A Tejútrendszer általános jellemzői. A galaxis szerkezete - alak, méret, dinamika

A mi Tejútrendszerünk társadalmi csoportokra osztva egy erős „középosztályhoz” fog tartozni. Így a legelterjedtebb galaxistípusba tartozik, ugyanakkor méretét és tömegét tekintve sem átlagos. A Tejútrendszernél kisebb galaxisok nagyobbak, mint a nála nagyobbak. A mi „csillagszigetünknek” is van legalább 14 műholdja – egyéb törpegalaxisok. Arra vannak ítélve, hogy körbejárják a Tejútrendszert, amíg el nem nyeli őket, vagy elrepülnek egy intergalaktikus ütközés elől. Nos, egyelőre ez az egyetlen hely, ahol valószínűleg létezik élet – vagyis te és én.

De a Tejút továbbra is a világegyetem legtitokzatosabb galaxisa: a „csillagsziget” legszélén lévén több milliárd csillagának csak egy részét látjuk. És a galaxis teljesen láthatatlan - sűrű csillagok, gáz és por borítja. Ma a Tejútrendszer tényeiről és titkairól fogunk beszélni.

A csillagos ég ősidők óta vonzza az emberek tekintetét. Minden nemzet legjobb elméje megpróbálta felfogni helyünket az Univerzumban, elképzelni és igazolni annak szerkezetét. A tudományos haladás lehetővé tette, hogy a hatalmas űrterületek tanulmányozásában a romantikus és vallási konstrukcióktól a számos tényanyagon alapuló, logikusan igazolt elméletek felé haladjunk. Ma már minden iskolásnak van fogalma arról, hogyan néz ki a galaxisunk a legújabb kutatások szerint, ki, miért és mikor adott neki ilyen költői nevet, és mi a várható jövője.

név eredete

A „Tejút-galaxis” kifejezés lényegében tautológia. A Galaktikosz az ógörögről fordítva nagyjából tejet jelent. Így nevezték a Peloponnészosz lakói az éjszakai égbolt csillaghalmazát, eredetét a forró kedélyű Hérának tulajdonítva: az istennő nem akarta etetni Herkulest, Zeusz törvénytelen fiát, és haragjában anyatejjel fröcskölt. A cseppek csillagnyomot alkottak, amely tiszta éjszakákon látható. Évszázadokkal később a tudósok felfedezték, hogy a megfigyelt világítótestek csak jelentéktelen részét képezik a létező égitesteknek. Ők adták a Galaxis vagy a Tejútrendszer nevet az Univerzum azon terének, amelyben bolygónk található. Miután megerősítették más hasonló képződmények térbeli létezésének feltételezését, az első kifejezés általánossá vált számukra.

Egy pillantás belülről

A Világegyetem részének felépítésével kapcsolatos tudományos ismeretek, beleértve a Naprendszert is, keveset tanultak az ókori görögöktől. A galaxisunk kinézetének megértése Arisztotelész szférikus univerzumától a fekete lyukakat és a sötét anyagot tartalmazó modern elméletekig fejlődött.

Az a tény, hogy a Föld a Tejútrendszer része, bizonyos korlátokat szab azoknak, akik megpróbálják kitalálni, milyen alakja van Galaxisunknak. A kérdés egyértelmű megválaszolásához kívülről, a megfigyelés tárgyától nagy távolságra lévő kilátás szükséges. Most a tudományt megfosztják egy ilyen lehetőségtől. A külső szemlélő egyfajta helyettesítője a Galaxis szerkezetére vonatkozó adatok gyűjtése és annak összefüggései más, tanulmányozható űrrendszerek paramétereivel.

Az összegyűjtött információk alapján magabiztosan kijelenthetjük, hogy Galaxisunk korong alakú, középen megvastagodott (kidudorodik), és spirális karjai eltérnek a középponttól. Ez utóbbiak tartalmazzák a rendszer legfényesebb csillagait. A korong átmérője több mint 100 ezer fényév.

Szerkezet

A Galaxis középpontját a csillagközi por rejti el, ami megnehezíti a rendszer tanulmányozását. A rádiócsillagászati ​​módszerek segítenek megbirkózni a problémával. Egy bizonyos hosszúságú hullámok könnyedén legyőzik az akadályokat, és lehetővé teszik a kívánt kép elérését. Galaxisunk a kapott adatok szerint inhomogén szerkezetű.

Hagyományosan két egymáshoz kapcsolódó elemet különböztethetünk meg: a halót és magát a lemezt. Az első alrendszer a következő jellemzőkkel rendelkezik:

• a forma egy gömb;

• közepe kidudorodásnak számít;
• a csillagok legmagasabb koncentrációja a középső részére jellemző, ahogy közeledik a szélekhez, a sűrűség nagymértékben csökken;
• A galaxis ezen zónájának forgása meglehetősen lassú;
• a halo főleg régi, viszonylag kis tömegű csillagokat tartalmaz;
• az alrendszer jelentős tere sötét anyaggal van kitöltve.

A csillagok sűrűsége a galaktikus korongban nagymértékben meghaladja a glóriát. Az ujjakban fiatalok, sőt még csak kibontakozóban is vannak

Központ és mag

A Tejútrendszer „szíve” itt található. Tanulmányozása nélkül nehéz teljesen megérteni, milyen is a galaxisunk. A "mag" elnevezés a tudományos írásokban vagy csak a központi régióra utal, mindössze néhány parszek átmérőjű, vagy magában foglalja a csillagok szülőhelyének tekintett dudort és gázgyűrűt is. A következőkben a kifejezés első változatát használjuk.

A látható fény nehezen hatol be a Tejútrendszer középpontjába, mert sok kozmikus porral találkozik, ami elrejti galaxisunk kinézetét. Az infravörös tartományban készült fotók és képek jelentősen bővítik a csillagászok ismereteit az atommagról.

