Чумацький Шлях, наша рідна галактика, має величезне значення для астрономів. Цей небесний простір охоплює нашу Сонячну систему, включаючи Землю, і всі зірки, видимі неозброєним оком. Щодня астрономи відкривають нові таємниці про нашу галактику, заглиблюючись у її розмір, масу, кількість зірок, історію формування та її долю через мільярди років. Ця стаття висвітлює ці інтригуючі аспекти.
Історія відкриття
Коли людство досліджувало космос, стало очевидно, що небесні тіла обертаються навколо центральних точок. Наприклад, Місяць обертається навколо Землі, а наша планета – навколо Сонця. Це призвело до логічного запитання: чи обертається Сонце навколо більшої космічної системи?
Відкриття Галілея
Галілео Галілей, відомий італійський ерудит, здійснив революцію в науці про зорі на початку 17 століття. Сконструювавши телескоп з опуклою лінзою та увігнутим окуляром, він досягнув трикратного збільшення, а згодом збільшив його до 32 разів. Введення Галілеєм терміну “телескоп” ознаменувало поворотний момент у науковій номенклатурі.
За допомогою свого телескопа Галілей спостерігав пересічений рельєф Місяця з пагорбами і кратерами. Він пояснив такі явища, як попелясте світло Місяця, лібрацію та відкрив супутники Юпітера. Найважливіше те, що він продемонстрував, що Чумацький Шлях складається з міріадів зірок, але походження і природа цих зірок залишалися невловимими.
Відкриття Вільяма Гершеля
У 18 столітті англійський астроном Вільям Гершель каталогізував зорі в нічному небі, виявивши величезну структуру, яку він назвав “галактичним екватором”. Це відкриття показало, що максимальна концентрація зірок лежить уздовж цього екватора, утворюючи сплюснуту систему. Гершель зобразив Чумацький Шлях як витягнуту хмару неправильної форми, всередині якої було розташоване Сонце. Ця модель переважала до початку 20-го століття.
У 1920 році голландський астроном Якобус Каптейн представив вичерпний опис галактики, що дуже нагадує наше сучасне уявлення про неї.
Основні характеристики та параметри Чумацького Шляху
Однією з визначальних рис нашої галактики є її здатність поглинати інші зоряні скупчення. Кілька галактик обертаються навколо Чумацького Шляху, поступово піддаючись його гравітаційному впливу. Наразі Чумацький Шлях асимілює меншу галактику в сузір’ї Стрільця. Крім того, він взаємодіє з більш значною галактикою Андромеди, якій судилося злитися через кілька мільярдів років.
- Тип: Спіральна галактика
- Членство: Частина локальної групи
- Діаметр: Приблизно 100 000 світлових років
- “Зоряний рахунок”: 200-400 мільярдів
- Відстань Сонця від центру: 27 000 світлових років
- Орбітальна швидкість Сонячної системи: Близько 230 км/с
- Маса: Приблизно у 3 трильйони разів більша за Сонце
- Вік: Близько 13,7 мільярдів років
Маса
Розрахунки оцінюють масу Чумацького Шляху, беручи до уваги 200 мільярдів зірок, кожна з яких подібна до маси Сонця. Ці зірки складають 4% маси галактики, а газ (водень і гелій) потроює цю кількість. Решта складається з темної матерії, загальна маса якої становить приблизно 3 трильйони мас Сонця.
Розміри
Чумацький Шлях простягається на понад 100 000 світлових років у діаметрі, або понад 940 квадрильйонів кілометрів, при товщині близько 1 000 світлових років. Нещодавні дослідження 2020 року припускають, що діаметр може сягати 1,9 мільйона світлових років, але це ще не підтверджено.
Скільки зірок
Точну кількість зірок у Чумацькому Шляху неможливо визначити, але оцінки коливаються від 200 до 400 мільярдів. Крім того, може існувати до 100 мільярдів коричневих карликів, які є об’єктами між зірками і планетами. Ці коричневі карлики, маса яких у 13-77 разів менша за масу Сонця, підтримують термоядерні реакції, але випромінюють порівняно низьку світність. Їхні температури коливаються в широких межах: найхолодніша відповідає земній, а найгарячіша сягає 2800 Кельвінів.
Світність
Загальна світність Чумацького Шляху приблизно в 20 мільярдів разів перевищує світність Сонця, що дорівнює величезній вихідній потужності близько 8∙10^36 Вт. Його зоряна величина становить -21.
Клас та загальна будова
Чумацький Шлях є типовою галактикою із забороненою спіраллю, поширеним утворенням серед зоряних скупчень. Його компоненти включають в себе:
– Ядро: Щільний центр, що вивільняє енергію.
– Опуклість: Навколишня оболонка старих зірок і гарячого газу.
