Într-o anumită măsură, știm mai multe despre sistemele stelare îndepărtate decât despre propria noastră galaxie, Calea Lactee. Structura sa este mai dificil de studiat decât structura oricărei alte galaxii, deoarece trebuie să o studiați din interior și multe nu sunt atât de ușor de văzut. Norii de praf interstelar absorb lumina dintr-o multitudine de stele îndepărtate.
Doar odată cu dezvoltarea radioastronomiei și apariția telescoapelor cu infraroșu oamenii de știință au reușit să înțeleagă cum funcționează galaxia noastră. Dar multe detalii rămân neclare până în prezent. Chiar și numărul de stele din Calea Lactee este aproximativ estimat. Cele mai recente ghiduri electronice apelează numere de la 100 la 300 de miliarde de stele.
Nu cu mult timp în urmă, se credea că galaxia noastră are 4 brațe mari. Dar, în 2008, astronomii de la Universitatea din Wisconsin au publicat rezultatele procesării a aproximativ 800.000 de imagini în infraroșu luate de telescopul spațial Spitzer. Analiza lor a arătat că Calea Lactee are doar două brațe. În ceea ce privește celelalte mâneci, acestea sunt doar ramuri laterale înguste. Deci, Calea Lactee este o galaxie spirală cu două brațe. Trebuie remarcat faptul că majoritatea galaxiilor spirale cunoscute de noi au, de asemenea, doar două brațe.
„Datorită telescopului Spitzer, avem ocazia să regândim structura Căii Lactee - a spus astronomul Robert Benjamin de la Universitatea din Wisconsin, care a vorbit la conferința Societății Astronomice Americane. „Ne rafinăm înțelegerea despre Galaxy în același mod ca acum câteva secole, când descoperitorii au călătorit pe tot globul, au rafinat și regândit ideile anterioare despre cum arată Pământul”.
De la începutul anilor 90 ai secolului XX, observațiile efectuate în domeniul infraroșu ne-au schimbat din ce în ce mai mult cunoștințele despre structura Căii Lactee, deoarece telescoapele cu infraroșu fac posibilă privirea prin nori de gaz și praf și a vedea ce este inaccesibil telescoapelor convenționale.
2004 - Vârsta galaxiei noastre a fost estimată la 13,6 miliarde de ani. A apărut la scurt timp după Big Bang. La început, a fost o bulă de gaz difuză care conținea în principal hidrogen și heliu. În timp, s-a transformat într-o uriașă galaxie spirală în care trăim acum.
caracteristici generale
Video promotional:
Dar cum a evoluat evoluția galaxiei noastre? Cum s-a format - încet sau, dimpotrivă, foarte repede? Cum era saturată de elemente grele? Cum s-au schimbat forma Căii Lactee și compoziția sa chimică de-a lungul a miliarde de ani? Oamenii de știință nu au furnizat încă răspunsuri detaliate la aceste întrebări.
Galaxia noastră are o lungime de aproximativ 100.000 de ani lumină, iar grosimea medie a discului galactic este de aproximativ 3.000 de ani lumină (grosimea părții sale convexe - umflatura - ajunge la 16.000 de ani lumină). Cu toate acestea, în 2008, astronomul australian Brian Gensler, după ce a analizat rezultatele observațiilor pulsarilor, a sugerat că discul galactic este probabil de două ori mai gros decât se crede în mod obișnuit.
Este galaxia noastră mare sau mică conform standardelor cosmice? Prin comparație, nebuloasa Andromeda, cea mai apropiată galaxie mare de la noi, are aproximativ 150.000 de ani lumină lățime.
La sfârșitul anului 2008, cercetătorii au stabilit prin metode de radioastronomie că Calea Lactee se rotește mai repede decât se credea anterior. Judecând după acest indicator, masa sa este de aproximativ o dată și jumătate mai mare decât se credea în mod obișnuit. Conform diferitelor estimări, acesta variază de la 1,0 la 1,9 trilioane de mase solare. Din nou, pentru comparație: masa nebuloasei Andromeda este estimată la cel puțin 1,2 trilioane de mase solare.
