Открылась бездна, звёзд полна
Звездам числа нет, бездне - дна. ( М. Ломоносов )
Наше Солнце, как и другие - более 300 млрд звёзд, вращается вокруг центра галактики Млечный Путь
на расстоянии около 27100 свет. лет от её центра по несколько наклонённой орбите к плоскости спи- рального диска со скоростью около 240-250 км/с, делая полный оборот примерно за 200 миллионов лет.
Ещё 20 миллионов лет назад Солнечная система располагалась на высоте около 100 парсек или 326 св.лет над экваториальной плоскостью Млечного Пути - тогда вселенная с её бесчисленными галак- тиками была видна намного лучше, чем сейчас. Теперь от плоскости галлактического экватора нас отде-
ляет лишь 49 световых лет. Диаметр диска Галактики составляет около 100 тыс. св. лет. ( но внешний
разряженный газовый шлейф простирается и дальше ), размер ядра галактики ( балдж ) ~ 5 на 10 тыс.
св. лет, толщина галактического диска Млечного Пути - составляет всего ~1-2 тысячи световых лет,
что примерно в 90-100 раз меньше диаметра галактического диска.
Вне плоскости диска галактики (гало) также находятся звёзды - это в основном более старые звёзды, но их плотность значительно ниже, кроме того здесь много небольших шаровых звёздных скоплений (око- ло 20000 ), плотность звёзд в них выше чем в галактическом диске ( их число может достигать от десят- ков до 1000 в каждом скоплении ). Возраст нашей галактики около 12 млрд. лет.
В центре Галактики расположена гигантская черная дыра, масса которой в 4,3 млн. раз больше массы
нашего Солнца. Однако, сама «дыра» не видна, но видны окружающие её звезды, вращающиеся вокруг
неё с огромными скоростями - более 1000 км/с. В мощные телескопы можно также разглядеть аккреци-
онный диск и едва заметную внешнюю оболочку излучаемых черной дырой частиц высокой энергии.
Снимок центральной части нашей галактики ( в рентгене )
Размеры нашей наблюдаемой Вселенной до сих пор точно не определены. В самые мощные телескопы мы можем разглядеть звёздные объекты удалённые от нас на расстояние ~ 12-13 млрд световых лет,
приблизительно таков и возраст нашей Вселенной. Учёные считают что существуют и более дальние,
а значит и более древние объекты, но мощность современных телескопов ещё не позволяет их разглядеть.
По созданным космологическим моделям возраст Вселенной - около 14 млрд св. лет. А так как она
постоянно расширяется ( с момента Большого взрыва ), то её истинные размеры могут быть значитель-
но больше ( в ~250-300 раз ). Всвязи с ограничением распространения скорости света мы видим
окраины Вселенной совсем не так как они выглядят сейчас, а лишь отражение структур и объектов
далекого прошлого, из которых сформировался современный мир, большая часть которого скрыта от
нас за оболочками световых горизонтов глобальной вселенной..
Проблема определения возраста и раз-меров Вселенной связана с неточностью
определения больших расстояний. При
этом вычисление космологических рас-
стояний разными методами заметно
отличается.. Метод определения расстояний по пере- менным звёздам (цефеидам) в звёздных
скоплениях, метод звёздного параллакса,
измерение постоянной Хаббла, исследо-
вание светимости квазаров и сверхновых
звёзд, пока все эти методы определяют
размерности нашей Вселенной с точностью
около 20%.
Последние исследования вакуума
( основной составляющей мирового
пространства ) свидетельствуют о его
влиянии на световой спектр и величину
постоянной Хаббла, в результате рас-
стояние до окраин нашей Вселенной т.е.
её радиус может быть больше, чем мы
считаем.
Если принять диаметр Вселенной около
30 млрд св.лет, то он составит около
300 000 дисков Млечного Пути..
Спиральные рукава и другие структуры диска галактики, заполненные межзвёздным газом и
пылью заслоняет от нас внешнюю Вселенную с её сотнями миллиардов других галактик. Это
также затрудняет изучение структуры нашей галактики, и особенно её ядра. Поэтому, чтобы
понять как устроен Млечный Путь ученые сравнивают его с другими подобными спиральными
галактиками и на основе полученных данных создают новые более детальные модели ..