A Galaxis központi részének sugárzásának jellemzőire vonatkozó adatok arra késztették a tudósokat, hogy elhiggyék, hogy az atommag magjában fekete lyuk található. Tömege több mint 2,5 milliószorosa a Nap tömegének. Az objektum körül a kutatók szerint egy másik, de paramétereiben kevésbé lenyűgöző fekete lyuk forog. A tér szerkezeti jellemzőiről szóló modern ismeretek azt sugallják, hogy az ilyen objektumok a legtöbb galaxis központi részén találhatók.

Fény és sötétség

A fekete lyukak együttes hatása a csillagok mozgására saját maga módosítja Galaxisunk kinézetét: olyan specifikus változásokhoz vezet a pályákon, amelyek nem jellemzőek a kozmikus testekre, például a Naprendszer közelében. Ezeknek a pályáknak a tanulmányozása, valamint a mozgás sebessége és a Galaxis középpontjától való távolság kapcsolata képezte a sötét anyag jelenleg aktívan fejlődő elméletének alapját. Természetét máig rejtély övezi. A sötét anyag jelenlétét, amely feltehetően az Univerzum összes anyagának túlnyomó részét alkotja, csak a gravitáció pályákra gyakorolt ​​hatása regisztrálja.

Ha eloszlatjuk az összes kozmikus port, amit a mag elrejt előlünk, feltűnő kép tárul elénk. A sötét anyag koncentrációja ellenére az Univerzumnak ez a része tele van hatalmas számú csillag által kibocsátott fénnyel. Itt téregységenként több százszor több van belőlük, mint a Nap közelében. Körülbelül tízmilliárd szokatlan alakú galaktikus rudat alkot, amelyet rúdnak is neveznek.

Space anya

A rendszer középpontjának tanulmányozása a hosszú hullámhossz-tartományban lehetővé tette számunkra, hogy részletes infravörös képet kapjunk. Mint kiderült, galaxisunknak olyan szerkezete van, amely egy héjas földimogyoróhoz hasonlít. Ez a „dió” a híd, amely több mint 20 millió vörös óriást (fényes, de kevésbé forró csillagot) foglal magában.

A Tejút spirális karjai a rúd végeiből sugároznak.

A csillagrendszer középpontjában található „mogyoró” felfedezésével kapcsolatos munka nemcsak Galaxisunk szerkezetére világított rá, hanem segített megérteni, hogyan fejlődött. Kezdetben a térben egy közönséges lemez volt, amelyben idővel egy jumper alakult ki. A belső folyamatok hatására a rúd megváltoztatta az alakját, és anyára kezdett hasonlítani.

Otthonunk az űrtérképen

A tevékenység mind a rúdban, mind a Galaxisunk által birtokolt spirálkarokban történik. Nevüket azokról a csillagképekről kapták, ahol az ágak szakaszait felfedezték: Perseus, Cygnus, Centaurus, Sagittarius és Orion karja. Ez utóbbi közelében (legalább 28 ezer fényévnyi távolságra a magtól) található a Naprendszer. Ez a terület bizonyos jellemzőkkel rendelkezik, amelyek a szakértők szerint lehetővé tették az élet kialakulását a Földön.

A galaxis és a naprendszerünk vele együtt forog. Az egyes alkatrészek mozgási mintái nem esnek egybe. a csillagok néha a spirálágakban szerepelnek, néha elkülönülnek tőlük. Csak a korotációs kör határán heverő világítótestek nem tesznek ilyen „utazást”. Ezek közé tartozik a Nap, amely védve van a karokban folyamatosan előforduló erőteljes folyamatoktól. Még egy csekély elmozdulás is semmissé tenne minden egyéb előnyt a bolygónkon élő organizmusok fejlődése szempontjából.

Az ég gyémántokban van

A Nap csak egy a sok hasonló test közül, amelyekkel galaxisunk tele van. A legfrissebb adatok szerint összesen több mint 400 milliárd csillag van, a hozzánk legközelebb álló Proxima Centauri, a valamivel távolabbi Alpha Centauri A és Alpha Centauri B mellett egy három csillagból álló rendszer része. Az éjszakai égbolt pontja, a Sirius A ben található. Fényereje különböző források szerint 17-23-szor haladja meg a napenergiát. Sirius szintén nincs egyedül, kíséri egy hasonló nevű, de B jelzésű műhold.

A gyerekek gyakran úgy kezdenek megismerkedni, hogy néz ki galaxisunk az égen a Sarkcsillag vagy az Alfa Ursa Minor után. Népszerűségét a Föld északi sarka feletti elhelyezkedésének köszönheti. Fényesség szempontjából a Polaris lényegesen magasabb, mint a Sirius (majdnem kétezerszer fényesebb, mint a Nap), de a Földtől való távolsága miatt (becslések szerint 300-465 fényév) nem tudja kihívni az Alpha Canis Majorist a legfényesebb címért. .

A világítótestek típusai

A csillagok nemcsak fényességükben és a megfigyelőtől való távolságukban különböznek egymástól. Mindegyikhez hozzárendelnek egy bizonyos értéket (a Nap megfelelő paraméterét egységnek vesszük), a felület felmelegedésének mértékét és színét.

A szuperóriások a leglenyűgözőbb méretűek. A neutroncsillagok térfogategységenkénti anyagkoncentrációja a legmagasabb. A színjellemző elválaszthatatlanul összefügg a hőmérséklettel:

• a vörösek a leghidegebbek;
• a felületet 6000°-ra melegítve, mint a Nap, sárga árnyalatot ad;
• A fehér és kék világítótestek hőmérséklete meghaladja a 10 000º-ot.

Változhat, és röviddel az összeomlása előtt elérheti a maximumot. A szupernóva-robbanások nagyban hozzájárulnak ahhoz, hogy megértsük, hogyan néz ki galaxisunk. A folyamatról teleszkópokkal készített fényképek lenyűgözőek.
Az ezek alapján összegyűjtött adatok segítettek rekonstruálni a járvány kitöréséhez vezető folyamatot, és megjósolni számos kozmikus test sorsát.

