V. Млечный путь (fb2)

- V. Млечный путь [Наша Галактика] 61 Кб, 10с. (скачать fb2) - Николай Михайлович Сухомозский

Настройки текста:




«Мы взглядом Млечный Путь

могли схватить за ворот»

(Омар Хайям).


V. НАША ГАЛАКТИКА – МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ

V.1. Космический звездный остров

Визитная карточка

М.п. – гигантская звёздная система, видимая на небе как светлая туманная полоса неправильной формы, в которой находится Солнечная система. Более яркий в созвездиях Стрельца, Креста и Центавра, менее – в созвездиях Персея, Жирафа и Возничего.

Его облаком диаметром 200 килопарсек окружает раскаленный газ, масса которого превосходит 10 миллиардов звезд, подобных Солнцу.

Название, согласно греческому мифу, связано со струей молока, брызнувшей на небо из груди богини Геры, когда она кормила младенца Геркулеса.


Общие сведения

Форма                                    спиральная

Возраст                              13,6 млрд. лет

Количество звезд      200-400 миллиардов, из них 80% - красные карлики

Количество планет      около 2 миллиардов (данные, собранные телескопом "Кеплер")

Звездных ассоциаций                        2700

Рассеянных звездных скоплений            св. 1000

Шаровых скоплений                        158

Темных туманностей                        150000

Светлых туманностей                        150

Масса М. п.      2 х 1011 масс Солнца (98% – звезды; остальное – газ и пыль, причем последней в 10 раз меньше)

Невидимая часть                        50% массы

Диаметр                              120000 световых лет

Толщина                              6500 световых лет (австралийский физик

Б. Гэнслер говорит о 12 тыс. св. лет)

Скорость обращения вокруг центра            254 км/с

Радиус ядра                              1320 световых лет

Толщина ядра                              330 световых лет

Скорость истечения водорода из ядра            50 км/с

Количество звезд в ядре                  3 х 107

Скорость обращения ядра                  200 км/с

Расстояние спиральных рукавов от ядра      30000-40000 световых лет

Расстояние от Солнца к ядру                  25000-33000 световых лет

Масса органических молекул                  1052

Плотность натрия                        1 атом/10000 см3

Плотность водорода                        1 атом/2-3 см3

Плотность газовой материи                  6,5 х 10-25 г/см3

Скорость высвобождения:

для центра                              700 км/с

для края                              240 км/с

Галактический год                        275000000 земных лет

Состав короны                              ионизированный газ

Температура газа                        100000 С0

Плотность газа                              3 частицы/10000 см3

Самый яркий М. п.                        в созвездиях Стрелец, Крест и Центавр

Самый темный М. п.                        в созвездиях Персей, Жираф и Возничий

Время для освоения М. п.                  300000000 лет.

Из ядра со скоростью 100 км/с вылетают сгустки вещества – приблизительно 1 солнечная масса/год.

Среди миллиардов звезд Млечного Пути пока обнаружено всего 12 магнетаров.


Галактический хребет

Г.х. – видимый в рентгеновском диапазоне регион в окрестностях центра Млечного Пути (примерно 40 градусов по обе стороны от него по плоскости и примерно на два градуса выше и ниже нее).

Три десятилетия назад открыто сильное его рентгеновское излучение, природа которого до недавних пор оставалась не ясной. Бытовала гипотеза, будто излучает газ, разогретый до 100 млн. градусов по Цельсию. Потом установили, что гравитационных сил вблизи центра нашей Галактики недостаточно, чтобы удержать газ – он давно бы покинул ее пределы.

Уже в третьем тысячелетии нашли истину: источник рентгеновских лучей – множественные белые карлики (остывающие останки звезд средней величины) в двойных системах. Именно они отвечают примерно за 80 процентов видимого излучения.


«Символ бесконечности», скрученный Туманностью Андромеды

В центре Млечного Пути ученые с помощью телескопа "Гершель" обнаружили математический «символ бесконечности» протяженностью 600 световых лет, состоящий из чрезвычайно холодного галактического газа: его температура не превышает минус 258,15 градуса Цельсия.

Откуда он взялся? Какие неизвестные факторы способствовали скручиванию вещества на столь гигантских расстояниях?

Единственная на данный момент гипотеза – «восьмерка» на боку возникла под гравитационным влиянием колоссальных размеров Туманности Андромеды.


Ядро, или Разгаданная тайна Стрельца А

Наблюдения в конце прошлого века за ядром Млечного Пути в инфракрасных лучах и радиоволнах позволили сделать сенсационное открытие: оно имеет четко выраженную центральную часть – керн. Это, более чем странное автономное образование с компактным, но сильнейшим радиоисточником, скорость вращения которого достигала половины скорости света, назвали Стрелец А.

