Молочний Шлях. Будова Галактики. Місце Сонячної системи в Галактиці. Зоряні скупчення та асоціації. Туманності. �
Як біла хмара - тисячі зірок,�Над полем танець хороводять.�Піду вночі шукать ставок,�Вони мене назад приводять.
Дивилися на них батьки,�Легенди нам розповідали.�І дивувались їм діди,�І солов'ї пісні співали.
Орієнтиром був у морі�І чумаки по ньому йшли.�Ув'язнені шукали волі�І моряки по ньом пливли.
Як напливають небом хмари,�Себе не добре почуваю,�Бо я пастух зірок отари -�Звіздар. Душею відчуваю...
Володимир Кажанов. 16.02.05
Чумацький шлях – �наша Галактика
У безмісячну ясну ніч на зоряному небі можна помітити широку світлу смугу Чумацького Шляху. При розгляді в телескоп цей дивовижний об'єкт виявляється скупченням величезної кількості (понад 200 мільярдів) зірок і яскравих туманностей. Всі ці об'єкти утворюють величезну зоряну систему під назвою Галактика.
Чумацький шлях не можна побачити на небосхилі завжди. Для нас - жителів Північної півкулі, Чумацький шлях видно з лютого по вересень. Його можна спостерігати на півдні або південному заході (схід із заходу), коли Північний Хрест знаходиться над головою. У червні частина нашої галактики можна добре розгледіти в 12 годині ночі, а у вересні - навіть у 9 вечора.�Якщо фотографувати з Південної півкулі, то там Чумацький шлях видно майже цілий рік, прямо над головою
Перше систематичне дослідження Галактики провів у другій половині 18 століття англійський астроном
Вільям Гершель
Наша Галактика має вигляд величезного плоского диску з потовщенням в центральній області, поперечник якого становить близько 30 тис. парсек.
Маса Галактики оцінюється в 3 • 1012 мас Сонця або 6 • 1042 кг. Нова мінімальна оцінка визначає масу галактики всього в 5 •1011 мас Сонця. Велика частина маси Галактики міститься не в зірках і міжзоряному газі, а в гало та темній матерії.
Будова Галактики
Сонячна система
Рис. 25.4. Схематичний вигляд нашої галактики збоку: 1 — гало; 2 — кулясте скупчення; 3 — балдж; 4 — товстий диск; 5 — тонкий диск; 6 — галактичний екватор; 7 — галактичний центр з баром.
Таблиця 25.1 Галактики
Назва | Характеристика |
Галактичний центр | У центрі нашої галактики міститься чорна діра, маса якої в 2,6 мільйони разів перевищує масу Сонця. Вона оточена щільним шаром газу і пилу, зоряними скупченнями, залишками наднових зір і молекулярною хмарою, маса якої в 10 тисяч разів більша за сонячну. Всі ці об’єкти утворюють ядро Галактики, яке на зоряному небі лежить у сузір’ї Стрільця. |
Бар | Протяжне утворення, що поєднує галактичний центр та спіральні рукави. Його виявили відносно недавно — наприкінці ХХ ст. |
Балдж | Сферичне потовщення навколо ядра Галактики. Загальна маса балджа в 20 мільярдів разів перевищує масу Сонця. Тут переважають старі зорі з малим умістом металів. |
Тонкий диск | Поперечник тонкого диска становить понад 30 кпк (майже 100 тис. св. р.), а товщина — від 92 до 920 пк (300 —3 000 св.р.). Ця підсистема Галактики вміщує лише п’ять відсотків галактичної маси, зате випромінює до 90 відсотків світла, бо саме тут перебувають молоді зорі. Тут також багато газопилових хмар, де ще мільярди років будуть народжуватися нові зорі. У тонкому диску є два (можливо, чотири) великі й кілька десятків маленьких спіральних рукавів. Тонкий диск трохи вигнутий; його кривизна з незрозумілої досі причини змінюється з часом. |
Товстий диск | Оточує тонкий диск і має такий же діаметр. Його товщина становить від 920 до 5500 пк (3 — 18 тис. св. р.). |
Кулясті скупчення зір | Підсистема Галактики до якої, за оцінками астрономів, входить близько трьохсот кулястих скупчень. Окреме скупчення вміщує від 10 тисяч до мільйона зір, що утримуються як єдине ціле силою гравітації. Обертаються навколо галактичного центра, часто перетинаючи диск галактики. |
Гало | Утворення у вигляді еліпсоїда діаметром понад 184 кпк (600 тис. св. р.), що вміщує всі інші підсистеми Галактики. Обертається гало дуже повільно. Його маса становить від двох до шести трильйонів сонячних мас. До складу гало входять одинокі зорі, кулясті |
� | скупчення й газові хмари, причому загальна маса зір не перевищує мільярда сонячних мас. Проте основним компонентом гало є темна матерія. |
Корона | Зовнішня підсистема Галактики — шар водневої плазми, що утворений, імовірно, внаслідок вибухів наднових зір. |
Центр - це ядро Галактики. Основна маса зірок, що утворюють Галактику, розташована поблизу її головної площини. Чим далі від цієї площини і чим далі від центру Галактики, тим рідше розташовані зірки.