Structura galaxiilor
Deci, Calea Lactee nu este mai mică ca dimensiune decât nebuloasa Andromeda. „Nu ar trebui să ne mai tratăm galaxia ca pe sora mai mică a nebuloasei Andromeda”, a spus astronomul Mark Reid de la Smithsonian Center for Astrophysics de la Universitatea Harvard. În același timp, deoarece masa galaxiei noastre este mai mare decât se aștepta, forța gravitațională a acesteia este, de asemenea, mai mare, ceea ce înseamnă că crește probabilitatea coliziunii sale cu alte galaxii din vecinătatea noastră.
Gaură neagră
Galaxia noastră este înconjurată de un halou globular care atinge 165.000 de ani lumină de-a latul. Astronomii se referă uneori la halou drept „atmosfera galactică”. Conține aproximativ 150 de ciorchini globulari, precum și un număr mic de stele antice. Restul spațiului halo este umplut cu gaze rarefiate, precum și cu materie întunecată. Masa acestora din urmă este estimată la aproximativ un trilion de mase solare.
Brațele spiralate ale Căii Lactee conțin cantități enorme de hidrogen. Aici continuă să se nască stelele. În timp, stelele tinere părăsesc brațele galaxiilor și „migrează” pe discul galactic. Cu toate acestea, cele mai masive și mai strălucitoare stele trăiesc o perioadă destul de scurtă, prin urmare nu au timp să se îndepărteze de locul lor de naștere. Nu întâmplător brațele galaxiei noastre strălucesc atât de puternic. Cea mai mare parte a Căii Lactee este alcătuită din stele mici, nu foarte masive.
Partea centrală a Căii Lactee se află în constelația Săgetător. Această zonă este înconjurată de nori întunecați de gaz și praf, dincolo de care nu se vede nimic. Abia din anii 1950, folosind mijloacele radioastronomiei, oamenii de știință au reușit să vadă treptat ce se află acolo. În această parte a galaxiei, a fost descoperită o sursă radio puternică, numită Săgetător A. Observațiile au arătat că o masă este concentrată aici, depășind masa Soarelui de câteva milioane de ori. Cea mai acceptabilă explicație pentru acest fapt este posibilă doar: există o gaură neagră în centrul galaxiei noastre.
Acum, dintr-un anumit motiv, a luat o pauză pentru ea însăși și nu arată prea multă activitate. Afluxul de materie aici este foarte rar. Poate că în timp, gaura neagră va avea poftă de mâncare. Apoi va începe din nou să absoarbă vălul de gaz și praf care îl înconjoară, iar Calea Lactee se va alătura listei galaxiilor active. Este posibil ca înainte de aceasta, în centrul galaxiei, stelele să înceapă să iasă puternic. Este posibil ca astfel de procese să fie repetate în mod regulat.
2010 - Astronomii americani care folosesc telescopul spațial Fermi, conceput pentru a observa sursele de radiații gamma, au descoperit două structuri misterioase în galaxia noastră - două bule uriașe care emit radiații gamma. Fiecare dintre ei are în medie 25.000 de ani lumină în diametru. Se împrăștie din centrul galaxiei în direcțiile nord și sud. Poate că vorbim despre fluxurile de particule care au fost odată emise de o gaură neagră în mijlocul galaxiei. Alți cercetători cred că vorbim despre nori de gaze care au explodat când s-au născut stelele.
Există mai multe galaxii pitice în jurul Căii Lactee. Cele mai faimoase dintre acestea sunt Nori mari și mici din Magellan, care sunt conectați la Calea Lactee printr-un fel de pod cu hidrogen, un imens praf de gaz care se întinde în spatele acestor galaxii. A fost numit „Pârâul Magellanic”. Se întinde pe aproximativ 300.000 de ani lumină. Galaxia noastră înghite în mod constant cele mai apropiate galaxii pitice, în special galaxia Sagitarius, care se află la 50.000 de ani lumină de centrul galactic.
Rămâne să adăugăm că Calea Lactee și nebuloasa Andromeda se deplasează una spre cealaltă. Probabil, în 3 miliarde de ani, ambele galaxii vor fuziona împreună pentru a forma o galaxie eliptică mai mare, care a fost deja numită „Miere Lactee”.