Сначала полагали, что спиральные рукава - естественные нитевидные образования галактики за счёт разной скорости вращения её внешних и внутренних областей. Сопоставив время образования спи- рали (~ 100 млн лет ) и время эволюции галактики ( около 12 млрд лет ) учёные получили порядка
сотни спиральных витков, что в реальности мы не наблюдаем. А значит спирали галактики имеют
другую природу формирования. Спирали не вытягиваются, поскольку состоят не из одних и тех же
звезд. Поток этих звёзд идет сквозь все рукава галактики, подобно гигантским волнам. Когда звёзды
движутся по своим круговым орбитам, попадая в рукава, они сближаются теснее. Когда звезды выхо-
дят из рукавов, расстояние между ними увеличивается. Таким образом, спиральные рукава являются
подобием гравитационных волн грандиозных размеров с яркими областями повышенной плотности
звёзд, но одновременно в них возрастает и плотность межзвёздного газа, что значительно ускоряет
процесс звёздообразования в области рукавов. Все эти процессы растянуты на десятки и сотни
миллионов лет, поэтому мы не можем видеть их в динамике..
Структура галактики M88 похожа на нашу галактику
10000 свет.лет 1Кпарсек=3260 свет.лет
Гигантские облака ионизованного водорода ( на схеме синие точки разного размера ), которые хорошо очерчивают спиральные рукава. Вытянутыми прямоугольниками показаны направления, в которых луч зрения проходит по касательной к спиралям (здесь радиоизлучение наибольшей интенсивности). Колеч- ко, символизирующее Солнце, в масштабе этого изображения соответствует размеру 2000 св. лет - при- мерно такой размер Местной системы звезд. Крестик - положение центра Галактики, стрелка - направ- ление ее вращения. 1 - рукав Персея, 2 - рукав Киля-Стрельца, 3 и 4 - два внутренних рукава. Рукав Ориона-Лебедя не показан, т.к. он не принадлежит к числу основных. Согласно этой модели га- лактика имеет четыре основных спиральных рукава, но полного согласия по этому вопросу пока нет, т.к. данные о структуре галактики на противоположной стороне неполны.
Наше Солнце - жёлтая звезда Главной Последовательности, находится на окраине рукава Ориона на- шей галактики. В нём огромноге количество разнообразных звёзд, среди них в одном направлении от Солнца в созвездии Ориона находятся красный сверхгигант Бетельгейзе (на расстоянии 428 св. лет) и голубой сверхгигант Ригель ( 773 св. лет от нас), в почти противоположном направлении в созвездии Лебедя - белый сверхгигант Денеб ( удалённый на 3229 св. лет) и оранжевый гигант Альбирео ( 386 св. лет), который со своим спутником образует яркую двойную звезду. Наш рукав Ориона находится между рукавами Стрельца ( ближе к центру галактики ) и Персея ( с внешней стороны галактики ).
Сверхскопление галактик в Геркулесе, расстояние 700 млн св.лет
Суперскопление галактик Персей-Печь ( около 1000 галактик ), до которого около 300 миллионов свето- вых лет и Великий Аттрактор ( более 600 галактик ). Гравитационное состязание этих сверхмасс глав- ным образом ответственно за движение нашей весьма скромной Местной Группы, в которую помимо Млечного Пути входят ещё две спиральных галактики - Туманность Андромеды (М31), галактика М33 в созвездии Треугольника (расположена недалеко от M31), и связанные с нашей галактикой две галак- тики неправильной формы - Большое и Малое Магеллановы Облака (на расстоянии 168 и 200 тыс. све- товых лет ) и другие меньшие по размерам "карликовые" галактики. Всего около 50 галактик. Большая
часть из них - карликовые, а некоторые ещё даже не открыты. Диаметр нашей Группы галактик ( мета-
галактики ) составляет около 6 млн. световых лет. Фото некоторых ближайших галактик смотрите
здесь - robgendlerastropics.com /galaxies.html
