na niebie. Oprócz głównych ramion, galaktykę otacza jeszcze 5 mniejszych ramion.

Przyszłość bliska i daleka

Ramiona, zrodzone z jądra Drogi Mlecznej, rozwijają się spiralnie, wypełniając przestrzeń kosmiczną gwiazdami i materią kosmiczną. Właściwa jest tu analogia z ciałami kosmicznymi krążącymi wokół Słońca w naszym układzie gwiezdnym. Ogromna masa gwiazd, dużych i małych, gromad i mgławic, obiektów kosmicznych różnej wielkości i natury, wiruje na gigantycznej karuzeli. Wszystkie tworzą wspaniały obraz rozgwieżdżonego nieba, na który ludzie patrzą od tysięcy lat. Studiując naszą galaktykę warto wiedzieć, że gwiazdy w galaktyce żyją według własnych praw, będąc dziś w jednym z ramion galaktyki, jutro rozpoczną swoją podróż w przeciwnym kierunku, opuszczając jedno ramię i lecąc do drugiego .

Ziemia w galaktyce Drogi Mlecznej nie jest jedyną planetą, na której może istnieć życie. To tylko cząstka pyłu wielkości atomu, która zaginęła w rozległym gwiezdnym świecie naszej galaktyki. W galaktyce może istnieć ogromna liczba takich planet podobnych do Ziemi. Wystarczy wyobrazić sobie liczbę gwiazd, które w taki czy inny sposób mają własne gwiezdne układy planetarne. Inne życie może znajdować się daleko, na samym krańcu galaktyki, dziesiątki tysięcy lat świetlnych stąd lub odwrotnie, być obecne w sąsiednich obszarach, ukrytych przed nami przez ramiona Drogi Mlecznej.

Astronomowie twierdzą, że gołym okiem można zobaczyć około 4,5 tysiąca gwiazd. I to pomimo tego, że naszym oczom ukazuje się tylko niewielka część jednego z najbardziej niesamowitych i niezidentyfikowanych obrazów świata: w samej Galaktyce Drogi Mlecznej znajduje się ponad dwieście miliardów ciał niebieskich (naukowcy mają okazję obserwować tylko dwa miliardy).

Droga Mleczna to galaktyka spiralna z poprzeczką, reprezentująca ogromny, związany grawitacyjnie układ gwiazd w przestrzeni. Wraz z sąsiadującymi galaktykami w Andromedzie i Trójkącie oraz ponad czterdziestoma karłowatymi galaktykami satelitarnymi stanowi część Supergromady w Pannie.

Wiek Drogi Mlecznej przekracza 13 miliardów lat i w tym czasie powstało w niej od 200 do 400 miliardów gwiazd i konstelacji ponad tysiąc ogromnych obłoków gazu, gromad i mgławic. Jeśli spojrzysz na mapę Wszechświata, zobaczysz, że Droga Mleczna jest na niej przedstawiona w postaci dysku o średnicy 30 tysięcy parseków (1 parsek to 3,086 * 10 do 13. potęgi kilometrów) i średnią grubość około tysiąca lat świetlnych (w jednym roku świetlnym prawie 10 bilionów kilometrów).

Astronomom trudno jest odpowiedzieć, ile dokładnie waży Galaktyka, ponieważ większość masy nie jest zawarta w konstelacjach, jak wcześniej sądzono, ale w ciemnej materii, która nie emituje promieniowania elektromagnetycznego ani nie oddziałuje z nim. Według bardzo przybliżonych obliczeń masa Galaktyki waha się od 5*10 11 do 3*10 12 mas Słońca.

Podobnie jak wszystkie ciała niebieskie, Droga Mleczna obraca się wokół własnej osi i porusza się po Wszechświecie. Należy wziąć pod uwagę, że galaktyki w ruchu nieustannie zderzają się ze sobą w przestrzeni, a ta, która ma większe rozmiary, pochłania mniejsze, ale jeśli ich rozmiary się pokrywają, po zderzeniu rozpoczyna się aktywne tworzenie się gwiazd.

Astronomowie sugerują zatem, że za 4 miliardy lat Droga Mleczna we Wszechświecie zderzy się z Galaktyką Andromedy (zbliżają się do siebie z prędkością 112 km/s), powodując pojawienie się nowych konstelacji we Wszechświecie.

Jeśli chodzi o ruch wokół własnej osi, Droga Mleczna porusza się w przestrzeni nierównomiernie, a nawet chaotycznie, ponieważ każdy znajdujący się w niej układ gwiazd, chmura lub mgławica ma swoją własną prędkość i orbity różnych typów i kształtów.

Struktura galaktyki

Jeśli przyjrzysz się uważnie mapie kosmosu, zobaczysz, że Droga Mleczna jest bardzo ściśnięta w płaszczyźnie i wygląda jak „latający spodek” (Układ Słoneczny znajduje się prawie na samej krawędzi układu gwiezdnego). Galaktyka Drogi Mlecznej składa się z jądra, poprzeczki, dysku, ramion spiralnych i korony.

Rdzeń

Jądro znajduje się w konstelacji Strzelca, gdzie znajduje się źródło promieniowania nietermicznego, którego temperatura wynosi około dziesięciu milionów stopni - zjawisko charakterystyczne tylko dla jąder galaktyk. W centrum jądra znajduje się kondensacja - zgrubienie składające się z dużej liczby starych gwiazd poruszających się po wydłużonej orbicie, z których wiele znajduje się na końcu swojego cyklu życia.

Tak więc jakiś czas temu amerykańscy astronomowie odkryli tutaj obszar o wymiarach 12 na 12 parseków, składający się z martwych i umierających konstelacji.