Интернациональная группа астрофизиков пришла к не менее сенсационному на то время выводу: загадочный объект ни что иное, как черная дыра, которая и есть… центр нашей Галактики.

Но самое удивительное, пожалуй, в том, что недавно астрономы обнаружили в центре Млечного Пути еще одну черную дыру средней величины, вращающуюся вокруг Стрельца А.


Параметры Стрельца А

Масса – 4,3 млн. солнечных (возможная ошибка - 1,5 процента).

Диаметр – 3 световых года.

Расстояние от Земли – 27 тысяч световых лет.

Окружен газопылевым облаком, содержащим триллионы астероидов и комет, «уведенных» у «родительских» звезд. Если они приближаются к Стрельцу А на 160 млн. км, их разрывает мощное притяжение, а обломки сгорают в облаке раскаленного газа. Последнее явление вызывает мощные рентгеновские вспышки.


Стрелец А – галактическая гаубица?

Черная дыра в центре Млечного пути, известная как Стрелец А, полностью оправдала… свое название. Ибо, как установили ученые из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики, она время от времени «выстреливает» в окружающее пространство звезды, разогнанные до невероятных скоростей. За одним из космических «снарядов», выстреленных черной дырой, – гипербыстрой звездой HE 0437-5439, скорость которой составляет 2,6 млн. км/час – удалось понаблюдать, что и подтвердило казавшуюся доселе фантастической гипотезу. На данный момент известны лишь 16 подобных светил.

Согласно теории сформулированной более 20 лет назад, Стрелец А запускает звезды примерно раз в 100 тыс. лет.


Спиральный рукав

Первый С.р. открыт – более полувека назад.

Расстояние от центра Млечного Пути – 10 тысяч световых лет.

Сп. р. Млечного Пути состоит, в основном, из горячих гигантов и сверхгигантов, а также пыли и водорода. Если перечисленные образования «изъять», то никакой спиральной структуры не останется, так как остающиеся красные и желтые гиганты, а также карлики равномерно размещены как в рукаве, так и вне его.

Изучение Сп. р. чрезвычайно затруднено, так как «дотошному глазу» ученых мешает космическая пыль, которой здесь фантастически много.


Второй спиральный рукав. А также… третий и четвертый

Исследователи Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра Т. Даму и П. Таддеусу доказали, что наша галактика не однорука. Они нашли второй спиральный рукав с не видимой для земных наблюдателей стороны, что подтвердило гипотезу о ее симметричности.

А вот согласно еще «горячим» исследованиям, осуществленным с помощью VLBA, рукавов у Млечного Пути не два, а …четыре. Их названия – Норма, Скутум-Центавр, Стрелец и Персей.

Две большие «руки» – Скутум-Центавр и Персей – обладают высочайшей плотностью, присущей как недавно образовавшимся ярким звездам, так и звездам старшего возраста, так называемым красным гигантам. Небольшие «руки» Стрельца и Нормы, наполненные газом и пустотами, характерны для окрестностей молодых звезд.

Солнце располагается в «рукаве Ориона».


Спиральные рукава – результат столкновения с другой галактикой

Астрономы установили, что за последние 1,9 млрд. лет Млечный Путь через равные промежутки дважды столкнулся с карликовой галактикой SagDEG из созвездия Стрельца, совершившей свой «круг» во Вселенной (2011).

В результате космической катастрофы пришелица, растеряв темную материю и газ, из спиральной превратилась в эллиптическую, а наша Галактика обрела рукава и кольцо звезд.

Примечательно, что в настоящее время SagDEG движется навстречу третьему столкновению, которое произойдет через 10 млн. лет.


Каннибальские замашки Млечного пути

Еще в 1993 г. сотрудники Гринвичской обсерватории и Университета Мак-Мастер обнаружили в гало нашей Галактики звездный поток - скопление звезд, движущихся в одном направлении с приблизительно одинаковой скоростью. Вразумительного объяснения явлению не последовало. Со временем число загадок увеличивалось: на сегодня их известно около 20.

Появилась и убедительная гипотеза. В «цепочку» под влиянием гравитации вытягиваются звезды карликовой галактики, поглощаемой крупной. Не исключено, таких «потоков в Млечном Пути - до тысячи.

Открытие - еще одно "вещественное доказательство" разрушения небольших галактик под воздействием гравитации Млечного Пути.


