Галактика млечный путь строение положение солнечной системы в ней – Млечный Путь — История открытия, какую форму имеет Млечный Путь, структура, место Солнца в галактике, расположение звезд, как будет выглядеть смерть Млечного Пути

Галактика – «Млечный путь»

В начале галактика представляет собой медленно вращающееся газовое облако. Под действием собственной гравитации облако сжимается (коллапсируется), входе коллапса рождаются новые звезды. Выделяют галактики эллиптические, спиральные и неправильные.

Наша галактика (Млечный Путь) является спиральной галактикой. Это гигантская звездная система (200 млрд. звезд), которая представляет собой тонкий диск с утолщением в центре – гало. Она образовалась  13 млрд. лет назад. Молодые звезды сконцентрированы в достаточно тонком диске, а старые – в сферическом объеме. Эти две подсистемы движутся с различными скоростями и имеют различный состав. Диаметр диска  100 000 световых лет, а толщина – 30 000 световых лет. Наша галактика напоминает живой организм, обладает своим внутренним обменом веществ (космическим метаболизмом). Различные объекты галактики тесно связаны между собой и находятся в процессах непрерывного взаимодействия на всех уровнях иерархий подсистем галактики.

На рисунке 17 представлена наша спиралевидная галактика, где видно, что наше Солнце вместе с системой планет находится на краю диска.

Рис.17. Схема положения Солнечной системы в Галактике и направления движения Солнца и Галактики относительно реликтового излучения

Солнечная система

В Солнечной системе все планеты по физическим характеристикам подразделяются на планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и группу планет-гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Рис.18. Планеты Солнечной системы

Внутреннее строение планет земной группы приведено на рис. 19, а параметры планет Солнечной системы – в табл.8.

Рис.19. Внутреннее строение планет земной группы

Таблица 8

Солнечная система

Планета	Период обращения вокруг Солнца, лет	Масса, о.е	Радиус о.е.	Сутки	Спут-ники, кол-во	Расстояние до Солнца, астрон. ед.
Меркурий	0,24	0,06	0,38	56,7дн	0	0,4
Венера	0,62	0,82	0,95	243 дн	0	0,7
Земля	1	1	1	1дн.-23.93 ч	1	1
Марс	1,88	0,11	0,53	24,6 ч	2	1,6
Юпитер	11,86	317,8	11,2	9,8 ч	16	5,2
Сатурн	29,46	95,1	9,42	10,7 ч	20	10,0
Уран	84,01	14,5	4,10	17,24 ч	15	19,6
Нептун	164,8	17,2	3,88	16,1 ч	8	38,8
Плутон	247,7	0,002	0,18	6,4 дн	1	77,2

3.4.3. Макромир

Макромир включает в себя индивида, популяции, виды, сообщества и биосферу.

Земля оказывает влияние и на окружающее пространство.

Радиус гравитационной сферы влияния Земли может быть представлен либо как расстояние, на котором могут двигаться объекты, оставаясь спутниками Земли (1 500 000 км), либо – как радиус сферы, в которой земное притяжение больше притяжения Солнца (2 600 000 км).

Таблица 9

studfiles.net

Новая сущность. Часть 9. Место Солнца в Галактике

    Млечный путь и наше место в нем

    «К какому хаббловскому типу относится наша Галактика? То, что она, скорее всего, спиральная, подозревалось давно, но для доказательства долго не хватало наблюдательных фактов. Сто лет назад было известно следующее: мы живем в гигантской звездной системе, насчитывающей сотни миллиардов звезд, эта система, грубо говоря, имеет вид сплюснутого диска поперечником около 30 кпк (100 тыс. световых лет). Центр системы находится в созвездии Стрельца.

    Солнце располагается довольно далеко от центра системы, зато почти точно в плоскости галактического экватора. Последнее обстоятельство не должно нас радовать, поскольку именно в экваториальной плоскости Галактики находятся плотные пылевые облака. Для внегалактических объектов давно известна «зона избегания», простирающаяся градусов на 20 в обе стороны от галактического экватора, — другие галактики в этой зоне практически не наблюдаются.

    Не потому, что их там нет, а потому, что увидеть их мешает пыль. Поглощение света в пылевом слое Галактики чудовищно, поэтому «дальнозоркость» самых крупных оптических телескопов вблизи галактического экватора невелика. Поперек пылевого слоя или под заметным углом к нему — иное дело.

    Здесь свет хотя и ослабляется пылью, но далеко не так сильно.     В итоге мы не можем видеть (в оптическом диапазоне) центр Галактики. Тем более мы не можем рассмотреть спиральные рукава Галактики — по той же причине, по которой нельзя увидеть звуковую дорожку на старой виниловой грампластинке, если держать ее к себе строго ребром. В финале знаменитого романа И.А. Ефремова «Туманность Андромеды» земляне получают от разумных обитателей Большого Магелланова Облака замечательный подарок — снимок нашей Галактики со стороны упомянутого БМО. И хотя наша Галактика снята «из неудобного поворота», ценность такого подарка чрезвычайно велика.     Но пока — увы — нам ничего не известно ни о существовании внегалактических цивилизаций, ни об их готовности вступить с нами в контакт. Поскольку множественность цивилизаций во Вселенной вообще не доказана, разумнее не ждать подарков от добрых и бескорыстных «андромедян», а искать ответы самим. Они нашлись главным образом с помощью инфракрасной и радиоастрономии.     Нельзя сказать, что пылевая материя совсем уж прозрачна для электромагнитных волн инфракрасного диапазона, однако их поглощение в ИК-диапазоне значительно меньше, чем в оптическом. Используя инфракрасные телескопы, мы можем видеть галактический диск практически насквозь, изучать ядро Галактики, обнаруживать внегалактические объекты, скрытые от нас толщей пылевого диска, и т. д. Однако это мало приближает нас к раскрытию спиральной структуры Млечного Пути.     Наличие спиральных рукавов удобнее фиксировать в радиодиапазоне. Известно, что в спиральных рукавах концентрируются не только группы молодых звезд, но и материя, идущая на их создание, — облака газа. Для простоты предположим, что газ состоит исключительно из водорода, имеющего, как известно, линию поглощения на волне 21 см.     Если газ движется относительно нас, то в соответствии с эффектом Доплера сдвинется и линия поглощения. Радиальная скорость каждого рукава относительно нас разная, следовательно, при наблюдении удаленного радиоисточника (например, пульсара, находящегося где-нибудь на краю Галактики) мы получим в его спектре несколько сдвинутых относительно друг друга линий поглощения водорода, и количество их будет равно количеству спиральных рукавов между радиоисточником и нами.     Реальная картина, конечно, много сложнее, но принцип ясен. Мы можем подсчитать количество спиральных рукавов в направлении на каждый удаленный радиоисточник, лежащий вблизи галактической плоскости. Точнее, мы можем лишь определить, сколько раз пришедшее к нам радиоизлучение пересекало рукава, но не можем сказать, сколько всего спиральных рукавов в Галактике — ведь какой-нибудь сильно закрученный рукав луч может пересечь и дважды.     У большинства спиральных галактик два рукава. У Туманности Треугольника (тип Sc) — три главных и еще с десяток обрывочных. У галактики М63, известной также под именем «Подсолнух», — десятки.     Но сколько рукавов у Млечного Пути? Например, если спектр удаленного источника имеет четыре провала вблизи длины волны 21 см, это может с равным успехом означать, что Галактика имеет либо 4 рукава, либо 2, но более длинных и более сильно закрученных. А может быть, более четырех, но менее закрученных?     Или всего-навсего один, но обернувшийся вокруг ядра 4 раза?     Эта проблема оказалась, мягко говоря, не из легких. Ключ к решению дали работы Вальтера Бааде на 100-дюймовом рефлекторе в 1945-1949 годах. Бааде установил, что в Туманности Андромеды в спиральных рукавах концентрируются прежде всего горячие звезды высокой светимости и эмиссионные туманности, а также пыль и сверхоблака неионизованного газа.     Теперь требовалось проделать огромную работу по определению расстояний до этих объектов в Млечном Пути — работа чрезвычайно трудная, скрупулезная и чреватая ошибками. Вдобавок зона, скрытая ядром Галактики, оставалась (и по-прежнему остается) недоступной — не зря она называется «Zona Galactica Incognita».     Тем не менее к настоящему времени астрономы рисуют спиральный узор Млечного Пути с большой степенью уверенности. Оказалось, что наша Галактика относится к типу SBb, имеет бар длиной 7-8 кпк, от каждого конца которого отходят по два спиральных рукава (всего, таким образом, их четыре) с углом закручивания 10-12 градусов. На нашу Галактику в целом похожа галактика М109.     Не исключено наличие кольца с диаметром, равным поперечнику бара. В обеих галактиках имеются «местные рукава» — ответвления от основных спиральных рукавов. В одном из таких рукавов-ответвлений на расстоянии около 8 кпк от центра Галактики и находится Солнце.     Итак, Млечный Путь — большая, но довольно типичная спиральная галактика. Как таковая она должна иметь 

