Млечный Путь

У этого термина существуют и другие значения, см. Млечный Путь (значения).

Млечный Путь

Галактика
Млечный путь (компьютерная модель). Спиральная галактика с перемычкой. Доминируют два из четырёх рукавов.
Характеристики
Тип	SBbc (спиральная галактика с перемычкой)[1]
Диаметр	100 000 св. лет[2]
Толщина	3 000 св. года (балдж)[3] 1 000 св. год (диск)[2]
Число звёзд	2—4·1011[2][4]
Масса	3,0·1012 $M_{\odot}$[5]
Возраст старейшей из известных звёзд	13,2 млрд лет[6]
Расстояние от Солнца до галактического центра	26 000 ± 1 400 св. лет
Галактический период обращения Солнца	225—250 млн лет
Период обращения спиральной структуры	50 млн лет[7]
Период обращения перемычки	15—18 млн лет[7]
Скорость относительно фонового реликтового излучения	552 км/с[8]

Мле́чный Путь (или Гала́ктика, с заглавной буквы) — спиральная галактика с перемычкой^[1], в которой находятся Земля, Солнечная система и все звёзды, видимые невооружённым глазом^[9][10].

Млечный Путь вместе с галактикой Андромеды (M31), Треугольника (М33), и более 40 меньшими галактиками-спутниками образуют Местную Группу Галактик^[11], которая, в свою очередь, входит в Сверхскопление Девы^[12].

Этимология

Название Млечный Путь — калька с лат. via lactea «молочная дорога», которое, в свою очередь, калька с др.-греч. ϰύϰλος γαλαξίας «молочный круг»^[13]. Название Галактика образовано по аналогии с др.-греч. γαλαϰτιϰός «молочный». 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.

В советской астрономической школе Млечный Путь назывался просто «наша Галактика»^[14] или «система Млечный Путь»; словосочетание «Млечный путь»^[15] использовалось для обозначения видимых звёзд, которые оптически для наблюдателя составляют Млечный Путь.

Структура Галактики

Диаметр Галактики составляет около 30 тысяч парсек (порядка 100 000 световых лет, 1 квинтиллион километров) при оценочной средней толщине порядка 1000 световых лет. Галактика содержит, по самой низкой оценке, порядка 200 миллиардов звёзд (современная оценка колеблется в диапазоне предположений от 200 до 400 миллиардов). Основная масса звёзд расположена в форме плоского диска. По состоянию на январь 2009, масса Галактики оценивается в 3·10¹² масс Солнца^[5], или 6·10⁴² кг. Бо́льшая часть массы Галактики содержится не в звёздах и межзвёздном газе, а в несветящемся гало из тёмной материи.

Диск

Лишь в 1980-х годах астрономы высказали предположение, что Млечный Путь является спиральной галактикой с перемычкой^[16], а не обычной спиральной галактикой. Это предположение было подтверждено в 2005 году космическим телескопом имени Лаймана Спитцера, который показал, что центральная перемычка нашей галактики является большей чем считалось ранее^[17].

По оценкам ученых, галактический диск, выдающийся в разные стороны в районе галактического центра, имеет диаметр около 100 000 световых лет^[18]. По сравнению с гало диск вращается заметно быстрее. Скорость его вращения не одинакова на различных расстояниях от центра. Она стремительно возрастает от нуля в центре до 200—240 км / с на расстоянии 2 тыс. световых лет от него, затем несколько уменьшается, снова возрастает примерно до того же значения и далее остается почти постоянной. Изучение особенностей вращения диска позволило оценить его массу, оказалось, что она в 150 млрд раз больше M_☉.

Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звезды и звездные скопления, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет. Они образуют так называемую плоскую составляющую. Среди них очень много ярких и горячих звезд. Газ в диске Галактики также сосредоточен в основном вблизи его плоскости. Он распределен неравномерно, образуя многочисленные газовые облака — от гигантских неоднородных по структуре облаков, протяженностью свыше нескольких тысяч световых лет к небольшим облакам размерами не более парсека.

Ядро

Основная статья: Галактический центр

Галактический центр Млечного Пути в инфракрасном диапазоне.