Подсистемы Млечного Пути


Подсистема

Состав      

Известных объектов

Предполагаемых объектов


Сферическая

Шаровые скопления

160

500


 

Красные карлики

125

1011


 

Цефеиды

3300

1170000


Плоская

Рассеянные скопления

1000

33000


 

Газопылевые туманности

10000      

108


 

Звезды класса О

200

6500


 

Звезды класса В

10000

150000


 

Цефеиды

500

30000


Промежуточная

Красные гиганты

400

30000


 

Неправильные переменные звезды

200

20000


 

Долгопериодические звезды

3000

105


 

Белые карлики      

150

5 х 109


 

Нейтронные звезды

300

109


 

Новые звезды      

100

106


 

Планетарные туманности

350

130000


 

Черные дыры      

2

?


Шаровые звездные скопления

Ш.з.с. – огромные коллективные члены Млечного Пути, располагающиеся симметрично по отношению к центру галактики, причем значительная часть – на значительном расстоянии от ее плоскости.

Открыто их 132. Каждое насчитывает сотни тысяч, а некоторые и более миллиона звезд.

Ш.з.с. имеют форму шара (отсюда – и название). Причем в его центре члены «содружества» расположены куда как более плотно, чем по краям.

В шаровых звездных скоплениях преобладают красные и желтые гиганты. Много красных и желтых сверхгигантов.

Но чрезвычайно мало бело-голубых гигантов и совсем отсутствуют бело-голубые сверхгиганты.

Немало в Ш.з.с. переменных звезд (цефеид) с периодом изменения блеска менее суток.

Газу в них нет вообще, а космическая пыль если и присутствует, то в очень незначительных количествах.


Рассеянные звездные скопления

Расположены они очень близко к плоскости симметрии М. п.

Считается, что их в галактике 33000.

Р.з.с. отличаются одно от другого количеством членов. Крупнейшие насчитывают до 2000 звезд. А, например, Плеяды имеют всего 100 звезд плюс газовые туманности.

Рассеянные скопления М. п. совсем не имеют красных и желтых сверхгигантов. И чрезвычайно редки здесь красные и желтые гиганты.

Зато намного чаще, чем в других уголках, встречаются белые и голубые сверхгиганты, сияющие в сотни тысяч, а то и миллионы раз ярче Солнца.

В Р.з.с., в отличие от шаровых собратьев, очень редко встречаются переменные звезды, причем период изменения блеска у них достигает десятков дней. Зато в Р. з. с. много пыли и газа.


Самое крупное звездное скопление Млечного пути

Циклопическое – даже по космическим меркам образование – «Westerlund 1» расположено в созвездии Жертвенник. Его масса равняется 100 тысячам солнечных, а протяженность – около 6 световых лет. К тому же, здесь обнаружены звезды, сияющие, как несколько миллионов (!) Солнц. Есть и просто фантастические гиганты по массе. Радиус некоторых из них едва вписывается ...в орбиту Сатурна.

Почему же столь яркий объект открыт только в 2005 году? Потому, что «Westerlund 1» спрятан даже от самых любопытных взглядов огромным слоем космической пыли. Поэтому и увидели его астрономы лишь с помощью инфракрасных телескопов.


Звездные ассоциации

З. а. состоят из «гнезд» в два-три десятка очень горячих звезд-гигантов спектральных классов О, В0, В1, В2, занимающих значительный объем в пространстве (несколько десятков, а иногда и сотен парсеков) и имеющих одинаковые физические характеристики.

В других галактиках встречаются З. а. с поперечником до 1000 пс: их называют сверхассоциациями.

В Млечном пути звездных ассоциаций – 2700.

Учитывая огромные расстояния внутри З.а., ученые пришли к выводу: они не создают дополнительной силы тяготения и не способны удерживать в «гнездах» другие звезды. Более того, двигаясь со скоростью 5-10 км/с горячие звезды-гиганты через несколько сотен тысяч лет сами покинут ассоциации.


Название

Расстояние (св. лет)

Звезд

Возраст (лет)


Гияды

140

100

6 х 108


Плеяды

400

120

5 х 107


Ясли

500

100

4 х 108


ОВ I Персея

1100

100

1,3 х 106


Трапеция Ориона

1500

4

2,6 х 106


Икс Персея

7500

240

1 х 107


Самая яркая звезда Млечного Пути

Обнаружить звезду рекордной светимости астрономам удалось, изучая неба в инфракрасном диапазоне, поскольку та скрыта плотной «пылевой завесой» (2008). Назвали ее Звездой Туманности Пиона.

Расстояние от Земли - 26 тысяч св. лет.

Радиус - 100 солнечных.

Масса - 150-200 солнечных.

Яркость- 3,5 млн. солнечных.

