Что такое галактика Млечный Путь?
Здравствуйте, уважаемые посетители моего маленького сайта!
Сегодня я вам расскажу что такое галактика Млечный Путь.
Думаете ли вы о Млечном Пути как о звездной полосе на темном ночном небе?
Или вы думаете об этом как о большой спиральной галактике в космосе?
Оба варианта правильны.
И оба относятся к нашей родной галактике, нашему местному острову в огромном океане вселенной, состоящем из сотен миллиардов звезд, одной из которых является наше Солнце.
Давным-давно каждый в мире мог видеть темное, усыпанное звездами небо, когда смотрел в небо ночью, а не затемняющее сияние городских огней.
В те древние времена люди смотрели на звездное небо и видели призрачную полосу света, проходящую по небу от горизонта до горизонта.
Эта изящная дуга света двигалась по небу в зависимости от времени года.
Самые случайные наблюдатели за небом могли бы заметить, что части полосы скрыты тьмой, которая, как мы теперь знаем, представляет собой огромные облака пыли.
Майкл Зубер поймал яркие планеты Юпитер и Сатурн — над зданием на этом фото — рядом со звездной полосой Млечного Пути, из Терлингуа, штат Техас, 11 ноября 2020 года. Спасибо, Майкл.
Мифы и легенды выросли в разных культурах вокруг этого таинственного явления в небесах.
Каждая культура объясняла эту полосу света в небе в соответствии со своими представлениями.
Для древних армян это была солома, рассыпанная по небу богом Ваагном.
В восточной Азии это была Небесная Серебряная Река.
Финны и эстонцы видели в нем Путь птиц.
Между тем, поскольку в западной культуре доминировали легенды и мифы сначала древних греков, а затем римлян, именно их интерпретации передавались большинству языков.
И греки, и римляне видели в звездной полосе молочную реку.
В греческом мифе говорится, что это молоко из груди богини Геры, божественной жены Зевса.
Римляне видели реку света как молоко их богини Опс.
Так было завещано имя, под которым сегодня мы знаем эту призрачную дугу, протянувшуюся по небу: Млечный Путь.
Уильям Мате (William Mathe) сделал это изображение 15 августа 2020 года и написал: «Поднялся на вершину национального парка Роки-Маунтин в Колорадо… чуть ниже 12 000 футов. Был встречен бушующим лесным пожаром примерно в 10 милях к западу… задержался достаточно долго, чтобы сделать пару снимков Млечного Пути. Вы можете видеть коричневые клубы дыма, висящие в долине под выступом скалы, на котором я сидел». Спасибо, Уильям.
Когда вы стоите под совершенно темным звездным небом, вдали от светового загрязнения, Млечный Путь кажется облаком над космосом.
Но это облако не дает ни малейшего представления о том, чем оно является на самом деле.
До изобретения телескопа ни один человек не мог знать природу Млечного Пути.
Просто наведите даже небольшой телескоп в любом месте по его длине, и вы будете вознаграждены прекрасным зрелищем.
То, что невооруженному глазу кажется облаком, превращается в бесчисленные миллионы звезд, удаленность и относительная близость которых друг к другу не позволяют нам различать их по отдельности одним лишь глазом.
Точно так же дождевое облако выглядит сплошным в небе, но состоит из бесчисленных капель воды.
Звезды Млечного Пути сливаются в единую полосу света.
Но в телескоп мы видим Млечный Путь таким, какой он есть на самом деле: спиральным рукавом нашей галактики.
Мы не можем выбраться за пределы Млечного Пути, поэтому нам приходится полагаться на концепции художников, чтобы показать нам, как это может выглядеть. Большая оранжево-желтая клякса в нижней части изображения представляет собой сильно прославленное изображение нашего солнца, показывающее его примерное положение относительно центра.
Таким образом, мы приходим ко второму ответу на вопрос, что такое Млечный Путь?
Для астрономов это имя, данное всей галактике, в которой мы живем, а не только той ее части, которую мы видим в небе над собой в виде реки света.
Если это кажется запутанным, мы должны признать, что наша галактика должна иметь имя.
Многие другие галактики обозначаются каталожными номерами, а не именами, например, Новый общий каталог, впервые опубликованный в 1888 году, в котором каждому просто присваивается порядковый номер.
Более поздние каталожные номера содержат гораздо более полезную для астрономов информацию, например, местонахождение галактики на небе и во время какого обзора она была обнаружена.
Более того, галактика может появиться более чем в одном каталоге и, таким образом, иметь более одного обозначения.
Например, галактика «NGC 2470» также известна как «2MFGC 6271».
Эти обозначения галактик, безусловно, неромантичны, поскольку они не соответствуют ослепительной красоте объектов, к которым они привязаны.