– Прут: Конструкція, що з’єднує плечі з ядром.
– Руки: Регіони, багаті на пил, газ і молоді зірки.
– Диск: Тонкий шар, де знаходиться більшість видимої матерії.
– Гало: Зовнішній регіон, протяжність якого невідома.
– Кулясті скупчення: Групи зір, що обертаються навколо центру галактики.
Неозброєним оком Чумацький Шлях виглядає як слабка смуга, що світиться, прикрашена незліченними зірками. Оптимальна видимість припадає на серпень і вересень.
Структура та склад Чумацького Шляху
Навіть за скромними оцінками, наша галактика містить приголомшливі 200 мільярдів зірок. Левова частка цих небесних тіл зосереджена в області, що має форму сплющеного диска.
Ядро
В центрі Чумацького Шляху лежить балдж – еліпсоїдне зоряне скупчення діаметром 8 000 парсеків. Сонце розташоване приблизно на відстані 8500 парсеків від цієї центральної області, або 27,7 тисяч світлових років. Колосальна чорна діра, що важить 4 мільйони мас Сонця, знаходиться в цій області, впливаючи на зоряні орбіти поблизу. Цей гравітаційний центр змушує зорі рухатися різними шляхами навколо центру, що дозволяє припустити, що багато зоряних скупчень обертаються навколо подібних чорних дір.
У 2016 році японські дослідники виявили ще одну масивну чорну діру в ядрі галактики, яка важить 100 000 мас Сонця і оповита величезною хмарою.
Вивчення структури Чумацького Шляху продовжує розвиватися, обіцяючи подальші відкриття, які поглиблять наше розуміння цього чудового галактичного утворення.
Перемичка
Цей сегмент Галактики простягається приблизно на 27 000 світлових років. Це утворення перетинає її ядро під нахилом 44° по відношенню до осі між Сонцем і центром Галактики. Переважно тут спостерігаються “червоні” зорі, що свідчить про їхню давність порівняно з нашим Сонцем. Цей регіон оточує “П’ятикілопарсекційне кільце”, багате на молекулярний водень, життєво важливий компонент для генезису зірок.
У сутінках 20-го століття астрономи постулювали, що Чумацький Шлях є спіральною галактикою з бар’єром. Ця теорія отримала підтвердження у 2005 році завдяки спостереженням, зробленим за допомогою сучасного телескопа, які показали, що бар є значно ширшим, ніж передбачалося раніше.
Диск
Діаметр Галактичного диска становить близько 100 000 світлових років. Його швидкість обертання перевищує швидкість гало, демонструючи диференціальну швидкість обертання. Поблизу чорної діри швидкість є незначною, але зростає до 240 км/с на відстані приблизно 2 000 світлових років. Ця швидкість дещо зменшується, перш ніж стабілізується на вищезгаданій швидкості. Маса Галактичного диска еквівалентна 150 мільярдам мас Сонця.
Поруч з диском можна знайти молоді зорі, вік яких не перевищує кількох мільярдів років. Ці молоді небесні тіла утворюють пласку структуру, багато з них мають високу температуру. Основна кількість газу, у вигляді газових хмар, знаходиться поблизу площини диска. Невеликі хмари мають діаметр близько одного парсека, тоді як колосальні газові утворення простягаються в космосі на тисячі світлових років.
Спіральні рукава
Будучи спіральною галактикою, Чумацький Шлях складається з рукавів, розташованих у площині диска, який, у свою чергу, знаходиться в гало. До найвідоміших рукавів належать
– Cygnus
– Персей.
– Оріон.
– Стрілець
– Центавр.
Наше Сонце розташоване на внутрішньому краю рукава Оріона, обертаючись навколо ядра зі швидкістю приблизно 230 км/с, здійснюючи один оберт кожні 240 мільйонів років.
Гало
Гало, сферичний компонент, простягається за межі галактики приблизно на 5-10 світлових років. Маючи температуру 500 000 градусів Кельвіна, воно містить старі, зменшені зорі низької світності та кулясті скупчення. Більшість скупчень лежить в межах 100 000 світлових років від центру Галактики, хоча деякі перевищують 200 000 світлових років. Центр симетрії гало ідеально збігається з центром диска Галактики.
Зірки в гало існують або поодиноко, або в мільйонних скупченнях. Зазвичай вік цих зірок перевищує 12 мільярдів років. Процес зореутворення тут припинився, залишивши темну матерію як домінуючу присутність. Об’єкти в гало рухаються дуже витягнутими орбітами, що призводить до загального повільного обертання і періодичних нестабільних рухів.