Как предполагают ученые, данный факт свидетельствует о том, что Звездой Туманности Пиона переживает этап превращения в Сверхновую.


Самая крупная звезда Млечного Пути

Это не просто звезда, а звезда – новорожденный (2013). Ей еще даже не дали имени. А появилась на свет она в созвездии Наугольник, удаленном от нас на 10 тысяч световых лет.

Параметры гиганта воистину впечатляют: масса звезды превышает Солнечную в 500 раз, и она ярче в несколько миллионов (!) раз.


V.2. Невероятно, но факт

Земляне прикованы к собственной Галактике

В соответствии с релятивистской механикой, опирающейся на теорию относительности Эйнштейна, при скоростях близких к скорости света, время для людей, находящихся в космическом корабле, и посторонних наблюдателей течет неодинаково.

Как видно из приведенной выше таблицы, полеты в границах Солнечной системы и к ближайшим звездам – теоретически реальны. Что же касается путешествий в отдаленные миры, то здесь на первый план выступает фактор времени. Человеческой жизни не хватит на полет «туда – назад» даже к соседней галактике – Туманности Андромеды.

Что будет ожидать космонавта на Земле по возвращении из гипотетического путешествия, например, через 50 млн. лет? Кому он передаст добытые знания? И будут ли они к тому времени актуальны?

Таким образом, если исходить из сегодняшних достижений науки, можно с уверенностью сказать: к ближайшим звездам, то люди, не исключено, когда-нибудь и доберутся, а вот о полетах в другие галактики, скорее всего, нужно забыть.

Впрочем, надежда умирает последней. Не исключено, реальностью станут мечты фантастов о гиперпространстве, «туннелях», «переходах», «окнах» во времени и пространстве. И мы будем путешествовать в иные мира с такой же легкостью, с какой сегодня ездим, скажем, на Валдай.

 

Мы обитаем… внутри черной дыры

Физик-теоретик из США Н. Поплавски предложил воистину суперсенсационную модель, согласно которой наша Вселенная ни что иное, как …внутренность черной дыры, которая, в свою очередь, расположена в Мультивселенной. Ученый полагает, что другой конец черной дыры представляет собой белую дыру.

Внутри «конструкции» возникают условия, напоминающие расширяющуюся Вселенную, наблюдаемую нами.


Млечный Путь опасно сближается с группой галактик

Изучая движение звезд в нашей Галактике, астрофизики заметили, что одна группа их, расположенная, кстати, в относительной близости от Солнечной системы, движется с необычно высокими скоростями. Компьютерное моделирование необычной ситуации вообще выявило серьезную «рябь», подобную ряби, расходящейся на воде от брошенного в него камня.

Наиболее вероятная причина наблюдаемого эффекта – столкновение Млечного Пути с другим звездным скоплением, вследствие которого звезды начали «разбегаться» (эффект кругов на воде). Произошел катаклизм, по мнению ученых, около двух миллиардов лет назад.


Андромеда идет на таран

Сенсационные данные получила группа ученых, сосредоточившаяся на изучении Млечного Пути. В первую очередь, это касается уточнения его параметров. Выяснилось, что наша Галактика имеет массу, вдвое большую, чем считалось раньше; к тому же, и обращается вокруг собственного центра она со скоростью на 15 процентов превышающую предыдущее значение.

Названные цифры свидетельствуют о том, что сила притяжения изрядно «набравшего вес» Млечного Пути и Туманности Андромеды – куда выше, чем предполагалось до сих пор. Они сближаются друг с другом со скоростью 0,5 млн. км/год. И непременно столкнуться менее чем через 5 млрд. лет.


Гибель Млечного Пути


Возраст (лет)

События


0-1 млрд.

Формирование и начальное появление звезд


1-10 млрд.

Спокойно, хотя газа для появления новых звезд становится все

меньше, а светимость многих из существующих падает


10-90 млрд.

Относительный покой, вышеописанные процессы набирают темпов


90-100 млрд.

Быстрое уменьшение количества газа, затем – появления Новых звезд


100 млрд.-9 трлн.

Новые звезды не появляются вообще. Самые массивные из них уже

перестали существовать. Галактика тускнеет и краснеет. Тьму

нарушают лишь редкие вспышки одиночных Сверхновых звезд и

излучение, выплескивающееся в пространство после очередного

столкновенья звезд у ядра М. п. Основная составная межзвездного

газа – железо, плотность которого в тысячи раз меньше, чем сейчас


9-10 трлн.

Млечный Путь погружается в сплошную тьму – его больше не

существует. Вокруг властвует густой мрак и ужасная стужа.

Пространство – кладбище холодных звездных останков