В средней части Галактики находится утолщение, которое называется балджем (англ. bulge — утолщение), составляющее около 8 тысяч парсек в поперечнике. Центр ядра Галактики находится в созвездии Стрельца (α = 265°, δ = −29°)^[19][20]. Расстояние от Солнца до центра Галактики 8,5 килопарсек (2,62·10¹⁷ км, или 27 700 световых лет). В центре Галактики, по всей видимости, располагается сверхмассивная чёрная дыра (Стрелец A*) (около 4,3 миллиона M_☉^[21]) вокруг которой, предположительно, вращается чёрная дыра средней массы^[22] от 1000 до 10 000 M_☉ и периодом обращения около 100 лет и несколько тысяч сравнительно небольших^[23]. Их совместное гравитационное действие на соседние звёзды заставляет последние двигаться по необычным траекториям^[22]. Существует предположение, что большинство галактик имеют сверхмассивные черные дыры в своем ядре^[24].

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. Как и в большинстве других галактик, распределение массы в Млечном Пути такое, что орбитальная скорость большинства звезд этой Галактики не зависит в значительной степени от их расстояния до центра. Далее от центральной перемычки к внешнему кругу, обычная скорость обращения звезд составляет 210—240 км/с. Таким образом, такое распределение скорости, не наблюдаемое в солнечной системе, где различные орбиты имеют существенно различные скорости обращения, является одной из предпосылок к существованию темной материи.

Считается, что длина галактической перемычки составляет около 27 000 световых лет^[16]. Эта перемычка проходит через центр галактики под углом 44 ± 10 градусов к линии между нашим Солнцем и центром галактики. Она состоит преимущественно из красных звезд, которые считаются очень старыми. Перемычка окружена кольцом, называемым «Кольцом в пять килопарсек». Это кольцо содержит большую часть молекулярного водорода Галактики и является активным регионом звездообразования в нашей Галактике. Если вести наблюдение из галактики Андромеды, то галактическая перемычка Млечного Пути была бы яркой его частью^[25].

Рукава

Рукава Галактики

Галактика относится к классу спиральных галактик, что означает, что у Галактики есть спиральные рукава, расположенные в плоскости диска. Диск погружён в гало сферической формы, а вокруг него располагается сферическая корона. Солнечная система находится на расстоянии 8,5 тысяч парсек от галактического центра, вблизи плоскости Галактики (смещение к Северному полюсу Галактики составляет всего 10 парсек), на внутреннем крае рукава, носящего название рукав Ориона. Такое расположение не даёт возможности наблюдать форму рукавов визуально. Новые данные по наблюдениям молекулярного газа (СО) говорят о том, что у нашей Галактики есть два рукава, начинающиеся у бара во внутренней части Галактики. Кроме того, во внутренней части есть ещё пара рукавов. Затем эти рукава переходят в четырёхрукавную структуру, наблюдающуюся в линии нейтрального водорода во внешних частях Галактики^[26].

Гало

Окрестности Млечного пути и его гало.

Галактическое гало имеет сферическую форму, выходящую за пределы галактики на 5—10 тысяч световых лет^[27], и температуру около 5·10⁵ K^[27]. Галактический диск окружен сфероидным гало, состоящим из старых звезд и шаровых скоплений , 90 % которых находится на расстоянии менее 100 000 световых лет^[28] от центра галактики. Однако в последнее время было найдено несколько шаровых скоплений, таких как PAL 4 и AM 1, находящихся на расстоянии более чем 200 000 световых лет от центра галактики. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска. Состоит гало в основном из очень старых, неярких маломассивных звезд. Они встречаются как поодиночке, так и в виде шаровых скоплений, которые могут содержать до миллиона звезд. Возраст населения сферической составляющей Галактики превышает 12 млрд лет, его обычно считают возрастом самой Галактики.

В то время как галактический диск содержит газ и пыль, что затрудняет прохождение видимого света, сфероидная компонента таких составляющих не содержит. Активное звездообразование происходит в диске (особенно в спиральных рукавах, являющихся зонами повышенной плотности). В гало звездообразования завершились. Рассеянные скопления также встречаются преимущественно в диске. Считается, что основную массу нашей галактики составляет темная материя, которая формирует гало темной материи массой примерно 600 — 3000 миллиардов M☉. Гало темной материи сконцентрировано в направлении центра галактики^[29].