Туманность Андромеды и Млечный Путь являются доминирующими галактиками в Местной Группе, причём Туманность Андромеды, от которой свет до нас летит 2,5 миллионов лет больше нашей галак- тики, однако плотность вещества в ней меньше - видимо, вследствии поглощения ею другой малой галактики. Об этом также свидетельствует её двойное ядро. Самый большой по размерам объект Мест- ной Группы - это М31. Но вот какая из систем больше по массе - Млечный Путь или Туманность Андромеды, пока неясно. Вплоть до недавнего времени астрономы полагали, что последняя превос- ходит нашу Галактику и по массе, но работы американских ученых М. Уилкинсона и Н. Эванса 1999- -2000 г. заставили ученых в этом усомниться. Анализируя динамику спутников нашей Галактики и М31, они оценили массу Млечного Пути в 1.9 триллионов масс Солнца, а массу М31 - в 1.2 трлн. масс Солнца. Две самых крупных галактики в нашей местной Группе сближаются друг с другом со скоростью около 120 км/с, и спустя около 4 миллиардов лет они должны испытать слияние и в конечном итоге образовать одну большую эллиптическую галактику. Хотя реально столкнуться могут лишь ядра галактик, но столкновения какой то, хоть и незначительной, части звёзд, видимо, так же неизбежны. При тесном
сближении большого числа звезд их внешние планеты могут заметно изменить свои орбиты или вообще
покинуть свою звезду, что может вызвать ряд достаточно крупных катаклизмов в уже давно сформиро-
вавшихся системах. Скорости звёзд внутри обоих галактик могут быть в 2-3 раза больше скорости сбли-
жения самих галактик, к тому же их галактические диски движутся под разными углами относитель-
но друг друга. Вокруг галактик есть достаточно массивные коконы из темной материи и других ещё плохо
изученых структур, которые при слиянии будут играть важную роль, определяя наиболее рациональные
траектории движения всех составляющих структур двух соприкасающихся дисками галактик. Через 200 млн. лет наша галлактика также должна полностью поглотить галактику Стрельца присоеди-
нив к себе около 10 миллионов звёзд. Так что слияние галактик это естейственный процесс в ходе эволюции Вселенной и ученые исследуют этот процесс на примере других удаленных от нас галактик.
Большое Магелланово облако расположено в созвездии Золотой Рыбы, его звездная величина чуть превосходит 0. Эта галактика является прекрасным объектом для наблюдения звезд вне нашей звезд- ной системы (т.к. является ближайшей к нам). Её размер 40 тысяч световых лет, а масса в 15 раз мень- ше массы нашей Галактики. В этой галактике находилась самая яркая по светимости из известных звёзд - S Золотой Рыбы. Эта звездочка, видимая у нас как звезда 6 звездной величины, в миллион раз ярче Солнца. Хотя это первенство в 1997 году перешло к звезде Пистолет в созвездии Стрельца. Та еще в 10 раз ярче и принадлежит нашему Млечному Пути.
Большое Магелланово Облако имеет структуру, близкую к пересеченным спиральным галактикам. В галактике есть все те типы звезд, которые известны в Млечном Пути. Здесь есть один из ярчайших сре- ди известных газопылевой комплекс - Туманность Тарантул, район бурного звездообразования. Если поместить ее на место Туманности Ориона, нашего галактического чемпиона, то предметы безлунной зимней ночью отбрасывали бы тень. Кроме того, Большое Магелланово Облако прославилось в конце восьмидесятых. Здесь произошла ярчайшая из наблюдавшихся в новой истории вспышка сверхновой - SN1987а. Несмотря на удаленность, в максимуме сверхновая достигла блеска 2,8.
Малое Магелланово Облако в 3 раза меньше Большого и тоже напоминает собою пересеченную спи- ральную галактику. Впрочем, некоторые астрономы прямо к таковым и относят оба Магелланова Обла- ка. Видимая звездная величина Малого Облака составляет 2,3. Оно расположено в созвездии Тукана, что по соседству с Золотой Рыбой. Судя по тому, что Магеллановы Облака погружены в общую газовую оболочку, они находятся в тесном гравитационном взаимодействии. Упомянутая газовая среда перерас- тает в весьма плотную перемычку между галактиками. Видимо, обеим звёздным системам приходится "выносить" еще большее гравитационное воздействие со стороны гиганта Млечного Пути. Наверное, именно поэтому они не могут быть "более спиральными", но возможно могли быть такими в прошлом. Если говорить о неправильных галактиках, то Магеллановы Облака являются наибольшими их пред- ставителями.
anzwers.org//universe/virgo.html
