Млечный путь и его строение. Несколько интересных фактов про нашу Галактику

Наша Галактика состоит из 200 млрд. звезд с их планетами, образующих гигантский сплющенный диск с отходящими спиральными ветвями и балджем (вздутием) в центре.
Трехмерная модель Млечного пути

Если смотреть с Земли вдоль плоскости этого диска, Галактика представляется в виде опоясывающей небо серебристой ленты из звезд и светящихся газов - это Млечный Путь . Всю нашу Галактику называют Галактикой Млечного Пути.
Название Млечный Путь распространено в западной культуре и является калькой с лат. via lactea «молочная дорога», которое, в свою очередь, калька с др.-греч. ϰύϰλος γαλαξίας «молочный круг ».
По древнегреческой легенде, Зевс решил сделать своего сына Геракла, рождённого от смертной женщины, бессмертным, и для этого подложил его спящей жене Гере, чтобы Геракл выпил божественного молока. Гера, проснувшись, увидела, что кормит не своего ребёнка, и оттолкнула его от себя. Брызнувшая из груди богини струя молока превратилась в Млечный Путь.

Галактика, состоит из одного большого плоского тела, в форме диска. Диаметр диска превышает 100 тысяч световых лет, а толщина несколько тысяч, т.е. относительно тонкий. По своей морфологии диск некомпактен, имеет сложные строения, внутри него находятся неровные структуры, которые простираются от ядра - балджа до периферии. Это так называемые «спиралевидные рукава» нашей Галактики. Рукава это зоны высокой плотности, где «из облаков межзвездной пыли и газов образуются новые звезды».

Галактика «Млечный путь» вращается вокруг своего центра. Ее диаметр - 100 000 световых лет. Балдж в поперечнике составляет приблизительно 10 000 световых лет, а его толщина - около 20 000 световых лет. В этой области Галактики находятся только старые звезды. Толщина диска, образованного спиральными рукавами, - от тысячи до 3000 световых лет.

Солнцу для того, чтобы совершить полный оборот, требуется около 225 млн. лет.
Солнце расположено на расстоянии 28 000 световых лет от центра Галактики, в рукаве Ориона.
В центре нашей Галактики находится альфа Стрельца - мощный источник радиоизлучения, который вполне может оказаться черной дырой.
Галактика со спиральными рукавами и перемычкой вращается. Считается, что силовое поле Центра галактики удерживает на своих орбитах рукава галактики.

Карта галактики Млечный Путь с нанесёнными на неё функциональными кривыми, аппроксимирующими форму рукавов.

Интересна гипотеза, согласно которой в центре галактики Млечный Путь находились две чёрные дыры , которые почти одновременно «выстрелили» свои джеты, ставшие основой для будущих рукавов галактики.
Если спроектировать принудительно такую кривую вращения, галактика Млечный Путь в ретроспективном анализе, то есть, при вращении её в обратном во времени направлении окажется с выпрямленными рукавами. Или, по крайней мере, частично выпрямленными. Рукава закручены в разной степени, поэтому при ретроспективе они не обязательно выпрямятся все вместе.
Для проектирования требуемой кривой вращения был выбран один из рукавов, который наиболее вероятно был в прошлом прямым. Для этого каждую точку этого рукава обратили вспять с такой скоростью, чтобы через несколько миллиардов лет все точки, пройдя разный путь, выстроились в прямую линию. Время на выпрямление можно задать любое, в течение которого предположительно существуют рукава. Принцип здесь един, взято не очень большое время, поскольку для большого времени потребуется много оборотов галактики и, соответственно, длительность анимации. Например, для возраста в 12 млрд. лет потребуется около 12/0,3 = 40 оборотов внешней структуры. Поэтому для простоты взято 2‑3 млрд. лет. Расчеты и все анимации можно посмотреть …
В итоге получено изображение галактики, как она выглядела бы 3 000 млн. лет назад, если бы вращалась с этой кривой вращения. Рукав Лебедя галактики Млечный Путь мог быть прямым.