Звезды и звездные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Так как вращение отдельных звезд происходит несколько беспорядочно (то есть скорости соседних звезд могут иметь любые направления), гало в целом вращается очень медленно.

История открытия Галактики

Большинство небесных тел объединяются в различные вращающиеся системы. Так, Луна обращается вокруг Земли, спутники планет-гигантов образуют свои, богатые телами, системы. На более высоком уровне, Земля и остальные планеты обращаются вокруг Солнца. Возникал естественный вопрос: не входит ли и Солнце в систему ещё большего размера?

Первое систематическое исследование этого вопроса выполнил в XVIII веке английский астроном Уильям Гершель. Он подсчитывал количество звёзд в разных областях неба и обнаружил, что на небе присутствует большой круг (впоследствии он был назван галактическим экватором), который делит небо на две равные части и на котором количество звёзд оказывается наибольшим. Кроме того, звёзд оказывается тем больше, чем ближе участок неба расположен к этому кругу. Наконец обнаружилось, что именно на этом круге располагается Млечный Путь. Благодаря этому Гершель догадался, что все наблюдаемые нами звёзды образуют гигантскую звёздную систему, которая сплюснута к галактическому экватору.

Вначале предполагалось, что все объекты Вселенной являются частями нашей Галактики, хотя ещё Кант высказывал предположение, что некоторые туманности могут быть галактиками, подобными Млечному Пути. Ещё в 1920 году вопрос о существовании внегалактических объектов вызывал дебаты (например, известный Большой спор между Харлоу Шепли и Гебером Кёртисом; первый отстаивал единственность нашей Галактики). Гипотеза Канта была окончательно доказана лишь в 1920-х годах, когда Эдвину Хабблу удалось измерить расстояние до некоторых спиральных туманностей и показать, что по своему удалению они не могут входить в состав Галактики.

Расположение Солнца в Галактике

Согласно последним научным оценкам, расстояние от Солнца до галактического центра, составляет 26 000 ± 1 400 световых лет, в то время как согласно предварительным оценкам наша звезда должна находиться на расстоянии около 35 000 световых лет от перекладины. Это означает, что Солнце расположено ближе к краю диска, чем к его центру. Вместе с другими звездами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220—240 км / с^[30], делая один оборот примерно за 200 млн лет. Таким образом, за все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не более 30 раз.

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^[31], 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.

Окрестности

Основные статьи: Местная группа, Столкновение галактик Млечный Путь и Туманность Андромеды

Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного из участников Википедии, на этом месте должен располагаться специальный раздел. Вы можете помочь проекту, написав этот раздел.

Эволюция и будущее Галактики

Возможны столкновения нашей Галактики с иными галактиками, в том числе со столь крупной как галактика Андромеды^[32], однако конкретные предсказания пока невозможны ввиду незнания поперечной скорости внегалактических объектов.

См. также: Столкновение галактик Млечный Путь и Туманность Андромеды

Панорамы

Панорама Млечного Пути, сделанная в Долине Смерти, США, 2005 год.

Панорама южного неба, сделанная около обсерватории Параналь, Чили, 2009 год.