A Tejútrendszer jövője

Galaxisunk és más galaxisaink folyamatosan mozgásban vannak és kölcsönhatásban vannak. A csillagászok azt találták, hogy a Tejútrendszer többször is elnyelte szomszédait. Hasonló folyamatok várhatók a jövőben is. Idővel magában fogja foglalni a Magellán-felhőt és számos más törperendszert. A legimpozánsabb esemény 3-5 milliárd év múlva várható. Ez egy ütközés lesz az egyetlen szomszéddal, amely szabad szemmel látható a Földről. Ennek eredményeként a Tejút elliptikus galaxissá válik.

A tér végtelen kiterjedése ámulatba ejti a képzeletet. Az átlagember számára nehéz felfogni nemcsak a Tejútrendszer vagy az egész Univerzum, de még a Föld mértékét is. A tudomány vívmányainak köszönhetően azonban legalább megközelítőleg el tudjuk képzelni, milyen grandiózus világnak vagyunk a részei.

Galaxisunk 200 milliárd csillagból áll a bolygóikkal együtt, amelyek egy óriási lapos korongot alkotnak kimenő spirálágakkal és kidudorodás(duzzanat) a központban.
A Tejútrendszer 3D-s modellje

Ha a Földről nézzük ennek a korongnak a síkja mentén, úgy tűnik, hogy a galaxis körülveszi az eget ezüstös csillagszalag és izzó gázok – ez a Tejút. Az egész galaxisunkat Tejút-galaxisnak hívják.
Név Tejút széles körben elterjedt a nyugati kultúrában, és a lat. via lactea „tejút”, ami viszont az ógörög fordítása. ϰύϰλος γαλαξίας " tejkör».
Az ókori görög legenda szerint Zeusz elhatározta, hogy halandó nőtől született fiát, Herkulest halhatatlanná teszi, és erre alvó feleségére, Hérára ültette, hogy Herkules isteni tejet igyon. Héra felébredve látta, hogy nem eteti a gyermekét, és eltolta magától. Az istennő melléből kifröccsenő tejfolyam a Tejútba fordult.

A galaxis egy nagy lapos korong alakú testből áll. A korong átmérője meghaladja a 100 ezer fényévet, vastagsága pedig több ezer, i.e. viszonylag vékony. A korong morfológiáját tekintve nem kompakt, benne összetett szerkezetek vannak, amelyek a magtól - a dudortól - a perifériáig terjednek. Ezek Galaxisunk úgynevezett „spirálkarjai”. A karok nagy sűrűségű zónák, ahol „új csillagok keletkeznek csillagközi por- és gázfelhőkből”.

A Tejút-galaxis a középpontja körül forog. Átmérője 100 000 fényév. A dudor körülbelül 10 000 fényév átmérőjű és körülbelül 20 000 fényév vastag. A Galaxis ezen régiója csak régi csillagokat tartalmaz. A spirálkarok által alkotott korong vastagsága ezertől 3000 fényévig terjed.

Körülbelül 225 millió év kell ahhoz, hogy a nap forradalmat fejezzen be.
A Nap a Galaxis középpontjától 28 000 fényévre, az Orion karban található.
Galaxisunk középpontjában az Alpha Sagittarius található, amely egy erőteljes rádiósugárzási forrás, amelyről kiderülhet, hogy fekete lyuk.
Egy galaxis spirális karokkal és rúddal forog. Úgy tartják, hogy a Galaxisközpont erőtere tartja pályájukon a galaxiskarokat.


Tejút-galaxis térkép az ujjak alakjához közelítő funkcionális ívekkel.

Érdekes hipotézis, hogy Két fekete lyuk volt a Tejútrendszer közepén. , amelyek szinte egyidejűleg „lőtték ki” a sugárhajtásait, ami a galaxis jövőbeli fegyvereinek alapja lett.
Ha egy ilyen forgási görbe kivetítését kényszerítjük ki, akkor a Tejút-galaxis retrospektív elemzésben, vagyis amikor időben ellentétes irányba forog, kiegyenesedett karokkal jelenik meg. Vagy legalábbis részben kiegyenesedett. Az ujjak különböző mértékben felkunkorodnak, így utólag visszagondolva nem feltétlenül együtt egyenesednek ki.
A szükséges forgási görbe megtervezéséhez az egyik kart választották ki, amely valószínűleg a múltban egyenes volt. Ennek érdekében ennek a karnak minden egyes pontját olyan sebességgel fordították meg, hogy több milliárd év elteltével az összes pont egy másik utat bejárva egyenes vonalba sorakozzon. A kiegyenesítési idő bármely olyan időpontra állítható be, amely alatt a hüvelynek léteznie kell. Az elv itt ugyanaz, az idő nem túl hosszú, mivel hosszú ideig a galaxis sok fordulatára van szükség, és ennek megfelelően az animáció időtartamára. Például 12 milliárd éves korban a külső szerkezet körülbelül 12/0,3 = 40 fordulatára lesz szükség. Ezért az egyszerűség kedvéért 2-3 milliárd évet vettünk igénybe. A számítások és az összes animáció megtekinthető...
Az eredmény egy kép a galaxisról, amilyennek 3000 millió évvel ezelőtt nézett volna ki, ha ezen a forgási görbe mentén forogna. A Tejút-galaxis Cygnus karja egyenes lehet.


És itt egy váratlan képet fedezünk fel. Látható, hogy a Cygnus Arm mellett a Centauri Arm is majdnem kiegyenesedett. Sőt, a galaxis teljes megjelenése két különböző irányokba repülő sugárpár keresztezésére hasonlít! Úgy néz ki a Tejútrendszer-galaxis közepén két fekete lyuk volt, amelyek szinte egyidejűleg „lőtték ki” sugárhajtásukat, ami a galaxis jövőbeli karjainak alapja lett.
Természetesen a kép a galaxis matematikailag közelített karjain alapul, és a karok kiegyenesedésének időpontja tetszőlegesen van megválasztva. De magának a galaxisnak a megjelenését csak csillagászati ​​megfigyelések alapján felépített matematikai modellként ismerjük. Ha ezeket a megfigyeléseket kellően pontosnak tartjuk, akkor a modellek is elég pontosak.