И здесь мы обнаруживаем неожиданную картину. Видно, что помимо Рукава Лебедя также почти выпрямился и Рукав Центавра. Более того, весь вид галактики напоминает крест из двух пар разлетающихся в разные стороны джетов! Это похоже, что в центре галактики Млечный Путь находились две чёрные дыры, которые почти одновременно «выстрелили» свои джеты, ставшие основой для будущих рукавов галактики.
Конечно, картинка построена на основе математически аппроксимированных рукавах галактики, а время спрямления рукавов выбрано произвольно. Но и сам вид галактики нам известен лишь как математическая модель, построенная на основе астрономических наблюдений. Если эти наблюдения мы считаем достаточно точными, то и модели являются тоже достаточно точными.

Продолжим.
В одном из рукавов галактики, Рукаве Ориона находится наша Солнечная система, которая вращается по периметру галактики.
Рукав Ориона обязан своим названием находящимся вблизи него звёздам из Созвездия Ориона. Он расположен между рукавом Стрельца и рукавом Персея (двумя крупными рукавами Млечного Пути). В рукаве Ориона Солнечная система находится вблизи внутреннего края в Местном пузыре , приблизительно в 8500 парсеках от центра Галактики (смещение к Северному полюсу Галактики составляет всего 10 парсек).

Млечный путь в разрезе.

Относительно центра Млечного пути Солнечная система движется со скоростью 792 тысячи километров в час. Для сравнения: если бы вы двигались с такой же скоростью, то смогли бы совершить кругосветное путешествие за 3 минуты.

Солнечная система

Период времени, за который Солнце успевает сделать полный оборот вокруг центра Млечного пути, называется галактический год. Подсчитано, что Солнце якобы прожило всего 18 галактических лет.
Где находится Земля в галактике Млечный Путь.

Солнечная система вращается в Рукаве Ориона по спирали от центра галактики.

Полный оборот земной оси (прецессия равноденствий), равен периоду обращения Солнца в рукаве Ориона. Это так называемый год Платона, приблизительно равный 26 000 лет. За это время земная ось проходит полный круг по Зодиаку. Один месяц Великого года включает 2160 лет (25920:12), — это и есть одна космическая эпоха, время в течение которого земная ось проходит один знак Зодиака.

Считается, что наша Солнечная система в своем беге вокруг центра Галактики устремлена к созвездию Геркулеса, находящемуся в противоположном Ориону направлении.

Известно, что звездная религия древних египтян, отождествлявшая Озириса с созвездием Орион, а Исиду с Сириусом, была старше солнечного культа Амона-Ра. Вероятно, что в эту раннюю эпоху, соответствующую звездной религии египтян, высшие жрецы были осведомлены о сакральной роли Ориона-Озириса, Сириуса-Исиды в процессе создания нашего Мира. Однако позже эти знания были либо утеряны, либо намеренно сокрыты от многочисленной жреческой касты. Намного позднее на смену этого звездного культа пришли культы солнечно-зодиакальных богов.
Исходя из вышеизложенного, нет ничего удивительного в том, что создатели нашего Мира, человеческой жизни на планете Земля, прибыли из системы Орион - Сириус, высшего Мира по отношению к нашему.
Величественный и древний образ неба послужил своего рода естественным прообразом для сформированного, созданного на нашей земле. И связан он в первую голову именно с созвездием Ориона и системой звезд Сириуса.

Продолжение следует.

Млечный Путь (МП) – это огромная гравитационно связанная система, содержащая не менее 200 миллиардов звезд, тысячи гигантских облаков газа и пыли, скоплений и туманностей. Относится к классу спиральных галактик с перемычкой. МП сжат в плоскости и в профиль похож на «летающую тарелку».

Млечный Путь с Галактикой Андромеды (М31), Галактикой Треугольника (М33), и более 40 карликовыми галактиками-спутниками – своими и Андромеды – все вместе образуют Местную Группу галактик, которая входит в Местное Сверхскопление (Сверхскопление Девы).