два типа звездного населения — сферическую и плоскую подсистемы (прежде их называли звездным населением I и II типов соответственно). Выше мы уже указывали на то, что балджи спиральных галактик напоминают сплюснутые эллиптические галактики. Балджи состоят из звезд, большей частью старых, концентрирующихся к центру, что тоже роднит их с Е-галактиками. Балджи окружены обширными галактическими гало, являющимися их продолжением и также состоящими из звезд.     Гало Млечного Пути далеко простирается за его пределы — найдена, например, принадлежащая гало звезда, расстояние до которой оценивается в 400 тыс. св. лет. Форма гало — несильно сплюснутый сфероид. Концентрация звезд в нем ничтожна по сравнению с балджем и падает по мере приближения к краям гало. Можно представить себе, что мы увидели бы, будь Солнце одной из звезд гало!     Вряд ли наше ночное небо украшала бы хоть одна звезда, зато зрелище Галактики, раскинувшейся по всему небу, бесспорно, было бы самое что ни на есть феерическое.     Хотя, конечно, мы даже теоретически не могли бы находиться в гало. Ведь составляющие его звезды — субкарлики, родившиеся из бедной тяжелыми элементами газовой среды и заведомо не имеющие планет земного типа.     К сферической подсистеме относятся также некоторые переменные звезды, а главное, шаровые скопления, не обнаруживающие заметной концентрации к галактической плоскости, зато весьма сильно концентрирующиеся к центру. Млечный Путь окружен шаровыми скоплениями, словно роем мошкары. Всего в Галактике их насчитывается около 150, но, несомненно, открыты еще не все. Типичное шаровое скопление — это круглое или слегка сплюснутое сфероидальное образование, состоящее из старых звезд (субкарликов) и отличающееся от эллиптических галактик только размерами (от 11 до 590 пк) и количеством звезд.     В типичном шаровом скоплении находится 100 тыс. звезд, иногда несколько миллионов, тогда как в «нормальной» Е-галактике их по меньшей мере миллиарды.

     Шаровые скопления сыграли важную роль в открытии вращения Галактики. В 1925 году была установлена странная асимметрия в направлении движения шаровых скоплений: все они движутся в одну сторону, и скорости их при этом очень велики, по крайней мере в сравнении с собственными скоростями близких к Солнцу звезд, — порядка 200 км/с. Небольшая доля звезд также обладает высокими скоростями и показывает ту же асимметрию движения. Вскоре шведский астроном Б. Линдблад объяснил это тем, что две подсистемы звездного населения Галактики — сферическая и плоская — вращаются по-разному.

    Плоская — гораздо быстрее. Солнце, входящее в плоскую подсистему, движется по своей галактической орбите со скоростью несколько более 200 км/с. Таким образом, не шаровые скопления движутся «согласованно» и асимметрично, а движется Солнце!

 