Но другие галактики, особенно более яркие и близкие галактики, которые в телескоп кажутся чем-то большим, чем просто расплывчатые пятна света, были названы астрономами 17 и 18 веков в зависимости от их внешнего вида: Вертушка (the Pinwheel), Сомбреро (the Sombrero), Подсолнух (the Sunflower), Тележка (the Cartwheel), Сигара (the Cigar) и так далее.
Эти названия были присвоены галактикам задолго до того, как появились какие-либо систематические обзоры неба, которые сделали необходимым использование числовых систем маркировки из-за огромного количества галактик, обнаруженных в ходе обзоров.
Со временем галактики с такими описательными метками были включены в различные каталоги, но многие из них до сих пор известны под своими именами.
Наша собственная галактика не фигурирует ни в одном указателе галактик.
Была, однако, потребность в имени для обращения к нему.
Поэтому мы называем ее «Млечный Путь», а не «галактика» или «наша галактика».
Так что это имя относится как к этой реке света по небу, которая является частью нашей галактики, так и к галактике в целом.
Когда это имя не используется, астрономы называют ее заглавной буквой G (Галактика), а все остальные галактики — строчной буквой g.
В представлении этого художника о Млечном Пути положение солнца показано под центральной перемычкой, на внутренней стороне Рукава Ориона (названного его слегка устаревшим названием, Отрог Ориона). Рукав Ориона находится между Рукавом Стрельца и Рукавом Персея.
Наша Солнечная система расположена примерно на 2/3 пути от галактического центра к краю галактики.
На самом деле мы находимся в 26 000 световых лет от центра, или в 153 000 триллионов миль (246 000 триллионов км).
Под звездами мы можем смотреть в центр галактики, а можем смотреть в другом направлении, к краю.
Когда мы смотрим на край, мы видим спиральный рукав Млечного Пути, известный как Рукав Ориона-Лебедя (или шпора Ориона): река света по небу, породившая так много древних мифов.
Солнечная система находится как раз на внутреннем краю этого спирального рукава.
Если мы посмотрим в другом направлении, то естественно ожидать, что сможем увидеть центр галактики, который находится в созвездии Стрельца.
Но, к сожалению, мы не можем этого видеть.
Центр Галактики скрыт от нас за обширными облаками темного газа, которые не могут разглядеть телескопы, работающие в видимом свете.
Только в последние десятилетия астрономы смогли проникнуть сквозь этот пыльный туман с помощью инфракрасных телескопов и раскрыть то, что на протяжении всей истории человечества было скрыто.
С этими новыми дополнениями к арсеналу инструментов астрономов изучение около 100 звезд в галактическом центре показало, что эти гигантские облака темной пыли скрывают чудовище: черную дыру, обозначенную как Стрелец A*, с массой в четыре миллиона массы нашего солнца.
Млечный Путь, видимый при разном освещении, то есть при разных длинах волн света. Самый знакомый вид — тот, что виден в оптическом свете, это третье изображение снизу. Здесь большая часть галактики закрыта газовыми облаками (темными областями). Но посмотрите в том же направлении в инфракрасном свете, и вы сможете увидеть сквозь облака (4-е, 5-е и 6-е изображения снизу)!
Наша галактика Млечный Путь — одна из миллиардов во Вселенной.
Мы не знаем точно, сколько галактик существует: современная оценка значительно увеличивает предыдущие подсчеты до 2 триллионов.
Млечный Путь составляет примерно 100 000 световых лет в поперечнике, или 600 000 триллионов миль (950 000 триллионов км).
Мы не знаем ее точного возраста, но предполагаем, что она возникла в очень ранней Вселенной вместе с большинством других галактик: примерно через миллиард лет после Большого взрыва.
Оценки того, сколько звезд живет в Млечном Пути, весьма разнятся, но кажется, что это где-то между 100 миллиардами и вдвое больше этой цифры.
Почему так много различий?
Просто потому, что очень трудно сосчитать количество звезд в галактике с нашей точки зрения здесь, на Земле.
Представьте, что вы находитесь в переполненной комнате, полной людей, и пытаетесь сосчитать их, не имея возможности передвигаться по комнате.
С того места, где вы стоите, все, что вы можете сделать, это сделать оценку, потому что те люди, которые находятся дальше от вас, скрыты теми, кто ближе.
Вы даже не можете увидеть, какого размера и формы комната — ее стены скрыты от вас массой людей.
Точно так же и с нашей позиции в галактике.
Именно эта неспособность увидеть структуру Млечного Пути из нашего местоположения внутри него означала, что на протяжении большей части истории человечества мы даже не осознавали, что живем внутри галактики.
В самом деле, мы даже не представляли себе, что такое галактика: огромный город звезд, отделенный от других еще большими расстояниями.
Без телескопов большинство других галактик на небе были бы невидимы.