Наша Галактика имеет следующую структуру: ядро, состоящее из миллиардов звезд, с черной дырой в центре; диск из звезд, газа и пыли диаметром 100 000 световых лет и толщиной 1000 световых лет, в срединной части диска балдж толщиной 3000 св. лет; рукава; сферическое гало (корона), содержащее карликовые галактики, шаровые звездные скопления, отдельные звезды, группы звезд, пыль и газ.

Для центральных участков Галактики характерна сильная концентрация звезд: в каждом кубическом парсеке вблизи центра их содержится многие тысячи. Расстояния между звездами в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца.

Галактика вращается, но не равномерно всем диском. С приближением к центру угловая скорость вращения звезд вокруг центра Галактики растет.

В плоскости Галактики, помимо повышенной концентрации звезд, наблюдается также повышенная концентрация пыли и газа. Между центром Галактики и спиральными рукавами (ветвями) находится газовое кольцо – смесь газа и пыли, сильно излучающей в радио- и инфракрасном диапазоне. Ширина этого кольца около 6 тысяч световых лет. Расположено оно в зоне между 10 000 и 16 000 световых лет от центра. Газовое кольцо содержит миллиарды солнечных масс газа и пыли и является местом активного звездообразования.

У Галактики есть корона, которая содержит шаровые скопления и карликовые галактики (Большое и Малое Магеллановы облака и другие скопления). В галактической короне также имеются звезды и группы звезд. Некоторые из этих групп взаимодействуют с шаровыми скоплениями и карликовыми галактиками.

Плоскость Галактики и плоскость Солнечной системы не совпадают, а находятся под углом друг к другу, и планетная система Солнца совершает оборот вокруг центра Галактики примерно за 180–220 миллионов земных лет – столько длится для нас один галактический год.

В окрестностях Солнца удается отследить участки двух спиральных рукавов, которые удалены от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где наблюдаются эти участки, им дали название рукав Стрельца и рукав Персея. Солнце расположено почти посередине между этими спиральными ветвями. Но сравнительно близко от нас (по галактическим меркам), в созвездии Ориона, проходит ещё один, не очень четко выраженный рукав – рукав Ориона, который считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.

Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики почти совпадает со скоростью волны уплотнения, образующей спиральный рукав. Такая ситуация является нетипичной для Галактики в целом: спиральные рукава вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы в колесах, а движение звезд происходит с другой закономерностью, поэтому почти все звездное население диска то попадает внутрь спиральных рукавов, то выпадает из них. Единственное место, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают – это так называемый коротационный круг, и именно на нём расположено Солнце.

Для Земли это обстоятельство чрезвычайно важно, поскольку в спиральных рукавах происходят бурные процессы, образующие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не смогла бы от него защитить. Но наша планета существует в сравнительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов (или даже миллиардов) лет не подвергалась воздействию этих космических катаклизмов. Возможно, именно поэтому на Земле смогла родиться и сохраниться жизнь.

Анализ вращения Галактики показал, что в ней есть большие массы несветящегося (неизлучающего) вещества, названного "скрытой массой", или "темным гало". Масса Галактики с учетом этой скрытой массы оценивается примерно в 10 триллионов масс Солнца. По одной из гипотез, часть скрытой массы может заключаться в коричневых карликах, в планетах газовых гигантах, занимающих промежуточное положение между звездами и планетами, и в плотных и холодных молекулярных облаках, которые имеют низкую температуру и недоступны для обычных наблюдений. Кроме того, в нашей и других галактиках есть множество тел размерами с планеты, которые не входят ни в одну из околозвездных систем и потому в телескопы не видны. Часть скрытой массы галактик может принадлежать «погасшим» звездам. По другой гипотезе, галактическое пространство (вакуум) также вносит свой вклад в количество темной материи. Скрытая масса есть не только в нашей Галактике, она есть во всех галактиках.