    И точно так же быстро движутся звезды галактического диска, обращаясь вокруг центра Галактики. Полный оборот Солнце делает примерно за 200 млн лет.     Вообще ситуация с вращением спиральных галактик некоторое время оставалась непонятной: а в какую сторону они, собственно говоря, вращаются? Закручиваются при вращении спиральные ветви или, наоборот, раскручиваются? Бытовые соображения (например, наблюдение за водой, вытекающей в сливное отверстие ванны) говорили о том, что ветки, скорее всего, закручиваются, однако полной ясности все же не было. На первый взгляд, вопрос решался тривиально: надо взять спираль, повернутую к нам под острым углом, и получить спектр одного из его краев — направление доплеровского сдвига тотчас укажет направление вращения.     Однако не все так просто — мы ведь не знаем, «верхом» или «низом» к нам повернута галактика. Для решения этого вопроса пришлось искать такую галактику, У которой, во-первых, ясно различается спиральный узор, а во-вторых, не менее ясно видна экваториальная полоса пылевой материи. Только у такой галактики понятно, где «верх», а где «низ».     Когда искомая галактика была найдена, вопрос решился: галактики вращаются так, что их рукава закручиваются, а не раскручиваются. Здравый смысл, почерпнутый близ сливного отверстия ванны, победил.     Однако позвольте: ведь за время существования Галактики (не менее 12 млрд лет, по любым современным оценкам) спиральные ветви должны были закрутиться вокруг центра Галактики несколько десятков раз! А этого не наблюдается ни в других галактиках, ни в нашей. В 1964 году Ц. Лин и Ф. Шу из США, развивая идеи Б. Линдблада, выступили с теорией, согласно которой спиральные рукава представляют собой не некие материальные образования, а волны плотности вещества, выделяющиеся на ровном фоне галактики прежде всего потому, что в них идет активное звездообразование, сопровождающееся рождением звезд высокой светимости.     Вращение спирального рукава не имеет никакого отношения к движению звезд по галактическим орбитам. На небольших расстояниях от ядра орбитальные скорости звезд превышают скорость рукава, и звезды втекают в него с внутренней стороны, а покидают с внешней. На больших расстояниях все наоборот: рукав как бы набегает на звезды, временно включает их в свой состав, а затем обгоняет их.     Что до ярких ОВ-звезд, определяющих рисунок рукава, то они, родившись в рукаве, в нем и заканчивают свою короткую жизнь, попросту не успевая покинуть рукав.     О причине возникновения спиральных рукавов нельзя сказать ничего, кроме того, что рукава (а при некоторых начальных условиях и бары) возникают при численном моделировании рождения галактики всегда, если заданы достаточно большие масса и момент вращения. Попробуйте сами ответить на вопрос о причине возникновения медленно вращающихся спиральных волн вокруг уже упоминавшегося сливного отверстия в ванне. Вряд ли в голову придет что-либо, кроме глубокомысленного: «Турбуленция…» Само по себе это верно, но процессами, подобными турбуленции, ведают настолько специальные разделы математики, что описать в удобопонятных терминах, почему она возникает, мы не беремся. Отметим только, что турбулентность — не всегда хаос.     Сплошь и рядом она способна создавать структуры вроде конвективных ячеек (помните гранулы на поверхности Солнца?) или спиральных рукавов галактик.     Лишь в галактиках типа Sa (SBa) мы не видим фрагментации рукавов. В галактиках Sb (SBb) и Sc (SBc) рукава фрагментированы. Они фрагментированы и в нашей Галактике.     Клочковатость Млечного Пути, представляющего собой по сути ближайший к нам рукав, бросается в глаза и большей частью объясняется распределением вблизи Солнца облаков межзвездной пыли. Большей частью, но не полностью! Известны реальные звездные облака, молодые звезды в которых имеют генетическую связь друг с другом. Например, на расстоянии в 1,5 кпк от Солнца в направлении созвездия Стрельца находится компактное звездное облако размером около 50 пк.     Известны и значительно более крупные группировки молодых звезд, иногда достигающие размера в 1 кпк и содержащие миллионы звезд. Такие группировки — их характерный диаметр около 600 пк — называются звездными комплексами.     Звездные комплексы буквально нанизаны на спиральные рукава, как бусины на нить. Нет сомнения в том, что своим происхождением они обязаны втеканием в спиральный рукав большого количества газа и последовавшими за тем волнами звездообразования. Звездный комплекс содержит в себе большое количество рассеянных звездных скоплений, родившихся в результате гравитационного сжатия небольших по сравнению с размерами комплекса газово-пылевых облаков и насчитывающих от десятка до тысячи звезд, несколько звездных ассоциаций большего размера, а также один или несколько звездных агрегатов, под которыми понимаются большие полицентрические ассоциации вроде той, что наблюдается в Орионе. Разумеется, в том же объеме пространства находится множество более старых звезд, не обязанных своим рождением данному комплексу, а просто путешествующих сквозь него.     Одна из таких звезд нам хорошо известна — это Солнце.     Еще в 1879 году американский астроном Бенджамин Гулд обратил внимание на то, что яркие звезды на небе распределены не равномерно, а концентрируются в некоторую полосу или пояс. Не было бы ничего удивительного в том, если бы его плоскость совпадала с плоскостью Млечного Пути, но дело в том, что между ними угол в 18 градусов. Пояс Гулда представляет собой дискообразную структуру (точнее, грубый сплюснутый сфероид), центр которого лежит примерно в 150 пк от нас, диаметр оценивается в 750 пк, а возраст — в 30 млн лет.     Это типичный звездный комплекс, один из многих, и в него входит 60% ярких звезд нашего неба. Агрегат в Орионе с большим количеством молодых звезд и знаменитой туманностью тоже в него входит. Солнце с его орбитальной скоростью, не сильно отличающейся от скорости вращения спиральных рукавов, еще долго останется в пределах пояса Гулда.     На вопрос о том, вокруг чего происходит вращение всех подсистем Галактики, можно ответить так же тупо, как и на вопрос о происхождении рукавов: вокруг ядра. Но что такое галактическое ядро вообще и ядро нашей Галактики в частности?     Долгое время было ясно лишь то, что плотность звезд в ядре на порядки больше, чем в том относительном захолустье, где находится Солнце. Если вблизи Солнца звездная плотность составляет примерно 0,1 звезды на кубический парсек, то в ядре — несколько тысяч звезд на кубический парсек. Внутренняя область ядра еще на два-три порядка плотнее.     В ядре изредка могут происходить даже прямые столкновения звезд. А представьте себе тамошнее ночное небо! Понятие «ночь» будет весьма относительным за отсутствием темноты — уж слишком много ярчайших звезд усеют небо невиданной россыпью, и рисунки созвездий будут меняться быстро, на протяжении жизни одного поколения гипотетических аборигенов…     В конце 50-х годов прошлого века в направлении галактического центра был обнаружен радиоисточник, получивший название Стрелец А. Были все основания полагать, что он находится в самом ядре. Положение источника было определено с точностью до десятой доли градуса, и Вальтер Бааде начал безуспешные попытки обнаружения ядра в оптическом диапазоне — сначала на 48-дюймовой камере Шмидта с длительными экспозициями, затем на 200-дюймовом Паломарском рефлекторе. Отчаявшись, Бааде утверждал, что поглощение света перед ядром составляет 9 или 10 звездных величин.

«Детальная анатомия объекта Стрелец А показывает, что он состоит из трех вложенных радиоисточников: нетеплового источника радиоизлучения Стрелец А Восточный, теплового источника радиоизлучения Стрелец А Западный и самого загадочного центрального объекта Стрелец А* (Sgr A*), радиоизлучение которого носит нетепловую (синхротронную) природу». («В сердце Великого Кольца»)

    Реальность оказалась еще хуже: позднейшие исследования выявили на месте радиоисточника Стрелец А точечный инфракрасный источник, и оказалось, что поглощение света в оптическом диапазоне составляет 27 звездных величин! Надо заметить, что в настоящее время астрономы могут зафиксировать точечный источник оптического излучения примерно 30-й величины. С протяженными источниками дело обстоит хуже. Но даже ядро было бы точечным источником с яркостью -2″‘, галактическая пыль все равно сделала бы ядро невидимым в оптическом диапазоне.