Невооруженным глазом можно увидеть только три из них: из Северного полушария мы можем видеть только галактику Андромеды, также известную как M31, которая находится примерно в двух миллионах световых лет от нас и которая на самом деле является самым дальним объектом, который мы можем увидеть одними глазами, под темным небом.
В небе Южного полушария есть Малые и Большие Магеллановы Облака, две аморфные карликовые галактики, вращающиеся вокруг нашей собственной.
Они намного больше и ярче в небе, чем M31, просто потому, что они намного ближе.
Галактика Андромеды (M31) — ближайшая к Млечному Пути крупная галактика. Это видно здесь с двумя галактиками-спутниками: M32 — компактный нечеткий объект, расположенный справа от центра Галактики Андромеды, а M110 — более протяженный туманный объект в левом верхнем углу ядра центральной галактики.
Большое и малое Магеллановы облака над Параналем в Чили. Это галактики-спутники Млечного Пути, видимые только из Южного полушария.
До 1910-х годов существование других галактик не подтверждалось наблюдениями.
Те нечеткие пятна света, которые астрономы видели в свои телескопы, долгое время считались туманностями, огромными облаками газа и пыли рядом с нами, а не другими галактиками.
Но концепция других галактик родилась раньше, в начале и середине 18 века, шведским философом и ученым Эмануэлем Сведенборгом (Emanuel Swedenborg) и английским астрономом Томасом Райтом (Thomas Wright), которые, по-видимому, задумали эту идею независимо друг от друга.
Опираясь на работу Райта, немецкий философ Иммануил Кант (Immanuel Kant) называл галактики «островными вселенными».
Первое наблюдательное свидетельство было получено в 1912 году американским астрономом Весто Слайфером (Vesto Slipher), который обнаружил, что спектры измеренных им «туманностей» смещены в красную сторону и, таким образом, находятся намного дальше, чем считалось ранее.
А затем Эдвин Хаббл (Edwin Hubble) за годы кропотливой работы в обсерватории Маунт-Вильсон в Калифорнии в 1920-х годах подтвердил, что мы не живем в уникальном месте: наша галактика — всего лишь одна из, возможно, триллионов.
Хаббл пришел к этому пониманию, изучая тип звезды, известной как переменная цефеида, которая пульсирует с регулярной периодичностью.
Внутренняя яркость переменной цефеиды напрямую связана с периодом ее пульсации: измеряя, сколько времени требуется звезде, чтобы стать ярче, потускнеть и снова стать ярче, вы можете рассчитать, насколько она яркая, то есть сколько света она излучает.
Следовательно, наблюдая, насколько ярким он кажется с Земли, вы можете рассчитать его расстояние, точно так же, как вид далеких автомобильных фар ночью может сказать вам, насколько далеко находится автомобиль от того, насколько яркими кажутся вам его огни.
Вы можете судить о расстоянии до автомобиля, потому что знаете, что все автомобильные фары имеют примерно одинаковую яркость.
Примером переменной звезды-цефеиды является RS Puppis. Ее яркость меняется почти в 5 раз каждые 40 дней.
Одним из величайших достижений Эдвина Хаббла было обнаружение переменных цефеид в M31, галактике Андромеды.
Сгорбившись под окуляром огромного телескопа Хукера в холодном ночном воздухе, Хаббл неоднократно фотографировал его, в конце концов обнаружив то, что искал в этой далекой спирали: звезды, яркость которых менялась в течение определенного периода времени.
Выполняя расчеты, Хаббл понял, что М31 совсем не астрономически близка к нам.
Она находится на расстоянии 2 миллионов световых лет.
Это галактика, подобная нашей, которая долгое время считалась в три раза больше Млечного Пути, но теперь считается, что она примерно такого же размера.
Хаббл, для которого это открытие, должно быть, стало монументальным потрясением, предположил, что наша галактика ничем не отличается от M31 и других, которые он наблюдал, тем самым отводя нам меньшее место во Вселенной.
Это было таким же большим откровением и умалением нашего положения во вселенной, как когда люди пришли к пониманию того, что Земля не является центром вселенной: что мы, наряду с другими планетами, которые мы видим, вращаются вокруг Солнца.
Мы не живем в особом или привилегированном месте.
Вселенная не имеет любые точки обзора, которые превосходят другие.
Где бы вы ни были во Вселенной и не посмотрели на звезды, вы увидите одно и то же.
Ваши созвездия могут быть разными, но независимо от того, в каком направлении вы смотрите, вы видите галактики, уносящиеся от вас во всех направлениях по мере того, как Вселенная расширяется, увлекая за собой галактики.
До работы Слайфера и Хаббла (и других) мы не знали, что Вселенная расширяется, и потребовалось удивительно много времени, чтобы этот факт был принят астрономическим сообществом.