Проблема темного вещества в астрофизике возникла тогда, когда выяснилось, что вращение галактик (включая наш собственный Млечный путь) невозможно корректно описать, если учитывать лишь содержащуюся в них обычную видимую (светящуюся) материю. Все звезды Галактики в таком случае должны были бы разлететься и рассеяться в просторах Вселенной. Для того чтобы этого не произошло (а этого и не происходит), необходимо присутствие дополнительной невидимой материи, имеющей большую массу. Действие этой невидимой массы проявляется исключительно при гравитационном взаимодействии с видимой материей. При этом количество невидимой материи должно примерно в шесть раз превышать количество видимой (информация об этом опубликована в научном журнале Astrophysical Journal Letters). Природа темного вещества, как и темной энергии, наличие которых предполагается в наблюдаемой Вселенной, остается пока не ясной.

Млечный Путь - наша родная галактика, в которой находится Солнечная система, в которой находится планета Земля, на которой живут люди. Относится к спиральным галактикам с перемычкой и входит в Местную группу галактик вместе с галактикой Андромеды, галактикой Треугольника и 40 карликовыми галактиками. Диаметр Млечного Пути - 100 000 световых лет. Звезд в нашей галактике порядка 200-400 миллиардов. Наша Солнечная система находится на окраине диска галактики, в сравнительно спокойном месте, которое позволило зародиться жизни на нашей планете. Возможно, в Млечном Пути живем не только мы, но это еще только предстоит узнать. Хотя, в океане Вселенной вся история человечества - не больше чем едва заметная рябь, нам весьма интересно познавать Млечный Путь и следить за развитием событий в родной галактике.

В бесконечно расширяющейся обитает несметное количество галактик. Сотканные из пыли и газа, и наполненные небесными телами, эти удивительные космические путешественники сталкиваются друг с другом. Это происходит из-за гравитационного притяжения. Дюйм за дюймом, световой год за световым годом, ход космических часов приближает неизбежное. Массивные структуры, каждая из которых содержит сотни миллиардов звезд смешиваются и воспламеняются. И наша галактика не исключение. Недавно астрономы открыли Антлию 2 — малоплотную, но массивную галактику, которая словно призрак вращается вокруг . Ученые считают, что Антлия 2 может помочь в разгадке тайн темной материи.

Солнечная система расположена в Галактике, которую иногда называют Млечный Путь. Астрономы договорились писать «нашу» Галактику с Большой буквы, а другие галактики, вне нашей звёздной системы — с маленькой буквы — галактики.

М31 — Туманность Андромеды

Все звёзды и другие объекты, которые мы видим невооружённым глазом, относятся к нашей Галактике. Исключением является Туманность Андромеды, которая является близкой родственницей и соседкой нашей Галактики. Именно наблюдая эту галактику, Эдвин Хаббл (в честь которого назван космический телескоп) смог «разрешить» её на отдельные звёзды в 1924 году. После чего отпали все сомнения по поводу физической природы этой и других галактик, наблюдаемых в виде размытых пятнышек — туманностей.

Наша Галактика имеет размер порядка 100-120 тысяч световых лет (световой год — расстояние, которое проходит свет за один земной год, примерно 9 460 730 472 580 км). Наша Солнечная система находится примерно в 27 000 световых годах от центра Галактики, в одном из спиральных рукавов, который называется «рукав Ориона». С середины 80-х годов XX века известно, что наша Галактика имеет перемычку в центре между спиральными рукавами. Как и другие звёзды, Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью около 240 км/с (у других звёзд другая скорость). За период порядка 200 млн. лет Солнце и планеты солнечной системы совершают полный оборот вокруг центра галактики. Этим объясняются некоторые феномены в геологической истории Земли, которая за время своего существования успела 30 раз обернуться вокруг центра Галактики.

Наша Галактика имеет форму сплющенного диска, если смотреть на неё сбоку. Однако, этот диск имеет неправильную форму. Два спутника нашей Галактики, Большое и Малое Магеллановы облака (в северном полушарии Земли не видны) действием своей гравитации искажают форму нашей Галактики.