    Детальные исследования ядра, в частности слежение за движением отдельных звезд, проводятся при помощи инфракрасных телескопов.     Строго говоря, радиоисточник Стрелец А состоит из двух компонентов — западного и восточного. Западный как раз и является сердцевиной Галактики, а восточный — просто молодой остаток Сверхновой. Как ни удивительно, в радиусе 100 пк от центра Галактики обнаружено множество признаков продолжающегося звездообразования. Хотя, если подумать, это не должно нас удивлять. В Галактике еще достаточно газа (~10% вещества, которое может быть обнаружено современными методами).     Столкновение газовых облаков между собой приводит к потере ими момента вращения, из-за чего газ (или по крайней мере его часть) стекает к галактическому ядру. То же самое, причем еще более эффективно, происходит при попадании в Галактику газа извне. Если разобраться с балансом газовой материи в Галактики, то окажется, что на звездообразование ежегодно тратится масса газа, примерно равная солнечной массе и в то же время Галактика ежегодно «насасывает» из межгалактической среды, по разным оценкам, от 0,2 до і массы Солнца.     В куда больших масштабах присвоение Галактикой чужого газа происходит при прохождении сквозь нее другой галактики и при актах галактического каннибализма, о чем пойдет речь ниже. Словом, наличие в ядре газа, пригодного для звездообразования, вполне объяснимо.     То, что в центре ядра находится сверхмассивная черная дыра, подозревалось давно, но лишь к 2003 году были получены убедительные доказательства. Удалось проследить орбиты восьми звезд высокой светимости, расположенных близ галактического центра.   Их орбитальные скорости столь велики, что нет нужды завещать продолжение исследования их движений следующим поколениям астрономов.     У одной из этих звезд период обращения составляет всего 15 лет. В 1999 году другая звезда промчалась со скоростью 9 тыс. км/с на расстоянии всего лишь 60 а.е. от центрального объекта Галактики. Орбиты всех восьми прослеженных звезд — эллиптические, параметры их найдены, а значит, можно вычислить массу центрального объекта по третьему закону Кеплера. Она составляет около 3 млн масс Солнца.     Не чем иным, кроме как черной дырой, такой объект являться не может.     Черная дыра в центре нашей Галактики — довольно скромное по массе образование для подобных объектов и очень спокойное по сравнению с активными ядрами некоторых галактик. Поглощаемая черной дырой материя «кричит от ужаса», преобразуя в излучение до 15% своей массы. Разумеется, электромагнитный «вопль», состоящий в том числе из квантов жесткого излучения, тем сильнее, чем больше вещества падает в черную дыру.     Нет сомнений, что в прошлом, когда в центре молодой еще Галактики было гораздо больше диффузной материи, ее «центральный монстр» вел себя гораздо активнее.     Но вернемся к галактической периферии. В последние годы публике стали широко известны понятия «темная энергия» и «темная материя». Эта материя темная не в том смысле, что не пропускает излучения, а в том, что «дело ясное, что дело темное». Любое излучение она как раз пропускает беспрепятственно, никак не взаимодействуя ни с ним, ни с веществом, если не считать единственного взаимодействия — гравитационного.     Имеется ли темная материя в нашей Галактике?     Да, имеется, причем ее масса по меньшей мере в разы превышает массу видимого вещества. С некоторых пор астрономы стали замечать, что с вращением периферийных частей спиральных галактик творится что-то несообразное. Близ центра с вращением как раз все в порядке: балдж нашей Галактики вращается как твердое тело до расстояния в 1 кпк от центра (если не считать самых внутренних областей, где сильно влияние «центрального монстра»), то есть скорость орбитального движения звезд линейно возрастает по мере удаления от центра. Далее линия скорости вращения на графике испытывает перегиб и по идее должна уменьшаться в соответствии с кеплеровским законом по мере приближения к краю галактики.     Оно и понятно: если некий объект, допустим звезда или облако молекулярного водорода, находится близ края галактики, то гравитационные силы должны действовать на этот объект преимущественно в одном направлении — к галактическому центру, а притяжением со стороны более отдаленной периферии можно уже пренебречь.     Однако реальность в очередной раз преподнесла астрономам сюрприз, и, пожалуй, не из приятных. Строгая и красивая формула для орбитальных скоростей галактических объектов, выведенная замечательным голландским астрономом Я. Оортом, вдруг «захромала» на больших расстояниях от центра. Оказалось, что периферийные области многих спиральных галактик, в том числе и нашей, вращаются с гораздо большей скоростью, чем предписывает им формула Оорта. Речь, конечно, идет не о скорости вращения спирального узора, а о подлинных орбитальных скоростях звезд, газовых облаков и так далее. Ошибка исключалась: ведь определить лучевую скорость той или иной части галактики, развернутой к нам ребром, проще простого по доплеровскому сдвигу.     Для Млечного Пути это сделать сложнее, но тоже не ахти какая проблема.     Единственное разумное объяснение состояло в следующем: галактики — по крайней мере, спиральные — значительно массивнее и протяженнее, чем было принято считать. Наблюдаемая часть галактик — только «верхушка айсберга». Реальные размеры галактик в разы превышают их видимые размеры, и обширная, никак себя не проявляющая, кроме гравитации, темная материя окружает видимое вещество, как мякоть сливы окружает косточку.     Физическая сущность темного вещества все еще остается неясной, хотя недостатка в гипотезах не ощущается. Что же, Вселенная в очередной раз подбросила нам загадку из числа тех, что заставляют пересмотреть прежние представления о Мироздании. Не в первый и явно не в последний раз». («Млечный путь и наше место в нем»).

artefact-2007.blogspot.com

Положение и движение Солнечной системы в галактике.

Автор: Заболоцкий Максим

 

Модель Солнечной системы

Любой человек, даже лежа на диване или сидя возле компьютера, находится в постоянном движении. Это непрерывное перемещение в космическом пространстве имеет самые разные направления и огромные скорости. В первую очередь, происходит перемещение Земли вокруг оси. Кроме того, совершается оборот планеты вокруг Солнца. Но и это еще не все. Куда более внушительные расстояния мы преодолеваем вместе с Солнечной системой.

Расположение Солнечной системы

Солнце является одной из звезд, находящихся в плоскости Млечного пути, или просто Галактики. Оно отдалено от центра на 8 кпк, а расстояние от плоскости Галактики составляет 25 пк. Звездная плотность в нашей области Галактики – примерно 0,12 звезд на 1 пк3. Положение Солнечной системы не является постоянным: она находится в постоянном перемещении относительно ближних звезд, межзвездного газа,  и наконец, вокруг центра Млечного пути. Впервые движение Солнечной системы в Галактике было замечено Уильямом Гершелем.

Перемещение относительно ближних звезд

Скорость передвижения Солнца к границе созвездий Геркулеса и Лиры составляет 4 а.с. в год, или 20 км/с. Вектор скорости направлен к так называемому апексу – точке, к которой также направлено движение других близлежащих звезд. Направления скоростей звезд, в т.ч. Солнца, пересекаются в противоположной апексу точке, называемой антиапексом.

Перемещение относительно видимых звезд

Ближайшие окрестности Солнца

Отдельно измеряется передвижение Солнца по отношению к  ярким звездам, которые можно увидеть без телескопа. Это — показатель стандартного передвижения Солнца. Скорость такого передвижения составляет 3 а.е. в год или 15 км/с.

Перемещение относительно межзвездного пространства

По отношению к межзвездному пространству Солнечная система двигается уже быстрее, скорость составляет 22-25 км/с. При этом, под действием «межзвездного ветра», который «дует» из южной области Галактики, апекс смещается в созвездие Змееносец. Сдвиг оценивается примерно в 50.

Анимация движения

Перемещение вокруг центра Млечного пути

Солнечная система находится в движении относительно центра нашей Галактики. Она перемещается по направлению к созвездию Лебедя. Скорость составляет около 40 а.е. в год, или 200 км/с. Для полного оборота необходимо 220 млн. лет. Точную скорость определить невозможно, ведь апекс (центр Галактики) скрыт от нас за плотными облаками межзвездной пыли. Апекс смещается на 1,5° каждый миллион лет, и совершает полный круг за 250 млн. лет, или за 1 «галактический год.

Путешествие на край Млечного пути

Движение Галактики в космическом пространстве

Наша Галактика также не стоит на месте, а сближается с галактикой Андромеды со скоростью 100-150 км/с. Группа галактик, в которую входит и Млечный путь, движется к большому скоплению Девы со скоростью 400 км/с. Сложно себе представить, а еще сложнее рассчитать, как далеко мы перемещаемся каждую секунду. Расстояния эти — огромны, а погрешности в таких расчетах пока еще достаточно велики.                  ( по материаламhttp://spacegid.com/kak-dvizhetsya-nasha-solnechnaya-sistema.html  )

 

www.galaxy-science.ru

Млечный Путь — наша Галактика

Солнечная система погружена в огромную звездную систему — Галактику, насчитывающую сотни миллиардов звезд самой разной светимости и цвета (Звезды в разделе: «Жизнь звезд»). Свойства разных типов звезд Галактики астрономам достаточно хорошо известны. Нашими соседями являются не просто типичные звезды и другие небесные объекты, а скорее представители наиболее многочисленных «племен» Галактики. В настоящее время в окрестностях Солнца исследованы все или почти все звезды, за исключением совсем карликовых, излучающих очень мало света. Большинство среди них составляют очень слабые красные карлики — их массы в 3-10 раз меньше, чем у Солнца. Звезды, похожие на Солнце, очень редки, их всего 6%. Многие наши соседи (72%) группируются в кратные системы, где компоненты связаны друг с другом силами гравитации. Какая же из сотни близких звезд может претендовать на титул ближайшей соседки Солнца? Сейчас ею считается компонент известной тройной системы Альфа Центавра — слабый красный карлик Проксима. Расстояние до проксимы 1,31 пк, свет от нее идет до нас 4,2 года. Статистика околосолнечного населения дает представление об эволюции галактического диска и Галактики в целом. Например, распределение по светимости звезд солнечного типа показывает, что возраст диска 10-13 млрд. лет.