Folytassuk.
A galaxis egyik karjában, az Orion karban található naprendszerünk, amely a galaxis kerülete mentén forog.
Az Orion kar a nevét az Orion csillagkép közelében található csillagoknak köszönheti. A Nyilas és a Perszeusz karok (a Tejútrendszer két fő ága) között található. Az Orion karban a Naprendszer a Helyi Buborék belső széle közelében fekszik, körülbelül 8500 parszek távolságra a Galaktikus központtól (a Galaktikus Északi-sark eltolása mindössze 10 parszek).

Tejút szakaszban.

A Tejútrendszer középpontjához viszonyítva a Naprendszer 792 ezer kilométeres óránkénti sebességgel mozog. Hogy perspektívába helyezzük a dolgokat, ha ugyanolyan sebességgel haladnánk, 3 perc alatt körbeutazhatnánk a világot.


Naprendszer

Galaktikus évnek nevezzük azt az időszakot, amely alatt a Napnak sikerül teljes körforgást végrehajtania a Tejútrendszer közepe körül. Becslések szerint a Nap állítólag csak 18 galaktikus évet élt.
Hol található a Föld a Tejútrendszerben.

A Naprendszer az Orion-karban spirálisan forog a galaxis közepétől.


A Föld tengelyének teljes körforgása (a napéjegyenlőség precessziója) megegyezik a Nap Orion karjában forgásának periódusával. Ez az úgynevezett platóni év, körülbelül 26 000 év. Ezalatt a Föld tengelye egy teljes kört megtesz a Zodiákus körül. A Nagy Év egy hónapja 2160 évet foglal magában (25920:12) - ez egy kozmikus korszak, az az idő, amely alatt a Föld tengelye áthalad az egyik csillagjegyen.

Úgy tartják, hogy Naprendszerünk a Galaxis középpontja körüli futásában a Herkules csillagkép felé irányul, amely az Orionnal ellentétes irányban található.

Ismeretes, hogy az ókori egyiptomiak csillagvallása, amely Ozirist az Orion csillagképgel, Íziszt a Szíriusszal azonosította, régebbi volt, mint Amon-Ra szoláris kultusza. Valószínű, hogy ebben a korai korszakban, az egyiptomiak csillagvallása szerint, a főpapok tisztában voltak Orion-Ozirisz, Szíriusz-Ízisz szent szerepével Világunk megteremtésének folyamatában. Később azonban ez a tudás vagy elveszett, vagy szándékosan elrejtette a nagy papi kasztot. Jóval később ezt a csillagkultuszt felváltották a nap-zodiákus istenek kultuszai.
A fentiek alapján nem meglepő, hogy a mi Világunk, a Föld bolygó emberi életének alkotói az Orion-Sirius rendszerből, a miénkhez képest magasabb Világból származtak.
Az égbolt fenséges és ősi képe egyfajta természetes prototípusként szolgált annak, ami földünkön keletkezett és létrejött. És elsősorban az Orion csillagképhez és a Szíriusz csillagrendszerhez kapcsolódik.

Folytatjuk.

A mi galaxisunk. A Tejútrendszer rejtélyei

Bizonyos mértékig többet tudunk a távoli csillagrendszerekről, mint otthoni galaxisunkról - a Tejútról. Nehezebb tanulmányozni a szerkezetét, mint bármely más galaxis szerkezetét, mert belülről kell vizsgálni, és sok mindent nem olyan könnyű látni. A csillagközi porfelhők elnyelik a távoli csillagok számtalan fényét.

A tudósok csak a rádiócsillagászat fejlődésével és az infravörös teleszkópok megjelenésével tudták megérteni Galaxisunk működését. De sok részlet a mai napig tisztázatlan. Még a Tejútrendszer csillagainak számát is meglehetősen hozzávetőlegesen becsülik. A legújabb elektronikus referenciakönyvek 100-300 milliárd csillagot adnak.

Nem is olyan régen azt hitték, hogy Galaxisunknak 4 nagy karja van. 2008-ban azonban a Wisconsini Egyetem csillagászai közzétették a Spitzer Űrteleszkóp által készített mintegy 800 000 infravörös kép feldolgozásának eredményeit. Elemzésük kimutatta, hogy a Tejútrendszernek csak két karja van. Ami a többi ágat illeti, ezek csak keskeny oldalágak. Tehát a Tejút egy kétkarú spirálgalaxis. Meg kell jegyezni, hogy a legtöbb általunk ismert spirálgalaxisnak is csak két karja van.

"A Spitzer-teleszkópnak köszönhetően lehetőségünk van újragondolni a Tejútrendszer szerkezetét" - mondta Robert Benjamin, a Wisconsini Egyetem csillagásza az Amerikai Csillagászati ​​Társaság konferenciáján. „Ugyanúgy finomítjuk a Galaxisról alkotott felfogásunkat, ahogyan évszázadokkal ezelőtt a Föld körül utazó úttörők finomították és újragondolták a Föld kinézetével kapcsolatos korábbi elképzeléseinket.”

A 20. század 90-es éveinek eleje óta az infravörös tartományban végzett megfigyelések egyre inkább megváltoztatták a Tejútrendszer felépítésével kapcsolatos ismereteinket, mivel az infravörös teleszkópok lehetővé teszik, hogy gáz- és porfelhőkön keresztül nézzünk, és meglássuk, mi az, ami a hagyományos teleszkópok számára elérhetetlen. .

2004 – Galaxisunk korát 13,6 milliárd évre becsülték. Nem sokkal később felmerült. Először egy diffúz gázbuborék volt, amely főleg hidrogént és héliumot tartalmazott. Idővel hatalmas spirálgalaxissá változott, amelyben most élünk.

Általános jellemzők

De hogyan folytatódott galaxisunk evolúciója? Hogyan alakult ki - lassan vagy éppen ellenkezőleg, nagyon gyorsan? Hogyan telítődött nehéz elemekkel? Hogyan változott a Tejútrendszer alakja és kémiai összetétele az évmilliárdok alatt? A tudósok még nem adtak részletes választ ezekre a kérdésekre.