Мы видим нашу Галактику изнутри, как если бы мы наблюдали детскую карусель, находясь на одной из карусельных лошадок. Те звёзды Галактики, которые мы можем наблюдать, располагаются в виде полосы неодинаковой ширины, которую мы называем Млечный путь. То, что Млечный Путь, известный ещё с древности, состоит из множества слабых звёзд, открыл в 1610 году Галилео Галилей, наведя свой телескоп на ночное небо.

Астрономы полагают, что наша Галактика имеет гало, которое мы не видим («тёмная материя»), но, которое включает в себя 90% массы нашей Галактики. Существование «тёмной материи» не только в нашей Галактике, но и во Вселенной следует из теорий, которые используют Общую Теорию Относительности (ОТО) Эйнштейна. Однако, ещё не факт, что ОТО верна (есть и другие теории гравитации), поэтому у Галактического гало может быть и другое объяснение.

В нашей Галактике находится от 200 до 400 миллиардов звёзд. Это не много по меркам Вселенной. Есть галактики, содержащие триллионы звёзд, например, в галактике IC 1101 их примерно 300 триллионов.

10-15 % массы нашей Галактики составляет пыль и рассеянный межзвёздный газ (в основном, водород). Из-за пыли мы видим нашу Галактику на ночном небе, как Млечный Путь в виде светлой полосы. Если бы пыль не поглощала свет от других звёзд Галактики, мы бы видели яркое кольцо из миллиардов звёзд, особенно яркое в созвездии Стрельца, где находится центр Галактики. Однако, в других диапазонах электромагнитных волн ядро Галактики видно прекрасно, например, в радиодиапазоне (источник Стрелец А), инфракрасном и рентгеновском.

По предположениям учёных (опять же, связанных с ОТО) в центре нашей Галактики (и большинства других галактик) находится «чёрная дыра». Считается, что её масса примерно 40 000 масс Солнца. Движение вещества Галактики к её центру и создаёт то мощнейшее излучение из центра Галактики, которое наблюдают астрономы в различных диапазонах электромагнитного спектра.

Мы не можем видеть Галактику сверху или сбоку, поскольку находимся внутри неё. Все изображения нашей Галактики со стороны — фантазия художников. Однако, мы достаточно хорошо представляем вид и форму Галактики, поскольку можем наблюдать другие спиральные галактики во Вселенной, похожие на нашу.

Возраст Галактики составляет примерно 13,6 миллиардов лет, что не намного меньше возраста всей Вселенной (13,7 млрд. лет) по оценкам учёных. Самые старые звёзды галактики находятся в шаровых скоплениях, именно по их возрасту вычисляют возраст Галактики.

Наша Галактика является частью более крупного объединения других галактик, называемого нами Местная группа галактик, куда входят спутники Галактики Большое и Малое Магеллановы облака, Туманность Андромеды (М 31, NGC 224), галактика в Треугольнике (М33, NGC598) и ещё примерно 50 других галактик. В свою очередь Местная группа галактик входит в Сверхскопление Девы, которое имеет размер 150 миллионов световых лет.

Разделить на социальные группы, наша галактика Млечный Путь будет принадлежать к крепкому «среднему классу». Так, она относится к самому распространенному виду галактик, но в то же время не является средней по размеру или массе. Галактик, которые мельче Млечного Пути, больше чем тех, что крупнее его. Еще наш «звездный остров» обладает как минимум 14-ю спутниками - другими карликовыми галактиками. Они обречены кружить вокруг Млечного Пути, пока не будут им поглощены, или же не улетят прочь от межгалактического столкновения. Ну и пока что это единственное место, где наверняка существует жизнь - то есть мы с вами.

Но еще Млечный путь остается наиболее загадочной галактикой во Вселенной: находясь на самом краю «звездного острова», мы видим лишь часть из миллиардов его звезд. А галактики и вовсе невидимо - оно закрыто плотными рукавами звезд, газа и пыли. О фактах и тайнах Млечного Пути и пойдет сегодня речь.