Спіральна структура нашої Галактики Чумацький Шлях недостатньо детально вивчена і є перспективною темою для науки. Вона має, як мінімум, 5 спіральних рукавів: рукав Лебедя, рукав Оріона, рукав Персея, рукав Стрільця і рукав Центавра. Їх назви зумовлені місцем розташування основних масивів рукавів у відповідних сузір'ях.
�Сонячна система розташована в одній з спіральний гілок в площині Галактики і віддалена на північ від цієї площини на відстань ~ 30 світлових років. Виходячи з сучасних гіпотез, з'ясовується, що саме таке положення Сонця в Галактиці дозволило розвинутися життю на планеті Земля.�
�Водночас Сонячна система міститься в дещо особливій ділянці Галактики. Цю ділянку називають Місцевою Бульбашкою (Місцевий Пузир, англ. — Local Bubble), бо вона має вигляд міхура радіусом приблизно в 90 пк (300 св. р.). У цій бульбашці є локальна міжзоряна хмара поперечником 10 пк (30 св. р.), де нині й міститься Сонячна система. Специфіка цієї ділянки полягає в тому, що всередині неї густина міжзоряного газу не більша за 1 атом на 10 см3 — це приблизно уп’ятеро менше, ніж в навколишньому просторі. Сонце разом з планетами увійшли в цю хмару, за різними оцінками, від 44 до 150 тис. років тому, а вийде з неї протягом найближчих десятків або сотень тисяч років.
Всі зірки разом із Сонцем рухаються перпендикулярно центру Галактики - це рух є наслідком обертання Галактики.
Дослідження показали:�в районі Сонця Галактика обертається зі швидкістю
~ 220 - 230 км / с.�Обертання відбувається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на Галактику зверху з Північного Полюса Галактики, що у сузір'ї Волосся Вероніки.
Перша фотографія Галактики Андромеди, отримана Ісааком Робертсом (1887р)
Велика Магелланова Хмара
Мала Магелланова Хмара
Під час експедиції Магеллана в XVI ст. дві великі зоряні хмари, які спостерігали в південній півкулі неба, назвали Великою і Малою Магеллановими Хмарами.
�Що знаходиться в центрі Чумацького Шляху? Астрономи вже давно підозрювали, що в серці нашої Галактики причаїлася чорна діра, але повної впевненості в цьому не було. І ось, після 15 років регулярного моніторингу області галактичного центру з телескопами ESO на обсерваторіях Ла Сілла і Параналь, вчені, нарешті, отримали вирішальний доказ.�
Деяка частина зір Галактики об’єднана в скупчення, тобто в групи, які пов'язані між собою взаємним тяжінням і тому, рухаються в просторі як єдине ціле. Розрізняють два види зоряних скупчень: розсіяні та кулясті.
Зоряні скупчення
Розсіяні зоряні скупчення
Складаються з декількох десятків, сотень, іноді тисяч зір, що мають неправильну форму. Їхні діаметри становлять 10-20 світлових років
Зоряні скупчення
мають сферичну або злегка сплюснуту форму діаметром до 300 св. р. Вони налічують сотні тисяч і навіть мільйони зір, які групуються до центру.
Кулясті зоряні скупчення
Розсіяні зоряні скупчення
У розсіяних зоряних скупченнях багато масивних яскравих зір, змінних, спалахуючих та зір з незвичайним хім. Складом. Всі вони вкладаються на головну послідовність, це свідчить що вік становить лише 1 млрд. років.
Зоряні скупчення
Кулясті зоряні скупчення
Кулясті навпаки, складаються з маломасивних , на пізніх етапах еволюції. На діаграмі спектр-світність вони від F0 вертикально до зони червоних гігантів. Їх вік 10-12 млрд. років.
Розсіяні зоряні скупчення
Зоряні скупчення
Кулясті зоряні скупчення
Майже всі розсіянні скупчення знаходяться в районі Молочного шляху або поблизу нього. Їх виявленно близько 1 200, а найвідоміші з них – Плеяди та Гіади.
Усі кулясті зоряні скупчення розташовуються сферично-семетрично відносно центра Галактики, помітно концентруючись навколо нього.
Омега Центавра
У 20-х роках ХХ ст. увагу астрономів привернули групи біло-голубих зір, що згодом отримали назву – асоціацій. Досліджуючи їх, у 1947р. В. А. Амбарцумян та його співробітники виявили групи зір названі зоряними асоціаціями. Зробили висновок , що процес формування зір продовжується і в наш час.
Зоряні асоціації
За типом зоряного населення асоціації поділяють на:
ОB-асоціації, що здебільшого складаються з гарячих зір спектральних класів O та B.До ОB-асоціацій належать зорі різних спектральних класів від 0 до 32. Розміри ОB-асоціацій приблизно десятки і сотні Пк. Вони на багато більші за розсіяні зоряні скупчення.
Т- асоціації складаються з об’єктів таких, як змінні зорі типу Т Тельця.
Найближча Т-асоціація а знаходиться у сузір’ї Оріона. У ній налічує понад 600 зір типу T Тельця.
Типова задача
Обчисліть, бодай грубо, скільки часу космічний апарат «Вояджер-1» перетинатиме диск Галактики, рухаючись з швидкістю 17,0 км/с.
Відповідь: Діаметр диска Галактики становить приблизно 3 х 104 (100 тис. св. р., або 9 х 1017 км). З формули 5 = t х v, знаходимо
t = 0,53 х 1017 с,
або 1,58 х 109 років.
Підсумок