В XVII столетии, после изобретения телескопа, ученые впервые осознали, насколько велико количество звезд в космическом пространстве. В 1755 г. немецкий философ и естествоиспытатель Иммануил Кант предположил, что звезды образуют в космосе группы, подобно тому как планеты составляют Солнечную систему. Эти группы он назвал «звездными островами». По мнению Канта, одним из таких бесчисленных островов является Млечный Путь — грандиозное скопление звезд, видимое на небе как светлая туманная полоса. На древнегреческом языке слово «галактикос» означает «молочный», поэтому Млечный Путь и похожие на него звездные системы называют галактиками.

Размеры и строение нашей Галактики

Основываясь на результатах своих подсчетов, Гершель предпринял попытку определить размеры и образует своего рода толстый диск: в плоскости Млечного Пути она простирается на расстояние не более 850 единиц, а в перепендикулярном направлении — на 200 единиц, если принять за единицу расстояние до Сириуса. По современной шкале расстояний это соответствует 7300Х1700 световых лет. Эта оценка в целом верно отражает структуру Млечного Пути, хотя она весьма неточна. Дело в том, что кроме звезд в состав диска Галактики входят также многочисленные газопылевые облака, которые ослабляют свет удаленных звезд. Первые исследователи Галактики не знали об этом поглощающем веществе и считали, что они видят все ее звезды.

Истинные размеры Галактики были установлены только в XX в. Оказалось, что она является значительно более плоским образованием, чем предполагали ранее. Диаметр галактического диска превышает 100 тыс. световых лет, а толщина — около 1000 световых лет. Из-за того что Солнечная система находится практически в плоскости Галактики, заполненной поглощающей материей, очень многие детали строения Млечного Пути скрыты от взгляда земного наблюдателя. Однако их можно изучать на примере других галактик, сходных с шашей. Так, в 40-е гг. XX столетия, наблюдая галактику M 31, больше известную как туманность Андромеды, немецкий астроном Вальтер Бааде заметил, что плоский линзообразный диск этой огромной галактики погружен в более разреженное звездной облако сферической формы — гало. Поскольку туманность очень похожа на нашу Галактику, он предположил, что подобная структура имеется и у Млечного Пути. Звезды галактического диска были названы населением I типа, а звезды гало — населением II типа.

Как показывают современные исследования, два вида звездного населения отличаются не только пространственным положением, но и характером движения, а также химическим составом. Эти особенности связаны в первую очередь с различным происхождением диска и сферической составляющей.

Строение Галактики: Гало

Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч световых лет. 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 включать в себя более миллиона звезд. Возраст населения сферической составляющей Галактики превышает 12 млрд. лет. Его обычно принимают за возраст самой Галактики. Характерной особенностью звезд гало является чрезвычайно малая доля в них тяжелых химических элементов. Звезды, образующие шаровые скопления, содержат металлов в сотни раз меньше, чем Солнце.

Звезды сферической составляющей концентрируются к центру Галактики. Центральная, наиболее плотная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галактики называется «балдж» («утолщение»). Звезды и звездные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Из-за того что вращение отдельных звезд происходит почти беспорядочно, гало в целом вращается очень медленно.

Строение Галактики: Диск

По сравнению с гало диск вращается заметно быстрее. Скорость его вращения не одинакова на различных расстояниях от центра. Она быстро 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 массы Солнца. Население диска очень сильно отличается отнаселения гало. 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 расположен неравномерно, образуя многочисленные газовые облака — гигантских неоднородных по структуре сверхоблаков протяженностью несколько тысяч световых лет до маленьких облачков размерами не больше парсека. Основным химическим элементом в нашей Галактике является водород. Приблизительно на 1/4 она состоит из гелия. По сравнению с этими двумя элементами остальные присутствуют в очень небольших количествах. В среднем химический состав звезд и газа в диске почти такой же, как у Солнца.

Строение Галактики: Ядро

Одной из самых интересных областей Галактики считается ее центр, или ядро, расположенное в направлении созвездия Стрельца. Видимое излучение центральных областей Галактики полностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи. Поэтому его начали изучать только после создания приемников инфракрасного и радиоизлучения, которое поглощается в меньшей степени. Для центральных областей Галактики характерна сильная концентрация звезд: в каждом кубическом парсеке вблизи центра их содержатся многие тысячи. Расстояния между звездами в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся вблизи ядра Галактики, то на небе были бы видны десятки звезд, по яркости сопоставимые с Луной, и многие тысячи более ярких, чем самые яркие звезды нашего неба.

Помимо большого колличества звезд в центральной области Галактики наблюдается околоядерный газовый диск, состоящий преимущественно из молекулярнго водорода. Его радиус превышает 1000 световых лет. Ближе к центру отмечаются области ионизованного водорода и многочисленные источники инфракрасного излучения, свидетельствующие о происходящем там звездообразовании. В самом центре Галактики предполагается существование массивного компактного объекта — черной дыры массой около миллиона масс Солнца. В центре находится также яркий радиоисточник Стрелец А, происхождение которого связывают с активностью ядра.

studfiles.net

Состав и структура Галактики. Положение Солнечной системы в Галактике. Вращение и масса Галактики. Эволюция Галактики.

Галактика Млечный Путь

• Галактика Млечный Путь (или просто Галактика) — гигантская звёздная система, в которой находится

Солнечная система, все видимые невооружённым глазом отдельные звёзды, а также огромное количество

звёзд, сливающихся вместе и наблюдаемых в виде млечного пути.

• Млечный Путь — одна из многочисленных галактик Вселенной. Является спиральной галактикой с четырьмя рукавами и перемычкой типа SBb по классификации Хаббла, и вместе с галактикой Андромеды (M31) и галактикой Треугольника (М33), а также несколькими меньшими галактиками-спутниками образует Местную группу галактик, которая, в свою очередь, входит в Сверхскопление Девы.

Строение Галактики

• Галактика Млечный Путь представляет собой огромную сплюснутую систему, симметричную относительно главной плоскости и состоящую из более чем 150 млрд. звёзд, разреженного газа, пыли и космических лучей.

• Поперечник Галактики составляет около 30 кпк (100 тыс. св. лет).

• Важнейшими элементами структуры Галактики являются сферическая составляющая, центральное сгущение (балдж), звёздно-газово-пылевой диск, спиральные рукава (ветви).

• Центр Галактики при наблюдении из Солнечной системы проецируется в созвездие Стрельца.

• Толщина звёздного диска составляет 500–600 пк.

• По направлению к центру Галактики, а также по мере приближения к её плоскости звёздная плотность возрастает и в центре составляет 105–106 звёзд в пк3, при этом в окрестности Солнца звёздная плотность всего 0,12 пк–3.

Центральная область Галактики (балдж)

• В средней части Галактики находится утолщение (балдж), составляющее около 5 кпк в поперечнике.

• В галактической плоскости сосредоточено большое количество межзвёздной пыли, благодаря которой свет, идущий от галактического центра, ослабляется в 1012 раз. Поэтому центр невидим в оптическом диапазоне. Галактический центр наблюдается в радио-, ИК, рентгеновском и гамма-диапазонах.

• Масса центрального скопления составляет примерно 109 МŸ.

• Ядра галактик являются центрами их конденсации и начального звёздообразования. Там должны находиться самые старые звёзды.

• По всей видимости, в самом центре ядра Галактики находится сверхмассивная чёрная дыра (Стрелец А*) массой около 3,7·106 МŸ, что показано исследованием орбит близлежащих звёзд. Галактический центр

• Изображение размером 400 на 900 св. лет составлено из нескольких фотографий телескопа Chandra, с сотнями белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр, в облаках газа, раскалённого до миллионов К.

• Внутри яркого пятна в центре находится сверхмассивная чёрная дыра галактического центра (радиоисточник Стрелец A*).