Originea Căii Lactee
Multă vreme, s-a crezut că Calea Lactee s-a format treptat. 1962 - Olin Eggen, Donald Linden-Bell și Allan Sandage au propus o ipoteză care a devenit cunoscută sub numele de model ELS (numit după literele inițiale ale numelor lor de familie). Potrivit ei, un nor omogen de gaz s-a rotit odată încet în locul Căii Lactee. Seamănă cu o minge și avea aproximativ 300.000 de ani lumină lățime și consta în principal din hidrogen și heliu. Sub influența gravitației, protogalaxia s-a micșorat și a devenit plană; în același timp, rotația sa a accelerat vizibil.
Nebuloasa Andromeda
De aproape două decenii, acest model s-a potrivit oamenilor de știință. Dar noile observații au arătat că Calea Lactee nu ar fi putut să apară așa cum au dictat teoreticienii.
Conform acestui model, se formează mai întâi un halo, apoi un disc galactic. Dar discul conține și stele foarte vechi, de exemplu, gigantul roșu Arcturus, a cărui vârstă depășește 10 miliarde de ani sau numeroși pitici albi de aceeași vârstă.
Clustere globulare au fost găsite atât în discul galactic, cât și în halou, care sunt mai tinere decât sugerează modelul ELS. Evident, sunt înghițiți de galaxia noastră ulterioară.
Multe stele din halou se rotesc într-o altă direcție decât Calea Lactee. Poate că și ei au fost odată în afara galaxiei, dar apoi au fost atrași în acest „vârtej stelar” - ca un înotător accidental într-un vârtej.
1978 Leonard Searle și Robert Zinn au propus un model propriu pentru formarea Căii Lactee. Ea a fost desemnată ca „model SZ”. Acum, istoria Galaxy a devenit mult mai complicată. Nu cu mult timp în urmă, în mintea astronomilor, tinerețea ei a fost descrisă doar ca, în opinia fizicienilor, mișcare de translație rectilinie. Mecanica a ceea ce se întâmpla era clar vizibilă: exista un nor omogen; consta doar din împrăștierea uniformă a gazului. Nimic, prin prezența sa, nu a complicat calculele teoreticienilor.
Acum, în loc de un nor imens în viziunile oamenilor de știință, au apărut simultan mai mulți nori mici, împrăștiați fantezist. Printre ele se aflau și stelele; cu toate acestea, acestea erau localizate doar în halou. Totul din interiorul halo-ului fierbea: norii se ciocneau; masele de gaz au fost amestecate și compactate. În timp, din acest amestec s-a format un disc galactic. În ea au început să apară noi stele. Dar acest model a fost criticat ulterior.
Era imposibil de înțeles ce lega halo și discul galactic. Acest disc de îngroșare și învelișul stelar rar din jurul său nu aveau prea multe în comun. Deja după ce Searle și Zinn și-au compilat modelul, sa dovedit că haloul se rotește prea lent pentru a forma un disc galactic. Judecând după distribuția elementelor chimice, acestea din urmă au apărut din gazul protogalactic. În cele din urmă, impulsul unghiular al discului sa dovedit a fi de 10 ori mai mare decât cel al halo-ului.
Secretul este că ambele modele conțin un bob de adevăr. Problema este că sunt prea simple și unilaterale. Ambele par acum fragmente din aceeași rețetă prin care a fost creată Calea Lactee. Eggen și colegii săi au citit câteva rânduri din această rețetă, Searle și Zinn alte câteva. Prin urmare, încercând să ne reimaginăm istoria galaxiei noastre, observăm din când în când linii familiare care au fost deja citite odată.
Calea Lactee. Model de computer
Deci, totul a început la scurt timp după Big Bang. „Astăzi este general acceptat faptul că fluctuațiile densității materiei întunecate au dat naștere primelor structuri - așa-numitele halouri întunecate. Datorită forței gravitaționale, aceste structuri nu s-au dezintegrat”, notează astronomul german Andreas Burkert, autorul unui nou model al nașterii galaxiei.