См. также

• Рентгеновский хребет Галактики
• MilkyWay@home

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Засов и Постнов, 2006, с. 302
2. ↑ ^{1 2 3} Eric Christian; Safi-Harb Samar. How large is the Milky Way?  (англ.). Ask an Astrophysicist. NASA (1 December 2005). Архивировано из первоисточника 4 июля 2012. (Проверено 9 октября 2012)
3. ↑ Thanu Padmanabhan After the first three minutes: the story of our universe. — Cambridge University Press, 1998. — P. 87. — 215 p. — ISBN 0-521-62039-2
4. ↑ How Many Stars are in the Milky Way?
5. ↑ ^{1 2} Lenta.ru: «Млечный Путь потяжелел в два раза», 06.01.2009
6. ↑ Anna Frebel Discovery of HE 1523-0901, a Strongly r-Process-enhanced Metal-poor Star with Detected Uranium (англ.) // The Astrophysical Journal. — 2007. — Т. 660. — С. L117. DOI:10.1086/518122 arΧiv:astro-ph/0703414
7. ↑ ^{1 2} Nicolai Bissantz Gas dynamics in the Milky Way: second pattern speed and large-scale morphology (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — 2003. — Т. 340. — С. 949. — DOI:10.1046/j.1365-8711.2003.06358.x arΧiv:astro-ph/0212516
8. ↑ Kogut, A.; Lineweaver, C.; Smoot, G. F.; Bennett, C. L.; Banday, A.; Boggess, N. W.; Cheng, E. S.; de Amici, G.; Fixsen, D. J.; Hinshaw, G.; Jackson, P. D.; Janssen, M.; Keegstra, P.; Loewenstein, K.; Lubin, P.; Mather, J. C.; Tenorio, L.; Weiss, R.; Wilkinson, D. T.; Wright, E. L. Dipole Anisotropy in the COBE Differential Microwave Radiometers First-Year Sky Maps (англ.) // Astrophysical Journal. — 1993. — Т. 419. — С. 1. — DOI:10.1086/173453
9. ↑ Засов и Постнов, 2006, с. 290
10. ↑ Collins Elementary English Dictionary – Complete and Unabridged 1991-2003 - Milky Way. The American Heritage Science Dictionary. thefreedictionary.com (2005). (Проверено 8 октября 2012)
11. ↑ Дроздовский И. Местная Группа Галактик. Астронет (2000). Архивировано из первоисточника 26 октября 2012. (Проверено 18 октября 2012)
12. ↑ Дроздовский И. Местное Сверхскопление. Астронет (2001). Архивировано из первоисточника 26 октября 2012. (Проверено 18 октября 2012)
13. ↑ Фасмер М. Этимологический словарь русского языка / Под ред. О. Н. Трубачёва. — М.: «Прогресс», 1986. — Т. II. — С. 632.
14. ↑ Большая советская энциклопедия на Яндекс словарях
15. ↑ Яндекс словари
16. ↑ ^{1 2} Форма Чумацького шляху виявилась не нормальною  (рус.)
17. ↑ 16 August 2005 — New Scientist article (англ.)
18. ↑ Чумацький Шлях — наша Галактика  (рус.)
19. ↑ В. Д. Шабетник Физическое образование в вузах. 1998
20. ↑ Блинников С. Открытие нашей всленной // Новый мир, — № 11, Ноябрь 2008, — C. 153—165
21. ↑ Астрономи зважили чорну діру в центрі Чумацького Шляху  (рус.)
22. ↑ ^{1 2} «Учёные обнаружили в центре Млечного Пути вторую чёрную дыру»
23. ↑ Рій чорних дір в нашій Галактиці  (рус.)
24. ↑ Надмасивна чорна діра в центрі нашої Галактики швидко обертається  (рус.)
25. ↑ [ 23 April 2006] — http://www.bu.edu/galacticring/new_introduction.htm  (англ.)
26. ↑ arxiv:0812.3491 Узор спиральных рукавов Млечного Пути (The Milky Way spiral arm pattern)
27. ↑ ^{1 2} «Газовое гало Галактики»
28. ↑ http://www.seds.org/messier/xtra/data/mwgc.dat.txt  (англ.)
29. ↑ The radial velocity dispersion profile of the Galactic halo: Constraining the density profile of the dark halo of the Milky Way, Battaglia et al. 2005, MNRAS, 364 (2005) 433  (англ.)
30. ↑ Галактичні пірнання  (рус.)
31. ↑ Життя в Галактиці зберегли зоряні бунтівники  (рус.)
32. ↑ vremya.ru, «Гибель галактических империй», 8 августа 2007

Литература

• Засов А. В., Постнов К. А. Общая Астрофизика. — Фрязино: Век 2, 2006. — 496 с. — ISBN 5-85099-169-7 (Проверено 8 октября 2012)
• Книга «Млечный путь», ISBN 5-85099-156-5

Ссылки

• Галактика. Сучков Л. А. Астронет (1984).
• GLIMPSE панорама телескопа Спитцер
• Интерактивная панорама Млечного пути
• Млечный Путь — фотографии
• Млечный Путь на небе
• Карта магнитного поля Млечного Пути в мельчайших деталях
• Astronomy Picture of the Day  (англ.) (27 июля 2010). Проверено 27 декабря 2012.