Положення Сонячної системи в Галактиці
Нещодавні дослідження показали, що Сонце знаходиться на відстані близько 27 000 світлових років від центру Галактики, а за попередніми оцінками – на відстані близько 35 000 світлових років від області бару. Астрономи ретельно дослідили області поблизу Сонця, зокрема, навколо рукавів Персея і Стрільця, розташованих на відстані близько 3 000 світлових років від Землі. Сонце знаходиться в зоні коротації, де швидкість його обертання збігається зі швидкістю хвилі стиснення, що утворює рукави, і це випадкове розташування має вирішальне значення для підтримки життя на Землі, захищаючи її від смертельної радіації, що виходить від спіральних рукавів.
Місце Чумацького шляху у Всесвіті
Гавайські астрономи визначили наші космічні координати, розташувавши Чумацький Шлях у величезному Надскупченні Ланіакеа. Надскупчення – це найбільші структури космосу, кожна з яких складається з численних галактик, пов’язаних між собою.
Ланіакея охоплює Надскупчення Діви, яке включає Місцеву групу і Великий атрактор. Чумацький Шлях належить до цієї Місцевої групи, яка є частиною комплексу Надскупчення Риби-Цетус. Хоча астрономи ще не склали повної карти руху об’єктів у Ланіакеа, теоретично вважається, що Чумацький Шлях поступово мігрує вглиб цього скупчення.
Галактика Чумацький Шлях та що її оточує
З моменту Великого вибуху все в космосі перебуває у вічному русі. Ранні астрономи колись вважали, що Чумацький Шлях – це весь Всесвіт. Сучасні телескопи виявили сусідів нашої галактики у Місцевій групі, найбільшою з яких є Галактика Андромеди, за нею йде Галактика Тріангуляції, оточена меншими карликовими галактиками.
Місцева група також містить еліптичні та неправильні галактики, кожна з яких розташована в певних сузір’ях.
Зіткнення Чумацького шляху та Андромеди
Чумацький Шлях не є статичним; він знаходиться на шляху до зіткнення з галактикою Андромеди, яке очікується приблизно через 4 мільярди років. Зближення зі швидкістю 120 км/с буде поступовим і може бути непомітним із Землі. Сонячна система може бути викинута з об’єднаної галактики, ставши міжгалактичним об’єктом без негативних наслідків для нашої системи, за винятком зміненого нічного неба, позбавленого звичних сузір’їв.
Еволюція та майбутнє галактики
Вік Чумацького Шляху поважний: найстарішій зірці Чумацького Шляху 13,7 мільярдів років, що робить його майже таким же давнім, як і Всесвіт. У роки його формування з’явилися важкі елементи, такі як вуглець і кисень, що дозволило зіркам горіти довше. Галактика постійно асимілювала матеріал зі свого гало, сприяючи утворенню нових зірок. Історично вона також поглинала менші галактики.
Наразі Чумацький Шлях перебуває на середині свого життя, в ньому все ще формуються молоді зірки, хоча запаси газу зменшуються. Він почав зливатися з Великою і Малою Магеллановими Хмарами, а очікуване об’єднання з Андромедою ще більше змінить його структуру. Незважаючи на ці трансформації, Чумацький Шлях вистоїть, продовжуючи свою космічну подорож.
Міфологія
Різні стародавні міфи розповідають про еволюцію Всесвіту по-різному:
Вірменська
Вірменське божество Ваагн, предок вірмен, вкрав солому у предка ассирійців, створивши небесний слід, коли втікав. Цей міф відображений в арабському, єврейському, перському та турецькому фольклорі.
Угорська
Легенда стверджує, що Аттіла спуститься Чумацьким Шляхом, якщо йому загрожуватиме небезпека, а іскри від ударів копит створять небесний шлях.
Грецька
Грецький міф розповідає про молоко Гери, яке розлилося по небу, коли вона годувала Геракла, давши початок Чумацькому Шляху. Інша легенда розповідає про те, як Рея обдурила Кроноса каменем, переодягненого Зевсом, і з розлитого молока утворилася галактика.
Індійська
В індійській міфології Чумацький Шлях виник з молока червоної корови, що мандрувала небом, і про нього є священні згадки в Ріг-Веді та Бхагавата-Пурані.
Східна
В’єтнамські, китайські та японські традиції порівнюють галактику зі сріблястою річкою, а китайці також називають її “Жовтою річкою”.
Міфологія північноамериканських індіанців
Ескімоські міфи описують Чумацький Шлях як шлях із попелу, який розкидала дівчина, щоб вести людей вночі. Казки індіанців черокі пов’язують його з кукурудзяним борошном, розкиданим собакою, подібні історії зустрічаються серед племен пустелі Калахарі.
Таємниці Чумацького Шляху
Незважаючи на широке вивчення, Чумацький Шлях зберігає багато загадок. Досягнення космічних технологій та астрономічних досліджень продовжуватимуть розгадувати таємниці нашого галактичного дому.