Galaxisunk kiterjedése körülbelül 100 000 fényév, a galaktikus korong átlagos vastagsága pedig körülbelül 3000 fényév (domború részének, a kidudorodásnak a vastagsága eléri a 16 000 fényévet). 2008-ban azonban Brian Gensler ausztrál csillagász, miután elemezte a pulzárok megfigyelésének eredményeit, azt javasolta, hogy a galaktikus korong valószínűleg kétszer olyan vastag, mint azt általában hiszik.

Kozmikus mércével mérve nagy vagy kicsi a galaxisunk? Összehasonlításképpen, az Androméda-köd, a legközelebbi nagy galaxisunk, körülbelül 150 000 fényév átmérőjű.

2008 végén a kutatók rádiócsillagászati ​​módszerekkel megállapították, hogy a Tejút gyorsabban forog, mint azt korábban gondolták. Ebből a mutatóból ítélve tömege körülbelül másfélszer akkora, mint ahogyan azt általában hitték. Különböző becslések szerint 1,0-1,9 billió naptömeg között változik. Ismét összehasonlításképpen: az Androméda-köd tömegét legalább 1,2 billió naptömegre becsülik.

A galaxisok szerkezete

Fekete lyuk

Tehát a Tejút nem alacsonyabb méretű, mint az Androméda-köd. „Nem szabad többé úgy gondolnunk galaxisunkra, mint az Androméda-köd kistestvérére” – mondta Mark Reid, a Harvard Egyetem Smithsonian Asztrofizikai Központjának csillagásza. Ugyanakkor, mivel Galaxisunk tömege nagyobb a vártnál, a gravitációs ereje is nagyobb, ami azt jelenti, hogy megnő annak a valószínűsége, hogy más, a közelünkben lévő galaxisokkal ütközik.

Galaxisunkat egy gömb alakú haló veszi körül, amelynek átmérője eléri a 165 000 fényévet. A csillagászok néha „galaktikus légkörnek” nevezik a halót. Körülbelül 150 gömbhalmazt, valamint néhány ősi csillagot tartalmaz. A halotér többi része ritka gázzal, valamint sötét anyaggal van kitöltve. Ez utóbbi tömegét hozzávetőleg egy billió naptömegre becsülik.

A Tejútrendszer spirális karjai hatalmas mennyiségű hidrogént tartalmaznak. Itt születnek tovább a csillagok. Idővel a fiatal csillagok elhagyják a galaxisok karjait, és „beköltöznek” a galaktikus korongba. A legnagyobb tömegű és legfényesebb csillagok azonban nem élnek elég sokáig, így nincs idejük elköltözni születési helyükről. Nem véletlen, hogy Galaxisunk karjai ilyen fényesen világítanak. A Tejútrendszer nagy része kicsi, nem túl nagy tömegű csillagokból áll.

A Tejútrendszer központi része a Nyilas csillagképben található. Ezt a területet sötét gáz- és porfelhők veszik körül, amelyek mögött semmi sem látszik. A tudósok csak az 1950-es évek óta tudták a rádiócsillagászat segítségével fokozatosan felismerni, hogy mi rejlik ott. A Galaxis ezen részén egy erős rádióforrást fedeztek fel, a Sagittarius A-t. A megfigyelések szerint itt olyan tömeg koncentrálódik, amely több milliószorosan meghaladja a Nap tömegét. A legelfogadhatóbb magyarázat erre a tényre csak egy: Galaxisunk közepén található.

Most valamiért szünetet tartott magának, és nem túl aktív. Az anyagáramlás itt nagyon rossz. Talán idővel a fekete lyuk étvágyat fog kifejleszteni. Ezután ismét elkezdi felszívni az őt körülvevő gáz- és porfátylat, és a Tejútrendszer csatlakozik az aktív galaxisok listájához. Lehetséges, hogy ezt megelőzően csillagok kezdenek gyorsan kialakulni a Galaxis közepén. Hasonló folyamatok valószínűleg rendszeresen megismétlődnek.

2010 – Amerikai csillagászok a gamma-sugárzás forrásainak megfigyelésére tervezett Fermi-űrteleszkóp segítségével két rejtélyes szerkezetet fedeztek fel Galaxisunkban – két hatalmas buborékot, amelyek gamma-sugárzást bocsátanak ki. Mindegyikük átmérője átlagosan 25 000 fényév. A Galaxis középpontjától északi és déli irányban elrepülnek. Talán olyan részecskefolyamokról beszélünk, amelyeket egykor a Galaxis közepén található fekete lyuk bocsátott ki. Más kutatók úgy vélik, hogy a csillagok születése során felrobbanó gázfelhőkről beszélünk.

A Tejútrendszer környékén számos törpegalaxis található. Közülük a leghíresebb a Nagy és Kis Magellán-felhők, amelyeket egyfajta hidrogénhíd köt össze a Tejútrendszerrel, egy hatalmas gázcsóva, amely e galaxisok mögött húzódik. Magellán-pataknak hívták. Kiterjedése körülbelül 300 000 fényév. Galaxisunk folyamatosan elnyeli a hozzá legközelebb eső törpegalaxisokat, különösen a Nyilas-galaxist, amely 50 000 fényévnyi távolságra található a galaktikus központtól.

Hozzá kell tenni, hogy a Tejútrendszer és az Androméda-köd egymás felé halad. Feltehetően 3 milliárd év elteltével a két galaxis összeolvad, és egy nagyobb elliptikus galaxist alkotnak, amelyet már Tejhúsnak neveztek.

A Tejútrendszer eredete

Androméda köd

Sokáig azt hitték, hogy a Tejút fokozatosan alakul ki. 1962 – Olin Eggen, Donald Linden-Bell és Allan Sandage felvetett egy hipotézist, amely ELS-modellként vált ismertté (a vezetéknevük kezdőbetűiről kapta a nevét). Eszerint a Tejútrendszer helyén egyszer egy homogén gázfelhő forgott lassan. Golyóhoz hasonlított, átmérője megközelítőleg 300 000 fényév volt, és főleg hidrogénből és héliumból állt. A gravitáció hatására a protogalaxis összezsugorodott és lapossá vált; ugyanakkor forgása érezhetően felgyorsult.