Плоская составляющая Галактики и звёздный диск

• Звёздный диск содержит основное количество звёзд Галактики. Толщина диска составляет несколько сотен пк.

• В диске Галактики находится Солнце и практически все звёзды, наблюдаемые невооружённым глазом.

• В экваториальной плоскости диска концентрируются наиболее молодые объекты Галактики – звёзды ранних спектральных классов О и В, классические цефеиды, сверхновые второго типа, пыль и газ. Все эти объекты образуют наиболее тонкий диск (плоскую составляющую Галактики) толщиной 100–200 пк.

• Старые звёзды и связанные с ними планетарные туманности образуют более толстый диск (звёздный диск Галактики).

Рукава Галактики

Галактика относится к классу спиральных галактик, что означает, что у Галактики есть спиральные рукава (ветви), расположенные в плоскости диска.

Именно в рукавах находятся наиболее молодые объекты (массивные концентрации газа и молодых звёзд) звёздного диска Галактики.

Сферическая составляющая и гало Галактики

• Сферическая составляющая включает старые звёзды и шаровые звёздные скопления,

окружённые очень разреженным горячим слабо намагниченным газом.

• Гало Галактики — невидимый компонент Галактики сферической формы, который простирается за видимую часть Галактики. В основном состоит из разреженного газа, звёзд и тёмной материи. Последняя составляет основную массу Галактики.

Положение и движение Солнечной системы в Галактике

• Солнце расположено на 20–25 пк выше плоскости симметрии нашей Галактики и удалено от центра на расстояние 7,5–8 кпк

Проблема вращения галактик

Близкие к Солнцу звёзды движутся вместе с ним перпендикулярно к направлению на центр Галактики. Это движение является следствием общего вращения Галактики, скорость которого меняется с расстоянием от её центра (дифференциальное вращение). Такое вращение имеет следующие особенности:

1. Вращение происходит по часовой стрелке, если смотреть на Галактику со стороны её северного полюса.

2. Угловая скорость вращения убывает по мере удаления от центра. Однако это убывание медленнее, чем если бы вращение звёзд вокруг центра Галактики происходило по законам Кеплера.

3. Центральная часть диска в области балджа вращается почти твёрдотельно, и поэтому линейная скорость вращения растёт пропорционально расстоянию вплоть до максимального значения около 250 км/с.

4. Солнце и звёзды в его окрестности совершают полный оборот вокруг центра Галактики примерно за 240–250 млн. лет.

5. Масса Галактики может быть оценена из условия, что движение объектов происходит по кривой, близкой к окружности. Из условия равенства центростремительного ускорения на расстоянии r = 15 кпк и гравитационного, обусловленного массой, заключённой внутри радиуса r,

получаем массу Галактики:

• Звёзды вращаются вокруг центра Галактики с постоянной скоростью в большом диапазоне расстояний от центра галактики, причём гораздо быстрее, чем ожидалось, если бы они находились в потенциале Ньютона.

• Проблема вращения галактик – это несоответствие между наблюдаемыми скоростями вращения материи в дисковых частях спиральных галактик и предсказаниями классической динамики, учитывающими только видимую массу.

• В настоящее время считается, что это несоответствие выдаёт присутствие «тёмной материи», которая пронизывает Галактику и простирается до галактического гало.

Происхождение и эволюция Галактики

• Согласно современным представлениям, Галактика образовалась примерно через 400 тыс. лет после Большого Взрыва из медленно вращавшегося газового облака, по своим размерам превосходившего её современные размеры в десятки раз. Первоначально оно состояло из смеси 75% водорода и 25% гелия (по массе) и почти не содержало тяжёлых элементов.

• В течение примерно миллиарда лет это облако свободно сжималось под действием сил гравитации. Коллапс неизбежно привёл к фрагментации и началу процесса звёздообразования.

• Сначала газа было много и он находился на больших расстояниях от плоскости вращения. Возникли звёзды первого поколения, а также шаровые скопления. Их современное распределение (гало) соответствует первоначальному распределению газа, близкому к сферическому.

• Наиболее массивные звёзды первого поколения быстро проэволюционировали и обогатили межзвёздную среду тяжёлыми элементами (главным образом за счёт вспышек сверхновых).

• Та часть газа, которая не превратилась в звёзды, продолжала свой процесс сжатия к центру Галактики. Из-за сохранения момента количества движения, её вращение становилось быстрее, образовался диск, и в нём снова начался процесс звёздообразования.

• Второе поколение звёзд оказалось более богатым тяжёлыми элементами. • Оставшийся газ сжался в более тонкий слой, в результате чего возникла плоская составляющая – основная область

современного звёздообразования.

Образования в Галактике и межзвёздная среда. Звёздные скопления. Межзвёздная пыль. Межзвёздный газ. Газовые туманности. Области H II и Н I. Молекулярные облака. Космические лучи.

Звёздные скопления

• Как в звёздном диске, так и в сферической составляющей Галактики звёзды концентрируются в

звёздные скопления.

• Звёздными скоплениями называют гравитационно связанные системы звёзд, выделяющиеся как области повышенной звёздной плотности.

• Звёздные скопления делятся на две группы: рассеянные скопления, содержащие несколько десятков и сотен звёзд, и шаровые скопления, состоящие из десятков и сотен тысяч звёзд.

• Рассеянное звёздное скопление —звёздное скопление, в котором содержится сравнительно немного звёзд, и часто имеющее неправильную форму. Рассеянные скопления входят в плоскую подсистему. Наиболее известно рассеянное звёздное скопление Плеяды.

• Шаровое звёздное скопление — звёздное скопление, отличающееся от рассеянного скопления бо́льшим количеством звёзд и чётко очерченной симметричной формой с увеличением концентрации звёзд к центру скопления.

Межзвёздная пыль

• Галактическая пыль сосредоточена в межзвёздном пространстве в тех же местах, что и галактический газ,

образуя с ним газо-пылевые комплексы и тёмные туманности.

• Тёмные пылевые галактические туманности представляют собой плотные облака, вблизи которых нет возбуждающих или освещающих звёзд. Пылевые частички в галактике Млечный Путь концентрируются в плоскости галактического диска, поэтому большая часть тёмных пятен сосредоточена именно на фоне Млечного Пути, в виде тёмной непрозрачной материи окружённой более светлыми участками. Звёзды на фоне материи не видны, что вызвано её непрозрачностью.

• Примерами объектов такого типа являются тёмные туманности, известные под названием Конской Головы и

Угольного Мешка (расположена рядом с двумя самыми яркими звёздами созвездия Южного Креста).

• Угольный Мешок находится на расстоянии около 150 пк, а его размеры – около 8 пк. Из- за контраста с окружающими яркими областями Млечного Пути туманность кажется чёрным пятном. В телескоп видны в ней слабые звёзды, число которых примерно в три раза меньше количества звёзд в соседних областях того же размера. Это значит, что Угольный Мешок поглощает свет далёких звёзд, уменьшая общее количество света примерно в три раза.

• Множество облаков, подобных Угольному Мешку образуют широкую тёмную полосу вдоль средней линии Млечного Пути, начинающуюся от созвездия Лебедя и тянущуюся через созвездия Орла, Змеи, Стрельца и Скорпиона. Это так называемая Большая развилка Млечного Пути. Особенно большое количество тёмных облаков наблюдается в области центрального сгущения нашей Галактики, в созвездии Стрельца, вследствие чего этот крайне интересный объект Галактики особенно трудно наблюдать

Газо-пылевые туманности

• Деление туманностей на газовые и пылевые в значительной степени условно: все туманности содержат и пыль, и газ.