W samym centrum jądra znajduje się supermasywna czarna dziura (obszar w przestrzeni kosmicznej, który ma tak potężną grawitację, że nawet światło nie jest w stanie go opuścić), wokół której kręci się mniejsza czarna dziura. Razem wywierają tak silny wpływ grawitacyjny na pobliskie gwiazdy i konstelacje, że poruszają się po trajektoriach nietypowych dla ciał niebieskich we Wszechświecie.

Również centrum Drogi Mlecznej charakteryzuje się niezwykle silną koncentracją gwiazd, których odległość jest kilkaset razy mniejsza niż na obrzeżach. Prędkość poruszania się większości z nich jest całkowicie niezależna od odległości od jądra, dlatego też średnia prędkość obrotowa waha się od 210 do 250 km/s.

Sweter

Most o wielkości 27 tysięcy lat świetlnych przecina centralną część Galaktyki pod kątem 44 stopni do konwencjonalnej linii łączącej Słońce z jądrem Drogi Mlecznej. Składa się głównie ze starych czerwonych gwiazd (około 22 milionów) i jest otoczony pierścieniem gazu zawierającym większość cząsteczkowego wodoru, a zatem jest obszarem, w którym gwiazdy powstają w największej liczbie. Według jednej z teorii takie aktywne powstawanie gwiazd zachodzi w moście, ponieważ przepuszcza on przez siebie gaz, z którego rodzą się konstelacje.

Dysk

Droga Mleczna to dysk składający się z konstelacji, mgławic gazowych i pyłu (jego średnica wynosi około 100 tysięcy lat świetlnych przy grubości kilku tysięcy). Dysk wiruje znacznie szybciej niż korona, która znajduje się na krawędziach Galaktyki, natomiast prędkość obrotu w różnych odległościach od jądra jest nierówna i chaotyczna (waha się od zera w jądrze do 250 km/h w odległości 2 tysiące lat świetlnych od niego). Obłoki gazu, a także młode gwiazdy i konstelacje skupiają się w pobliżu płaszczyzny dysku.

Po zewnętrznej stronie Drogi Mlecznej znajdują się warstwy wodoru atomowego, które rozciągają się w przestrzeń kosmiczną półtora tysiąca lat świetlnych od zewnętrznych spiral. Pomimo tego, że wodór ten jest dziesięciokrotnie gęstszy niż w centrum Galaktyki, jego gęstość jest równie wielokrotnie mniejsza. Na obrzeżach Drogi Mlecznej odkryto gęste nagromadzenia gazu o temperaturze 10 tysięcy stopni, których wymiary przekraczają kilka tysięcy lat świetlnych.

Rękawy spiralne

Bezpośrednio za pierścieniem gazowym znajduje się pięć głównych ramion spiralnych Galaktyki, których wielkość waha się od 3 do 4,5 tys. Parseków: Cygnus, Perseusz, Orion, Strzelec i Centauri (Słońce znajduje się po wewnętrznej stronie ramienia Oriona) . Gaz molekularny jest rozmieszczony nierównomiernie w ramionach i nie zawsze przestrzega zasad rotacji Galaktyki, wprowadzając błędy.

Korona

Korona Drogi Mlecznej wygląda jak sferyczne halo rozciągające się od pięciu do dziesięciu lat świetlnych poza Galaktykę. Korona składa się z gromad kulistych, konstelacji, pojedynczych gwiazd (głównie starych i o małej masie), galaktyk karłowatych i gorącego gazu. Wszystkie poruszają się wokół jądra po wydłużonych orbitach, natomiast rotacja niektórych gwiazd jest tak przypadkowa, że nawet prędkość pobliskich gwiazd może znacznie się różnić, przez co korona obraca się niezwykle wolno.

Według jednej z hipotez korona powstała w wyniku absorpcji mniejszych galaktyk przez Drogę Mleczną i jest zatem ich pozostałością. Według wstępnych danych wiek halo przekracza dwanaście miliardów lat i jest równy wiekowi Drogi Mlecznej, dlatego też formowanie się gwiazd w tym miejscu już się zakończyło.

przestrzeń gwiazd

Jeśli spojrzysz na nocne, gwiaździste niebo, Drogę Mleczną można zobaczyć z dowolnego miejsca na globie w postaci paska o jasnym kolorze (ponieważ nasz układ gwiezdny znajduje się wewnątrz ramienia Oriona, tylko część Galaktyki jest dostępna dla oglądanie).

Mapa Drogi Mlecznej pokazuje, że nasze Słońce znajduje się niemal na dysku Galaktyki, na samym jego brzegu, a jego odległość od jądra wynosi 26-28 tysięcy lat świetlnych. Biorąc pod uwagę, że Słońce porusza się z prędkością około 240 km/h, aby dokonać jednego obrotu, potrzebuje około 200 milionów lat (w całym okresie swojego istnienia nasza gwiazda nie okrążyła Galaktyki trzydzieści razy).

Co ciekawe, nasza planeta znajduje się w kręgu korotacyjnym – miejscu, w którym prędkość obrotu gwiazd pokrywa się z prędkością obrotu ramion, dzięki czemu gwiazdy nigdy nie opuszczają tych ramion ani do nich nie wchodzą. Krąg ten charakteryzuje się wysokim poziomem promieniowania, dlatego uważa się, że życie może powstać tylko na planetach, w pobliżu których jest bardzo mało gwiazd.

Fakt ten dotyczy także naszej Ziemi. Będąc na peryferiach, znajduje się w dość spokojnym miejscu Galaktyki, dlatego przez kilka miliardów lat prawie nie podlegała globalnym kataklizmom, w które Wszechświat jest tak bogaty. Być może jest to jeden z głównych powodów, dla których życie mogło powstać i przetrwać na naszej planecie.