Majdnem két évtizeden át ez a modell megfelelt a tudósoknak. Az új megfigyelési eredmények azonban azt mutatják, hogy a Tejútrendszer nem keletkezhetett úgy, ahogy azt a teoretikusok jósolták.

E modell szerint először egy halo képződik, majd egy galaktikus korong. De a korong nagyon ősi csillagokat is tartalmaz, például az Arcturus vörös óriást, amelynek életkora meghaladja a 10 milliárd évet, vagy számos, azonos korú fehér törpét.

A galaktikus korongban és a halóban is olyan gömbhalmazokat fedeztek fel, amelyek fiatalabbak, mint amit az ELS modell lehetővé tesz. Nyilvánvalóan elnyeli őket néhai galaxisunk.

A fényudvarban sok csillag más irányba forog, mint a Tejútrendszer. Lehet, hogy ők is a Galaxison kívül tartózkodtak valamikor, de aztán belevonták őket ebbe a „csillagörvénybe” – mint egy véletlenszerű úszó egy örvényben.

1978 – Leonard Searle és Robert Zinn javasolták a Tejútrendszer kialakulásának modelljét. „SZ-modellként” jelölték. Most a Galaxy története észrevehetően bonyolultabbá vált. Nem is olyan régen fiatalságát a csillagászok véleménye szerint olyan egyszerűen írták le, mint a fizikusok szerint - egyenes vonalú transzlációs mozgást. A történések mechanikája jól látható volt: homogén felhő volt; csak egyenletesen eloszlatott gázból állt. Jelenléte nem bonyolította az elméletalkotók számításait.

Most a tudósok vízióiban egy hatalmas felhő helyett több apró, bonyolultan szétszórt felhő jelent meg egyszerre. Csillagok látszottak közöttük; azonban csak a glóriában helyezkedtek el. A glórián belül minden forrongott: felhők ütköztek össze; gázmasszákat összekevertünk és tömörítettünk. Idővel ebből a keverékből galaktikus korong keletkezett. Új sztárok kezdtek megjelenni benne. Ezt a modellt azonban később bírálták.

Lehetetlen volt megérteni, hogy mi kapcsolta össze a glóriát és a galaktikus korongot. Ebben a sűrített korongban és a körülötte lévő ritka csillagburokban nem sok közös volt. Miután Searle és Zinn összeállították a modelljüket, kiderült, hogy a halo túl lassan forog ahhoz, hogy galaktikus korongot alkosson. A kémiai elemek eloszlásából ítélve ez utóbbi a protogalaktikus gázból keletkezett. Végül kiderült, hogy a korong szögimpulzusa 10-szer nagyobb, mint a halo.

Az egész titok az, hogy mindkét modellben benne van az igazság szemcséje. Az a baj, hogy túl egyszerűek és egyoldalúak. Most úgy tűnik, hogy mindkettő ugyanannak a receptnek a töredéke, amely létrehozta a Tejútrendszert. Eggen és kollégái elolvastak néhány sort ebből a receptből, Searle és Zinn pedig néhány másikat. Ezért, amikor megpróbáljuk újra elképzelni Galaxisunk történetét, időnként olyan ismerős sorokat veszünk észre, amelyeket egyszer már olvastunk.

Tejút. Számítógépes modell

Tehát az egész nem sokkal az ősrobbanás után kezdődött. „Ma általánosan elfogadott, hogy a sötét anyag sűrűségének ingadozása eredményezte az első struktúrákat - az úgynevezett sötét halókat. A gravitációs erőnek köszönhetően ezek a szerkezetek nem bomlottak fel” – jegyzi meg Andreas Burkert német csillagász, a Galaxis születésének új modelljének szerzője.

A sötét fényudvarok a jövő galaxisainak embriói - magjai - lettek. A gravitáció hatására gáz halmozódott fel körülöttük. Az ELS modellben leírtak szerint homogén összeomlás következett be. Már 500-1000 millió évvel az Ősrobbanás után a sötét fényudvarokat körülvevő gázfelhalmozódások csillagok „keltetőjévé” váltak. Itt kis protogalaxisok jelentek meg. Az első gömbhalmazok sűrű gázfelhőkben keletkeztek, mert itt százszor gyakrabban születtek csillagok, mint bárhol máshol. A protogalaxisok ütköztek és egyesültek egymással – így jöttek létre a nagy galaxisok, köztük a Tejútrendszerünk is. Ma sötét anyag veszi körül, valamint egyes csillagokból és gömbhalmazaikból álló glóriák, egy több mint 12 milliárd éves univerzum romjai.

A protogalaxisokban sok nagyon nagy tömegű csillag volt. Kevesebb, mint néhány tízmillió év telt el, mire legtöbbjük felrobbant. Ezek a robbanások nehéz kémiai elemekkel gazdagították a gázfelhőket. Ezért a galaktikus korongban megszületett csillagok nem voltak ugyanazok, mint a haloban - több százszor több fémet tartalmaztak. Ezenkívül ezek a robbanások erőteljes galaktikus örvényeket generáltak, amelyek felmelegítették a gázt, és a protogalaxisokon túlra sodorták. Megtörtént a gáztömegek és a sötét anyag szétválása. Ez volt a galaxisok kialakulásának legfontosabb szakasza, amelyet korábban egyetlen modell sem vett figyelembe.

Ugyanakkor a sötét fényudvarok egyre inkább ütköztek egymással. Ráadásul a protogalaxisok kinyúltak vagy szétestek. Ezek a katasztrófák az „ifjúság” kora óta a Tejút glóriájában megőrzött csillagláncokra emlékeztetnek. Helyüket tanulmányozva felmérhető az adott korszakban lezajlott események. Fokozatosan ezek a csillagok hatalmas gömböt alkottak – a glóriát, amit látunk. Ahogy lehűlt, gázfelhők hatoltak be benne. A szögimpulzusuk megmaradt, így nem omlottak össze egyetlen pontba, hanem forgó korongot alkottak. Mindez több mint 12 milliárd évvel ezelőtt történt. A gázt most az ELS modellben leírtak szerint sűrítettük.