• Такое деление исторически обусловлено различными способами наблюдения и механизмами излучения: наличие пыли наиболее ярко наблюдается при поглощении излучения тёмными

туманностями расположенных за ними источников и при отражении или рассеивании, или переизлучении пылью, содержащейся в туманности излучения расположенных поблизости или в самой туманности звёзд.

• Собственное излучение газовой компоненты туманности наблюдается при её ионизации УФ излучением расположенной в туманности горячей звезды (эмиссионные области H II ионизированного водорода вокруг звёздных ассоциаций или планетарные туманности) или при нагреве межзвёздной среды ударной волной вследствие взрыва сверхновой или воздействия мощного звёздного ветра звёзд.

• Самая известная газовая туманность находится в созвездии Ориона. Её протяжённость – более 6 пк, и она заметна в безлунную ночь даже невооружённым глазом.

• Всего известно около 400 газовых туманностей.

• Газовые туманности имеют эмиссионные спектры с линиями водорода Нα и Нβ, линии запрещённых переходов дважды ионизированного кислорода ОIII (5 007 и 4 959 Å) и др. • Внутри газовой туманности (если только это не остаток вспышки сверхновой) почти всегда можно найти горячую звезду класса О или В, которая является причиной свечения всей туманности.

• Концентрация частиц в газовых туманностях невелика (10¹–10⁴ см^–3), что и объясняет наличие в их спектрах запрещённых линий, по интенсивности сравнимых с разрешёнными. При обычных концентрациях возбуждённые атомы в газе не «успевают» совершить запрещённый переход, т.к. гораздо вероятнее они сталкиваются с другими частицами. В газовых туманностях среднее время жизни между столкновениями может достигать 2·10⁶ секунд ~ 1 месяц.

Области НI и HII

• Горячие звёзды ионизируют газ (в первую очередь – водород) на больших расстояниях от себя.

• Расчёты показывают, что звёзды спектральных классов О и В0 (эффективная температура ~ 3·10⁴ К, что соответствует максимуму излучения в УФ диапазоне) способны ионизировать газ с концентрацией 1 атом на 1 см³ до расстояний в несколько десятков пк.

• Ионизированный газ прозрачен к УФ излучению, а нейтральный, напротив, поглощает его весьма интенсивно. В результате окружающая горячую звезду область ионизации имеет очень резкую границу, дальше которой водород нейтрален.

• Область (зона) H II, или область ионизированного водорода (разновидность эмиссионной туманности) — это облако горячего газа и плазмы, достигающее нескольких сотен св. лет в поперечнике, являющееся областью активного звездообразования. В этой области рождаются молодые горячие голубовато-белые звёзды, которые обильно излучают УФ излучение, тем самым ионизируя окружающую туманность.

• Области H II могут рождать тысячи звёзд за период всего в несколько миллионов лет. Взрывы сверхновых и мощный звёздный ветер, исходящий от наиболее массивных звёзд в образовавшемся звёздном скоплении, рассеивают газы такой области, и она превращается в скопление наподобие Плеяд.

• Эти области получили название из-за большого количества ионизированного атомарного водорода H II (область H I — зона нейтрального водорода). Их можно заметить на значительных

расстояниях по всей Вселенной, и изучение таких областей, находящихся в других галактиках, важно для определения расстояния до последних, а также их химического состава. Области Н II излучают не только в оптическом, но и в радиодиапазоне, причём это излучение имеет монохроматический характер и возникает при переходах атомов водорода, гелия и углерода между высоковозбуждёнными состояниями (как правило, главное квантовое число n для таких переходов лежит между 40 и 300).

Для атомов углерода был зарегистрирован переход n′ = 733 → n″ = 732 (длина волны 18 м).

«Размер» атома в таких высоковозбуждённых (ридберговских) состояниях приближается к 0,1 мм, что недостижимо в земных лабораториях.

Область H I — межзвёздное облако, состоящее из атомарного водорода. Эти области являются неизлучающими, за исключением радиоизлучения на длине волны 21 см. Степень ионизации в области HI очень мала (около 10⁻⁴).

Молекулярные облака

• На основе спектральных исследований в оптическом и радиодиапазонах в межзвёздном пространстве было обнаружено более 100 различных молекул.

• Наиболее интенсивны линии СН, СН+, СО, CN и гидроксила ОН.

• Примерно две трети обнаруженных молекулярных соединений являются органикой, в т.ч. альдегиды, спирты, эфиры и др. Самые большие из найденных молекул содержат более 10 атомов,

например HC11N.

• Молекулярный водород Н2 составляет значительную долю межзвёздного вещества, но его обнаружение затруднено вследствие отсутствия линий в радиодиапазоне. Молекулярный водород был обнаружен по резонансной линии 1 092 Å.

• Обширные области молекулярного газа с массами 104—106 МŸ называется гигантскими молекулярными облаками. Облака могут достигнуть десятков пк в диаметре и иметь среднюю плотность 102—103 см-3. Подструктура в пределах этих облаков состоит из сложных переплетений нитей, листов, пузырей и нерегулярных глыб.

• Самые плотные части нитей и глыб называют «молекулярными ядрами», а молекулярные ядра с максимальной плотностью (> 104—106 см-3) — плотными молекулярными ядрами. Молекулярные ядра связывают с угарным газом, а плотные ядра — с аммиаком.

• Гигантские молекулярные облака настолько огромны, что они могут закрывать значительную часть созвездия. Температура в отдельных облаках достигает 100 К.

• Гигантские молекулярные облака являются источниками звёздообразования.

Космические лучи

• Космические лучи (КЛ) – это элементарные частицы и атомные ядра, движущиеся со скоростями, близкими к скорости света.

• Энергии частиц КЛ достигают 10²¹ эВ. Большая часть частиц КЛ имеет энергию от 100 МэВ до 1 ГэВ. Общий поток КЛ в минимуме солнечной активности составляет около 1 частицы/(см²·с-1). Плотность энергии частиц при этом около 1 эВ/см³, что сравнимо с плотностью суммарного электромагнитного излучения в пределах Галактики.

• Для энергий, больших 2,5 ГэВ (интенсивность потока частиц таких КЛ не модулируется солнечной активностью) космические лучи на 90% состоят из протонов, на 7% из α-частиц и около 1% релятивистских электронов. Остальное – ядра Li, Be, B, C, N, O и других, более тяжёлых химических элементов.

• Проходя через земную атмосферу, КЛ сталкиваются с молекулами воздуха и порождают новые частицы (вторичные космические лучи).

• Поток КЛ изотропен, а это свидетельствует о сильной «запутанности» силовых линий межзвёздного магнитного поля, вдоль которых по спиралям движутся заряженные частицы космических лучей.

• Источниками КЛ являются звёзды, и, в первую очередь, вспышки сверхновых.

 



infopedia.su

Млечный Путь [Наша Галактика] — это, что такое, какие, определение, значение, доклад, реферат, конспект, сообщение, вики — WikiWhat

Если речь идёт о нашей звёздной системе, то Галактика — имя собственное и пишет­ся с большой буквы; если говорится о других звёздных сис­темах, то галактика — имя нарицательное и пишется с маленькой буквы.

История открытия и исследования Галактики

Ещё в XVIII в. В. Гершель предположил, что Млечный Путь представляет собой гигантскую звёздную систему — Га­лактику (древнегреческое название Млечного Пути) и предло­жил метод исследования его структуры. Метод заключается в подсчёте звёзд определённой яркости, видимых в данном на­правлении. Переходя ко все более и более слабым звёздам, подсчитывается число звёзд, находящихся на все больших и больших расстояниях. Сопоставляя подсчёты, сделанные в раз­ных направлениях, можно получить представление о форме, размерах и строении нашей звёздной системы.

