Млечный Путь - наш галактический дом из сотен миллиардов звёзд и планет

Если вам выпадет шанс отправиться в ночной поход в такие места, как Национальный парк Арки в США, Бодмин-Мур в Великобритании или один из других сертифицированных международных парков темного неба*, не упустите его.  Потому что в этих местах вы можете стать свидетелем одного из самых впечатляющих зрелищ на ночном небе (если конечно позволит погода) - увидеть, неясную молочную полосу на небе, которая выглядит как большое облако с исходящим из него  ярким светом. Эта молочная полоса на небе - галактика Млечный Путь, место обитания миллиардов солнечных систем, включая нашу.
 *(В России лучшими местами для наблюдения за звездным небом считаются Мурманская область, Северный Кавказ, Крымский полуостров,  Республика Адыгея и Краснодарский край.)  

Галактика Млечный Путь

Фактически, все звезды, которые мы можем видеть на небе невооруженным глазом, являются частью Млечного Пути. Название Млечный путь является переводом латинского via lactea, которое происходит от греческого термина galaxias kyklos, что буквально означает "молочный круг". Протянувшись в пространстве примерно на 100 000 световых лет, Млечный Путь хранит в себе многие тайны нашей Вселенной.

Что такое галактика?

Прежде чем углубиться в изучение Млечного Пути, необходимо понять, что такое галактика. В 1600-х годах французский астроном Шарль Мессье первым определил и составил каталог галактик, но в то время он не знал, что это такое. До XIX века галактиками обычно называли спиралевидные туманности. Именно астроном Эдвин Хаббл в 1923 году впервые понял, что спиральная туманность Андромеды на самом деле является галактикой, а Млечный Путь - лишь одна из многих галактик во Вселенной.

Source: spirit111/Pixabay

Сегодня хорошо известно, что галактики - это огромные космические образования ( гораздо более крупные, чем туманности), состоящие из миллионов и миллиардов звезд, удерживаемых вместе гравитацией. Большая часть галактики представляет собой пустое пространство, а среднее расстояние между звездами составляет пять световых лет. Галактики сильно различаются по размеру, форме и массе, но, как правило, они имеют несколько основных форм, в частности, спиральные, линзовидные, эллиптическую и неправильные. Возраст большинства галактик исчисляется миллиардами лет, хотя трудно определить их точную продолжительность жизни. Кроме того, почти каждая галактика имеет в своем центре черную дыру.

Наша галактика, Млечный путь

Млечный путь - это гигантская спиральная галактика, имеющая несколько рукавов, отходящих по спирали от центральной полосы звезд. Очень важный вопрос - как мы можем знать о ее форме, если мы находимся внутри галактики. Радиоастроном доктор Аластер Ганн объясняет, что хотя мы не можем увидеть ее спиральную форму, у нас есть достаточно подсказок, указывающих на это.

Первая подсказка - высокая концентрация звезд вдоль одной плоскости, что позволяет предположить дискообразную форму, если смотреть на нее “с края“. Эта концентрация еще больше в созвездии Стрельца, что делает ее похожей на центральную выпуклость, которая есть у других галактик. Вторая подсказка заключается в том, что звезды галактики движутся по вращательной траектории, подобно тем, которые наблюдаются в спиральных галактиках.

Галактика Млечный Путь. NASA

 

Третья и самая очевидная подсказка заключается в том, что при измерении расстояний до этих звезд оказалось, что они четко сконцентрированы вдоль рукавов спирали. Трудно определить, сколько звезд находится в Млечном Пути, и для оценки этой величины исследователи используют различные модели. Для этого либо вычисляется количество звезд на небольшом участке и затем экстраполируется, либо оценивается масса галактики и затем подсчитывается, какое количество звезд необходимо, чтобы составить эту массу.

Конечно же, ответы различаются в зависимости от того, какая средняя масса звезды принимается за среднюю, но обычно это число находится в диапазоне от 100 до 400 миллиардов. Пока Эдвин Хаббл в 1924 году не объявил, что спиральная туманность Андромеды на самом деле является галактикой, астрономы считали, что Млечный Путь охватывает всю Вселенную.

Вблизи Млечного Пути находится множество мелких галактик, но Андромеда (также называемая Messier31, или М31) является ближайшей к нам крупной галактикой. (Её радиус составляет около 31 килопарсека, что вдвое больше чем у Млечного Пути). Подобно тому, как вокруг нашего Солнца вращаются планеты, обе эти галактики имеют множество мелких галактик-спутников, вращающихся вокруг них. Обе галактики и их галактики-спутники входят в группу под названием "Местная группа".