Ekkor kialakul a Tejútrendszer „dudor” - középső része, amely egy ellipszoidra emlékeztet. A dudor nagyon régi csillagokból áll. Valószínűleg a legnagyobb protogalaxisok egyesülése során keletkezett, amelyek a leghosszabb ideig tartották a gázfelhőket. A közepén neutroncsillagok és apró fekete lyukak voltak – felrobbanó szupernóvák maradványai. Összeolvadtak egymással, egyidejűleg elnyelve a gázáramlást. Talán így született meg az a hatalmas fekete lyuk, amely ma Galaxisunk közepén található.

A Tejútrendszer története sokkal kaotikusabb, mint azt korábban gondolták. A kozmikus mércével is lenyűgöző őshonos Galaxisunk számos becsapódás és egyesülés után alakult ki – egy sor kozmikus katasztrófa után. Az ősi események nyomai ma is megtalálhatók.

Például a Tejútrendszerben nem minden csillag kering a galaktikus központ körül. Valószínűleg Galaxisunk több milliárd éves fennállása alatt sok útitársat „elnyelt”. A galaktikus halo minden tizedik csillaga 10 milliárd évesnél fiatalabb. Ekkorra már kialakult a Tejútrendszer. Talán ezek az egykor befogott törpegalaxisok maradványai. A Csillagászati ​​Intézet (Cambridge) angol tudósainak csoportja Gerard Gilmour vezetésével kiszámította, hogy a Tejút 40-60 Carina-típusú törpegalaxist képes elnyelni.

Ráadásul a Tejútrendszer hatalmas gáztömegeket vonz. Így 1958-ban a holland csillagászok sok apró foltot észleltek a fényudvaron. Valójában gázfelhőknek bizonyultak, amelyek főleg hidrogénatomokból álltak, és a galaktikus korong felé rohantak.

Galaxisunk a jövőben sem fogja visszafogni étvágyát. Talán elnyeli a hozzánk legközelebb eső törpegalaxisokat - Fornaxot, Carinát és valószínűleg a Sextanst, majd egyesül az Androméda-köddel. A Tejút körül – ez a telhetetlen „csillagkannibál” – még kihaltabb lesz.

Azt, hogy az Univerzumban az anyag nem szétszórt, hanem óriási csillaghalmazokban koncentrálódik, már a 18. században feltételezték a tudósok (I. Kant, W. Herschel), de erről végül csak a 20. század elején győződtek meg. .

A gravitáció által megkötött csillagrendszereket galaxisoknak nevezzük.

Napunk a Tejútrendszer része (egyébként galaxisunkat nagybetűs szóval jelöljük - Galaxis). Galaxisunk vastagsága nem haladja meg az átmérőjének 1%-át, vagyis alakjában korongra, pontosabban két szélein összehajtott lemezre hasonlít. A Galaxis ezen összetevőjét csillagnak nevezik korong. A korong átmérője 30 kiloparszek (100 000 fényév), vastagsága 1000 fényév, tömege 150 milliárdszor haladja meg a Nap tömegét. Sötét csík fut végig a korongon, amely egy réteg átlátszatlan anyag - csillagközi por és gáz.

A Galaxis korongjának nincs egyértelműen meghatározott határa, ahogy a Föld légkörének sincs egyértelmű felső határa. Ennek a korongnak a síkjában azonban a csillagok sűrűsége sokkal nagyobb, mint azon kívül.

A galaktikus korong a középpontja körül forog. A Galaxis forgása az óramutató járásával megegyező irányban történik, ha a galaxist északi pólusáról nézzük, amely a Coma Berenices csillagképben található. A galaktikus korong spirális szerkezetű, ez adja a nevét az ilyen típusú csillaghalmazoknak - spirálgalaxisoknak. A spirálok hullámok, amelyek állandó szögsebességgel terjednek a Galaxis korongjának forgása felé. A korong belsejében lévő csillagok körkörös pályákon mozognak a Galaxis közepe körül, állandó lineáris sebességgel. Ezért a forgási szögsebesség a középpont távolságától függ, és az attól való távolsággal csökken. A Galaxis peremén található Nap sebessége 220-250 km/s.

A Galaxis korongjának közepén egy megvastagodás van - mag 1300 parszek átmérőjű. A Nyilas csillagképben található. A magban nagyon magas a csillagok koncentrációja: a csillagsűrűség itt milliószor nagyobb, mint a Nap közelében. De annak ellenére, hogy ennyi csillag koncentrálódik a magban, sokáig nem lehetett megfigyelni, mert a Galaxis szimmetriasíkjának közelében hatalmas sötét porfelhők vannak, amelyek elnyelik a csillagok fényét. Elrejtik előlünk a Galaxis magját. Ezért csak a kisebb mértékben elnyelt infravörös és rádiósugárzás vevőinek létrehozása után vált lehetővé a tanulmányozása. Egyébként a natív Galaxisunk tanulmányozása is nehéz számunkra, mert benne vagyunk - könnyebb kívülről tanulmányozni bármely tárgyat. Ráadásul a Nap a csillagkorong síkjában helyezkedik el: itt nagy a csillagközi anyag sűrűsége, és ez a fényelnyelés miatt megnehezíti a megfigyeléseket.

A hatalmas számú csillag mellett a Galaxis központi régiójában van egy több mint 1000 fényév sugarú kör alakú gázkorong, amely főként molekuláris hidrogénből áll. A Galaxis kellős közepén egy körülbelül egymillió naptömegű fekete lyuk létezését gyanítják.

A Galaxis második komponense, amely valójában meghatározza a külső méreteit, gömb alakú. Ez az úgynevezett halo. A halo sugara lényegesen nagyobb, mint a korong mérete - eléri a több százezer fényévet. A Tejútrendszer szimmetriaközéppontja egybeesik a galaktikus korong középpontjával.

A halo, akárcsak a korong, a Galaxis közepe körül forog, de sokkal kisebb sebességgel, mivel a csillagok a glórián belül meglehetősen véletlenszerűen mozognak.