Гершель счи­тал, что все звёзды обладают одинаковой светимостью, равной светимости Солнца. Так как большинство звёзд действитель­но имеет светимость, близкую к солнечной, его результаты не слишком отличаются от современных, в которых светимость звёзд учитывается более точно.

Размер Млечного Пути

Диаметр Галактики Млечный Путь око­ло 30 кпк (30 000 пк), а общая масса видимой материи око­ло 10⁴¹ кг, или 10¹¹масс Солнца.

Строение Галактики

см. Строение Млечного Пути

Объекты Галактики

Спиральная структура Млечного Пути

Исследования распре­деления в пространстве белых и голубых сверхгигантов, зон ионизованного водорода и гигантских молекулярных облаков показывают, что в нашей Галактике существует выраженная спиральная структура, хорошо соот­ветствующая спиральным структурам других галактик. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

В нашей Галактике спиральная структура состоит из несколь­ких спиральных рукавов (рис. 76). Они представляют собой волны плотности, распространяющиеся в сторону, противопо­ложную вращению Галактики (точнее, её диска). Концентра­ция звёзд в волне увеличивается незначительно, но реакция межзвёздной среды достаточно велика. Разгоняясь в гравита­ционном поле звёзд, газ ускоряется, и его плотность может увеличиться в несколько раз. Увеличение плотности в гигантском молекулярном облаке приведёт к тому, что газ начнёт сжиматься. В облаке начнёт­ся процесс звёздообразования. В первую очередь образуются звезды-гиганты (просто потому, что их образование и эволю­ция происходят значительно быстрее). Таким образом, спи­раль будет отличаться повышенной концентрацией облаков нейтрального и молекулярного газа с той стороны спирали, с которой он втекает в волну, и большим количеством ярких звёзд с противоположной стороны.

Солнечная система

см. Солнечная система

Картинки (фото, рисунки)

• Рис. 76. Спиральная структура Галактики (☉ — положение Солнца; + — центр Галактики)

• Участок Млечного Пути

• Участок Млечного Пути в направлении центра Галактики

На этой странице материал по темам:

• Наша галактика это спиральная звездная система

• Наша галактика кратко и понятно

• Диаметр млечного пути в кпк

• Краткий ркферат на тему наша галактика млечный путь

• Доклад на тему галактика млечный путь

Вопросы к этой статье:

• Опишите строение нашей Галактики.

wikiwhat.ru

Звездные скопления — Млечный путь и галактика

В некоторых местах неба в телескоп, а кое-где даже и простым глазом можно разглядеть тесные группы звезд, или звездные скопления. Они бывают двух типов: рассеянные и шаровые.

В рассеянных звездных скоплениях несколько десятков или сотен звезд в беспорядке разбросаны на маленьком участке неба. Все эти звезды действительно близки одна к другой в пространстве и связаны взаимным тяготением.

Шаровые звездные скопления содержат сотни тысяч звезд, сгущающихся к центру скопления, имеющего форму шара. Звезды этих скоплений связаны взаимным тяготением, и, чем ближе к центру скопления, тем ближе одна к другой расположены там звезды. Размеры шаровых скоплений во много раз больше размеров рассеянных звездных скоплений, но так как шаровые скопления от нас гораздо дальше, то строение их можно различить лишь в сильный телескоп.

Типичным рассеянным звездным скоплением являются Плеяды в созвездии Тельца, называемые у нас в народе Стожарами (Рисунок 98). Невооруженным глазом в этом скоплении видно шесть звезд, в бинокль — несколько десятков, а в телескоп — все поле зрения усыпано звездами.

Рисунок 98 — Рассеянное звездное скопление — Плеяды.

Типичное шаровое звездное скопление находится в созвездии Геркулеса, но в бинокль или в слабый телескоп оно выглядит, как туманная звезда. Лишь в сильный телескоп видно, что это — плотное шаровое скопление, состоящее из сотен тысяч звезд (рисунок 99).

Рисунок 99 — Шаровое звездное скопление в Геркулесе.

Поперечник такого звездного скопления составляет около сотни парсеков, тогда как диаметры рассеянных звездных скоплений, например, Плеяд, измеряются всего лишь несколькими парсеками. Название Млечного Пути носит светлая серебристая полоса, видимая на звездном небе в безоблачную темную ночь. Млечный Путь опоясывает все небо, как гигантский обруч. В одних местах он шире, в других — уже, в одних — слабее, в других — ярче (Рисунок 100).

Рисунок 100 — Часть Млечного Пути, видимая невооруженным глазом.

В телескоп, а в особенности на фотоснимках, видно, что Млечный Путь состоит из громадного скопища чрезвычайно слабых звезд (Рисунок 101). Это показывает, что протяжение нашей звездной системы больше в ту сторону, где видно больше слабых звезд, то есть более далеких, и где они расположены в большем числе, то есть в плоскости Млечного Пути. Из того, что средняя линия Млечного Пути расположена почти в точности вдоль большого круга небесной сферы, мы заключаем, что вся наша звездная система вытянута в плоскости Млечного Пути и мы находимся вблизи этой плоскости.

Рисунок 101. Фотография участка Млечного Пути.

Изучение распределения звезд в пространстве показало, что вся совокупность звезд, видимых в созвездиях и входящих в Млечный Путь, образует единую гигантскую звездную систему, называемую Галактикой. В общей сложности Галактику образует более сотни миллиардов звезд, одной из которых является наше Солнце. Общим расположением большинства звезд Галактика напоминает форму линзы или чечевицы. Вокруг этой линзы расположены более редко звезды, образующие сферическую систему.

Рисунок 102 показывает, как выглядела бы Галактика при рассмотрении ее с разных сторон наблюдателем из мирового пространства.

Рисунок 102. Схема строения Галактики. Крестиком отмечено положение солнечной системы.

Звезды Галактики скучиваются к плоскости ее симметрии и к ее центру. Во всей массе этих звезд существуют, однако, гигантские сгущения, как бы облака, состоящие из звезд, а внутри этих облаков есть более мелкие сгущения — это звездные скопления.

Из сравнения нашей Галактики с другими звездными системами, которые будут описаны в следующем параграфе, надо предполагать, что она имеет, кроме того, спиральное строение (Рисунок 102). Это подтверждается и прямыми измерениями в нашей Галактике. Наша солнечная система расположена внутри Галактики, вблизи ее плоскости. Поэтому, когда мы смотрим в любую сторону в этой плоскости, наш взор пронизывает небольшую толщу пространства, заполненного звездами, по наибольшему протяжению Галактики. Наш взор встречает здесь множество далеких звезд, которые, кажутся, поэтому очень слабыми и сливаются для невооруженного глаза в сплошную туманную полосу — Млечный Путь.

Солнечная система находится не в центре Галактики, расположенном в направлении созвездия Стрельца. От нас до центра около 8000 парсеков, а поперечник Галактики составляет почти 30 000 парсеков, то есть свет от одного ее края до другого идет почти 100 000 лет; однако определенных, резких краев у Галактики нет.

Вся Галактика вращается вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости, которая, называется, поэтому плоскостью галактического экватора. Она вращается около центра всей этой звездной системы.

Солнечная система также участвует в этом общем движении и, двигаясь по своей орбите со скоростью, немного большей 200 км/сек, завершает одно обращение вокруг центра Галактики приблизительно за 200 млн. лет.

Движение же солнечной системы со скоростью 20 км/сек есть ее движение по отношению к звездам того звездного облака, в состав которого она входит. Все сведения о Галактике ежегодно уточняются.

astronom-us.ru