Все галактики Местной группы расположены примерно в 5 миллионах световых лет вокруг нас. В Местную группу входят не только Млечный Путь и Андромеда, но и меньшая Галактика Треугольника, а также около 50 небольших карликовых галактик.

Однако это еще не все, поскольку было обнаружено, что Местная группа является частью гигантского суперкластера галактик, известного как Сверхскопление Девы или Местное сверхскопление галактик, которое насчитывает не менее 100 подобных групп и скоплений галактик и простирается примерно на расстояние, в 10 раз превышающее диаметр Местной группы.

Давайте рассмотрим еще несколько интересных фактов о Млечном Пути:

Млечный Путь на самом деле не плоский

То, что Млечный Путь похож на плоский диск, не совсем соответствует действительности. Уже с середины 20 века ученые знали, что Млечный Путь имеет  S-образный искривленный вид, а последующие исследования показали, что эта особенность характерна и для других спиральных галактик.

Искривление в спиральной галактике под названием ESO 510-613. Source: NASA and The Hubble Heritage Team/Wikimedia Commons

 

Более того, другое исследование, опубликованное в журнале Nature, предполагает, что этот феномен Млечного Пути может быть вызван галактиками-спутниками, а именно большим и малым Магеллановыми облаками - двумя карликовыми галактиками, которые, как считается, вращаются вокруг Млечного Пути. Авторы утверждают, что эти две карликовые галактики могут притягивать темную материю нашей галактики, создавая след, который усиливает их гравитационное влияние на диск и вызывает искривление.

Млечный Путь - галактика-каннибал?

Слияние галактик - обычное явление, и исследования показывают, что 5-25% галактик в любой момент времени находятся в процессе слияния. Млечный Путь - продукт прошлых слияний, и через миллиарды лет Млечный Путь сольется с галактикой Андромеды, образовав в итоге одну большую галактику.

Изучая данные, полученные с помощью космического телескопа Gaia ( Global Astrometric Interferometer for Astrophysics) Европейского космического агентства, ученые обнаружили, что в Млечном Пути существует два различных набора звезд. Один набор состоит из "более красных звезд", которые, как считается, сформировались в более крупной, богатой металлами галактике ("металл" и "металличность" в астрофизике означает любые химические элементы тяжелее водорода или гелия), а другой набор - из "более голубых звезд", которые могли возникнуть в меньшей, бедной металлами галактике.

Эти данные позволяют предположить, что нынешний Млечный Путь сформировался, когда он поглотил меньшую галактику, называемую Гайя-Энцелад. Даже в настоящее время Млечный Путь притягивает звезды из карликовой сфероидальной галактики Канис Майор и карликовой сфероидальной галактики Стрелец, которые являются ближайшей и второй ближайшей галактиками к Млечному Пути соответственно. Следующими "на обед" попадут Большое и Малое Магеллановы облака.

Наша галактика состоит из загадочных космических пузырей

"Пузырь Ферми", обнаруженный в центре Млечного Пути. Source: NASA's Goddard Space Flight Center/Wikimedia Commons

 

Космическая обсерватория Ферми была запущена в космос в июне 2008 года для проведения наблюдений за гамма-излучением. В 2010 году наблюдения с помощью телескопа помогли обнаружить ранее неизвестные гигантские сферические структуры из газа и магнитных полей, выходящие из центра Млечного Пути. Эти структуры протянулись на 25 000 световых лет выше и ниже плоскости галактики и были названы "пузырями Ферми".

Исследование, опубликованное в Университете Китайской академии наук, предполагает, что эти пузыри могли образоваться из-за огромного количества энергии, высвобождаемой из Стрельца А*, черной дыры в центре нашей Галактики.

Астрономы предполагают, что возраст нашей Вселенной составляет 14 миллиардов лет, тогда как Млечный Путь существует уже около 13,6 миллиарда лет, что делает его одной из самых древних галактик нашей Вселенной. Млечный Путь, в котором находятся миллиарды звезд и планет, также постоянно находится в движении, перемещаясь со скоростью около 130 миль в секунду (210 километров в секунду). Однако, несмотря на его огромные размеры и множество загадок, наше понимание его происхождения и природы постоянно расширяется.