Halourile întunecate au devenit embrionii - nucleele - viitoarelor galaxii. Gazul acumulat în jurul lor sub influența gravitației. A avut loc un colaps omogen, așa cum îl descrie modelul ELS. Deja la 500-1000 de milioane de ani după Big Bang, grupurile de gaze care înconjurau halourile întunecate au devenit „incubatoare” de stele. Aici au apărut mici protogalaxii. În nori densi de gaz, au apărut primele grupuri globulare, deoarece stelele s-au născut aici de sute de ori mai des decât oriunde altundeva. Protogalaxiile s-au ciocnit și s-au contopit între ele - așa s-au format galaxiile mari, inclusiv Calea noastră Lactee. Astăzi este înconjurat de materie întunecată și un halou de stele unice și grupurile lor globulare, aceste ruine ale universului, a căror vârstă este mai mare de 12 miliarde de ani.
În protogalaxii erau multe stele foarte masive. În mai puțin de câteva zeci de milioane de ani, majoritatea au explodat. Aceste explozii au îmbogățit norii de gaze cu elemente chimice grele. Prin urmare, nu astfel de stele s-au născut în discul galactic ca în halou - conțineau de sute de ori mai multe metale. În plus, aceste explozii au generat vârtejuri galactice puternice care au încălzit gazul și l-au îndepărtat din protogalaxii. A avut loc separarea maselor de gaze și a materiei întunecate. Aceasta a fost cea mai importantă etapă în formarea galaxiilor, care nu a fost luată în considerare anterior în niciun model.
În același timp, halouri întunecate se ciocneau din ce în ce mai mult. Mai mult, protogalaxiile s-au întins sau s-au dezintegrat. Aceste catastrofe amintesc de lanțurile de stele care s-au păstrat în aureola Căii Lactee încă din zilele „tinereții”. Studiind locația lor, este posibil să se evalueze evenimentele care au avut loc în acea epocă. Treptat, o vastă sferă s-a format din aceste stele - aureola pe care o vedem. Când s-a răcit, nori de gaz au pătruns în el. Momentul lor unghiular a fost păstrat, deoarece nu s-au prăbușit într-un singur punct, ci au format un disc rotativ. Toate acestea s-au întâmplat acum peste 12 miliarde de ani. Gazul a fost acum comprimat așa cum este descris în modelul ELS.
În acest moment, se formează și "umflătura" Căii Lactee - partea sa mijlocie, care seamănă cu un elipsoid. Bulge este compus din stele foarte vechi. Probabil a apărut la fuziunea celor mai mari protogalaxii care au ținut nori de gaze pentru cea mai lungă perioadă de timp. Printre acestea se aflau stele de neutroni și găuri negre minuscule - relicve ale supernovei care explodează. Au fuzionat între ele, absorbind simultan fluxurile de gaz. Poate așa s-a născut o gaură neagră uriașă, care se află acum în centrul galaxiei noastre.
Istoria Căii Lactee este mult mai haotică decât se credea anterior. Galaxia noastră de origine, impresionantă chiar și după standardele cosmice, s-a format după o serie de impacturi și fuziuni - după o serie de catastrofe cosmice. Urmele acelor evenimente vechi pot fi găsite și astăzi.
De exemplu, nu toate stelele Căii Lactee se învârt în jurul centrului galactic. Probabil, de-a lungul a miliarde de ani de existență, galaxia noastră a „înghițit” mulți colegi de călătorie. Fiecare a zecea stea din halou galactic are o vechime mai mică de 10 miliarde de ani. Până atunci, Calea Lactee se formase deja. Poate că acestea sunt rămășițele galaxiilor pitice capturate odată. Un grup de oameni de știință britanici de la Institutul Astronomic (Cambridge), condus de Gerard Gilmour, a calculat că Calea Lactee, aparent, ar putea absorbi de la 40 la 60 de galaxii pitice de tip Karin.
În plus, Calea Lactee atrage mase uriașe de gaz. Deci, în 1958, astronomii olandezi au observat multe pete mici în halou. De fapt, s-au dovedit a fi nori de gaze, care constau în principal din atomi de hidrogen și s-au repezit spre discul galactic.
Galaxia noastră nu își va modera apetitul în viitor. Poate că va absorbi galaxiile pitice cele mai apropiate de noi - Fornax, Karina și, probabil, Sextans, și apoi va fuziona cu nebuloasa Andromeda. În jurul Căii Lactee - acest insatiabil „canibal stea” - va deveni chiar pustiu.
A. Volkov