A glória központi része - a Galaxis középpontjától több ezer fényéven belül - a legsűrűbb, az ún. kidudorodás(az angol szóból kidudorodás, jelentése „megvastagodás”, „duzzanat”).

Az egyes csillagokon kívül a Galaxis csillaghalmazokat is tartalmaz. Osztva vannak nyitott klaszterek, gömbhalmazokÉs sztárszövetségek.

Nyitott csillaghalmazok a galaktikus sík közelében található, ahol a por és a csillagközi gáz felhalmozódása koncentrálódik. Jelenleg több mint 1200 nyílt halmazt ismerünk, amelyek közül 500-at részletesen tanulmányoztak. Ezek közül a leghíresebbek a Plejádok és a Hiádok a Bika csillagképben. A Galaxisban a nyitott halmazok teljes száma elérheti a százezret, amelyek mindegyike több száztól több ezer csillagig terjed. Tömegük kicsi, ezért a gravitációs tér kis térfogatban nem tudja őket sokáig megtartani, ezért a nyílt halmazok évmilliárdok alatt szétesnek.

Gömbös csillaghalmazok A bennük lévő csillagok jelentős száma és világos gömbalakja miatt erősen kiemelkednek a csillagos háttérből. A gömbhalmazok átmérője 20 és 100 parszek között van. A Galaxis fejlődésének hajnalán gömbhalmazok ezrei kószáltak körülötte. Közülük sok megsemmisült az egymással vagy a galaktikus központtal való ütközések következtében. Mára körülbelül 200 gömbhalmaz maradt galaxisunkban, és ezek egy gömb alakú halóban helyezkednek el. Ezek galaxisunk legrégebbi képződményei - életkoruk 10-12 milliárd év. A gömbhalmazokat alkotó csillagok kora igen jelentős: hosszú evolúciós utat jártak be, és neutroncsillagokká vagy fehér törpékké váltak. A gömbhalmazokban lévő csillagok a halmaz közepe körül keringenek, maga a halmaz pedig a Galaxis közepe körüli pályán mozog.

A harmadik típusú klaszter az sztárszövetségek. Ezek fiatal sztárok csoportjai, az úgynevezett OB egyesületek. Hosszúságuk 15 és 300 parszek között van, és több tíztől több száz fiatal csillagig - forró kék óriások és szuperóriások - találhatók. Mivel a korai spektrumtípusú óriások gyorsan áthaladnak az evolúció útján, minden csillag egy időben keletkezett, és kicsi az életkora. Vannak olyan T asszociációk is, amelyek változócsillagokat tartalmaznak, amelyek a csillagfejlődés legkorábbi szakaszában vannak.

A csillagkorong karjai mentén koncentrálódnak a legfiatalabb csillagok (több tízmillió éves), nyitott csillaghalmazok és -társulások, valamint sűrű csillagközi gázfelhők, amelyekben továbbra is csillagok keletkeznek. Szupernóva-robbanások gyakrabban figyelhetők meg a spirálkarokban. A spirálgalaxis régebbi csillagai, mint a mi Napunk is, mind a karokban, mind a közöttük találhatók, így a csillagok meglehetősen egyenletes eloszlást hoznak létre a korongon. A halótól eltérően, ahol a csillagtevékenység megnyilvánulásai rendkívül ritkák, az ágakban élénk élet folytatódik, ami az anyagnak a csillagközi térből a csillagokba és visszafelé történő folyamatos átmenetéhez kapcsolódik. Az aktív csillagkeletkezés a spirálkarokban nagyobb anyagsűrűséggel jár bennük. Emiatt megnő a csillagközi térben található gázfelhők átlagos nyomása. Amint egy gázfelhő belép a spirálkar sűrűbb részébe, a megnövekedett nyomás hatására a felhő kisebb anyagcsomókra bomlik, amelyek csillagokká tömörülhetnek. A folyamat eredményeként csillagok születnek a spirálkarok belsejében. Így a karok olyanok, mint egy óriási kozmikus inkubátor, amelyben a fiatal csillagok a karok elülső határának közelében helyezkednek el. A galaktikus korong csillagait I. típusú populációnak nevezik.

A halo főként nagyon régi, halvány kis csillagokból áll, amelyek a Galaxis fejlődésének korai szakaszában keletkeztek - életkoruk körülbelül 12 milliárd év. Mind egyenként, mind gömbhalmazok formájában helyezkednek el, köztük több mint egymillió csillag. A gömb alakú komponens csillagai a Galaxis közepe felé koncentrálódnak, és a haloanyag sűrűsége a tőle távolodva gyorsan csökken. A halo csillagokat II populációtípusnak nevezik.

A csillagok közötti teret ritka anyag, sugárzás és mágneses tér tölti ki. A korong különösen sok csillagközi port tartalmaz, 15-25 K hőmérsékletű, amely a csillagok élete következtében keletkezett. A porszemcsék átlagos sugara a mikrométer töredéke. Jelenleg úgy gondolják, hogy a porszemcsék vas és szilikát részecskék keverékéből állnak, amelyeket szerves molekulák és jég héja borít. A por össztömege a Galaxis össztömegének mindössze 0,03%-a, de összfényessége a csillagok fényességének 30%-a, és teljes mértékben meghatározza a Galaxis infravörös tartományban történő sugárzását.

A testek mozgásának elemzése a Galaxisban kimutatta, hogy tömegének egy nagyságrenddel nagyobbnak kell lennie, mint amit a látható objektumok alapján határozunk meg. Ez azt jelenti, hogy a glórián, a dudoron és a korongon kívül a bennük található csillagokkal és gázzal hatalmas mennyiségű láthatatlan anyag található, ami csak gravitációs kölcsönhatásban nyilvánul meg, de semmilyen műszer nem érzékeli. Sötét anyagnak hívták. A Galaxis korongja és glóriája egy sötét anyag koronájába merül, amelynek mérete és tömege 10-szer nagyobb, mint a Galaxis korongja és látható anyagának tömege. Sötét tömeg nemcsak galaxisunkban létezik, hanem az intergalaktikus térben is. Az Univerzum rejtett tömegének természete még mindig nem tisztázott – még mindig nem tudjuk, miből áll.