Даже Альберт Эйнштейн не поверил в это, внеся произвольную поправку в свои расчеты теории относительности, которая привела бы к статической, нерасширяющейся Вселенной.
Однако позже Эйнштейн назвал эту поправку величайшей ошибкой в своей карьере, когда наконец признал, что Вселенная расширяется.
Хотя Хаббл показал нам, что наша галактика — всего лишь одна из возможно триллионов галактик, это не сказало астрономам, как бы выглядел Млечный Путь, если бы вы увидели его снаружи.
Мы знали, что у него есть спиральные рукава: полоса света на небе была явным доказательством этого.
Но что касается того, сколько существует спиральных рукавов, или насколько велика галактика, или сколько звезд населяет ее, то в 1920-е годы на эти вопросы все еще не было ответа.
Потребовалась большая часть 20-го века после открытий Хаббла, чтобы собрать воедино ответы на эти вопросы путем сочетания кропотливой работы как с наземными, так и с космическими телескопами.
Итак, если бы можно было путешествовать за пределы нашей галактики, как бы это выглядело?
Стандартная аналогия сравнивает это с двумя жареными яйцами, склеенными спиной к спине.
Желток яйца называют «Галактическая выпуклость», огромный шар из звезд в центре, простирающийся выше и ниже плоскости галактики.
Сейчас считается, что Млечный Путь имеет четыре спиральных рукава, извивающихся из его центра, как рукава колеса Екатерины.
Но на самом деле эти рукава не сходятся в центре: несколько лет назад астрономы обнаружили, что Млечный Путь на самом деле представляет собой спиральную галактику с перемычкой, по центру которой проходит «полоса» из звезд, от которой на обоих концах отходят спиральные рукава.
Спиральные галактики с перемычкой не редкость во Вселенной, поэтому в нашей галактике, безусловно, нет ничего необычного.
Однако мы еще не понимаем, как формируется эта центральная полоса.
На этом изображении Хаббла показана галактика NGC 7773, пример спиральной галактики с перемычкой, которая, как считается, похожа на Млечный Путь. Его выпуклость вытянута в виде стержня, простирающегося до внутренних частей спиральных рукавов галактики. Астрономы считают, что полоса в центре галактики является признаком зрелости галактики. В более молодых спиральных галактиках центральные структуры с перемычкой встречаются не так часто, как в более старых спиральных галактиках.
Всего два года назад было сделано еще одно крупное открытие: Млечный Путь не является плоским звездным диском, а имеет «изгиб», пересекающий его в виде расширенной буквы «S».
Что-то деформировало диск.
На данный момент палец указывает на гравитационное влияние астрономически близкой карликовой галактики Стрельца, одной из примерно двадцати небольших галактик, которые вращаются вокруг Млечного Пути, как мотыльки вокруг пламени.
Поскольку галактика Стрельца медленно вращается вокруг нас, ее гравитация притягивает звезды нашей галактики, в конечном итоге создавая деформацию.
Эти карликовые галактики — не единственные астрономические объекты, связанные с нашими.
Млечный Путь окружен ореолом шаровых скоплений, скоплений звезд, похожих на нечеткие мячи для гольфа, содержащих около миллиона очень древних звезд.
Весьма вероятно, что мы продолжим делать более важные открытия о Млечном Пути.
Изучение его природы и происхождения ускоряется по мере появления новых астрономических инструментов, таких как орбитальный телескоп «Gaia» Европейского космического агентства, который создает трехмерную карту звезд нашей галактики с изысканной и совершенно беспрецедентной точностью: он стремится нанести на карту миллиард из них.
Данные «Gaia» позволяют астрономам видеть, где находятся звезды, в каком направлении они движутся и с какой скоростью.
Эта невероятная карта уже раскрывает ранее неизвестные особенности нашей галактики: открытие искривления галактики «Gaia» — одна из таких особенностей.
Это чрезвычайно захватывающее время для изучения нашей галактики, и сделанные открытия рассказывают нам так много не только о нашей собственной галактике, но и о других спиральных галактиках.
Составное изображение орбитального телескопа «Gaia», отображающее звезды Млечного Пути.
Все это далеко от того, что тысячи лет назад наши предки приписывали фантастических зверей и богов той таинственной полосе света, которую они видели, когда стояли в страхе под звездным небом.
Итог: наша галактика, Млечный Путь, намного больше, чем мы можем увидеть с Земли без инструментов.
Здесь мы рассмотрели происхождение названия, структуру и увлекательную историю того, как наши знания о нашей собственной галактике развивались на протяжении веков и продолжают развиваться сегодня.
Если у вас остались вопросы или вы хотите оставить комментарий по этой статье - напишите его в разделе комментариев ниже.
До скорых встреч! Заходите!
