Наша Галактика - Млечный путь.

В ясную темную ночь на видимой половине неба невооруженным глазом можно увидеть от 2-х до 3-х тысяч звезд. Все эти звезды принадлежат нашей галактике – галактике Млечного Пути, в которой по современным оценкам насчитывается несколько сотен миллиардов звезд. Одной из рядовых звезд в составе Млечного Пути является Солнце.

Кроме звезд на небе можно увидеть слабо светящиеся размытые пятнышки, которые долгое время называли туманностями. Сначала предполагалось, что это небольшие облака газа и пыли, находящиеся неподалеку от нас. Однако оказалось, что большинство из этих туманностей представляют собой огромные звездные системы, подобные нашей Галактике, и находящиеся на очень больших расстояниях от Млечного Пути. Астрономы еще в XVIII веке начали догадываться о том, что во Вселенной существуют и другие звездные образования, подобные Млечному Пути, но достоверное подтверждение их существования стало возможным лишь в 20-х годах XX века. С помощью крупных телескопов удалось увидеть в составе туманностей отдельные звезды, именно тогда и появился термин «галактика» (от греческого слова «галактос», что означает «млечный») – галактиками стали называть далекие звездные системы.

Галактики являются основными структурными элементами Вселенной. Э. Хаббл, одним из первых исследовавший десятки ближайших к нам галактик, установил, что они не во всем похожи друг на друга, и выделил три основных типа — спиральные, эллиптические и неправильные галактики. Галактика Млечного Пути относится к наиболее распространенному типу спиральных галактик. В дальнейшем тексте для краткости и в отличие от остальных галактик будем называть ее Галактикой (с заглавной буквы).

В строении Галактики, схематично показанном на рис. 4.1, можно выделить три главных структурных элемента – диск, сферическую оболочку (гало), и корону. Основная часть ярких звезд Галактики, а также диффузное вещество (облака межзвездного газа и космической пыли) сосредоточены во внутренней области, форму которой можно интерпретировать как линзу или как диск. У этого диска, диаметр которого составляет примерно 30 кпк (100 тысяч световых лет), а средняя высота – 5 кпк, имеется центральное утолщение (балдж) с размерами порядка 6-10 кпк. Солнце находится в диске (вблизи средней диаметральной плоскости) на расстоянии от центра, составляющем около двух третей радиуса (примерно 10 кпк). Светящаяся полоса Млечного Пути на небосводе – это и есть видимый нами изнутри диск Галактики.

Форму гало чаще всего считают сферической, однако она ближе к эллипсоиду, большая полуось которого близка к радиусу диска, а малая составляет приблизительно три четверти этого радиуса. Население гало - это преимущественно старые и слабые по блеску звезды, газ и пыль в гало практически отсутствуют. Плотность звезд гало нарастает при приближении к центру Галактики, суммарные массы диска и гало приблизительно равны.

Диск и окружающее его гало погружены в очень разреженную корону - третий главный элемент структуры Галактики. Согласно современным представлениям, радиус короны в 5-10 раз больше радиуса галактического диска. Корона не содержит светящихся звезд, а ее масса (по имеющимся оценкам она в 5-10 раз превышает суммарную массу звезд Галактики) – это и есть т.н. «скрытая масса».

Самые молодые и яркие звезды Галактики находятся в спиральных рукавах (ветвях) диска, вид которых схематично показан на рис. 4.2. В рукавах Галактики и других спиральных галактик содержится небольшая доля звезд, но вследствие их высокой яркости в дисках удаленных галактиках этого класса часто хорошо просматриваются только эти спиральные ветви. Характерной чертой спиральных галактик является относительно быстрое вращение их дисков – все звезды, содержащиеся в дисках, вращаются вокруг оси (см. рис. 4.1) подобно тому, как планеты вращаются вокруг Солнца. Скорость движения Солнца по орбите, которая близка к окружности, составляет 220-250 км/с.

Ближайшая к нам гигантская спиральная галактика - Туманность Андромеды, как и наша Галактика, содержит диск, сферическую составляющую и корону из невидимых масс. Суммарная масса всех звезд Андромеды примерно в 1,5-2 раза больше массы звезд нашей Галактики.

Галактики, лишенные спирального узора, обычно не имеют и дисковой составляющей. Их сферическая составляющая всегда (вследствие вращения) в той или иной степени сплюснута, поэтому такие галактики называют эллиптическими. Звезды в этих галактиках подобны звездам гало нашей Галактики. У самых крупных эллиптических галактик общая масса звезд примерно в 10 раз больше, чем у Галактики, эти галактики имеют и невидимые короны большой мaccы. Встречаются во Вселенной и карликовые эллиптические галактики, часто являющиеся спутниками крупных галактик. Так, у нашей Галактики есть 7 таких карликовых галактик-спутников.

Спутниками Галактики являются также две неправильные галактики – Большое и Малое Магеллановы облака. Неправильными галактиками называют бесструктурные звездные системы, не имеющие явно выраженной формы. Они выглядят клочковатыми облаками молодых ярких звезд и диффузного вещества. Массы неправильных галактик обычно невелики – порядка 10⁶…10⁹ солнечных масс.

Кроме галактик, принадлежащих к рассмотренным трем классам, обнаружены и особенные звездные системы, напоминающие плотные центральные области спиральных и эллиптических галактик, только их ядра еще плотнее и массивнее. Кроме того, подобные галактики проявляют бурную активность — у них видны светящиеся выбросы и струи вещества, наблюдается мощное радиоизлучение и т. п. Самыми активными и необычайно мощными ядрами обладают квазары.

Почти все галактики сгруппированы в различного рода группы и скопления, насчитывающие от нескольких единиц до нескольких тысяч членов. Крупные галактики окружены небольшими галактиками-спутниками. Относительно малочисленные галактические образования называют группами, более крупные образования – скоплениями и сверхскоплениями.

Наша Галактика вместе с Туманностью Андромеды и тремя десятками других менее крупных галактик образует т.н. Местную группу галактик. Эта группа в свою очередь входит в крупное скопление, насчитывающее в своем составе около тысячи галактик. В центре этого скопления находится очень массивная эллиптическая галактика, а само это скопление (называемое скоплением в Деве) служит ядром еще более крупного образования, называемого Местным сверхскоплением, в которое входит еще несколько скоплений и групп галактик. Наибольший (продольный) размер Местного сверхскопления составляет величину порядка 10²³м (10 млн. световых лет), а его поперечный размер приблизительно в 5 раз меньше.

Известны и другие сверхскопления, подобные Местному, все вместе они образуют нечто вроде сетчатой (пористой) структуры. Соединяясь и пересекаясь, протяженные сверхскопления служат своеобразными «стенками» ячеек, внутри которых галактики почти полностью отсутствуют.

Таким образом, в Метагалактике наблюдается сложная иерархия астрономических структур - звезды, галактики, скопления и сверхскопления галактик, и, наконец, ячейки. Систем более крупных, чем ячейки, в Метагалактике не обнаружено. Это означает, что Вселенная, рассматриваемая в очень больших масштабах, является бесструктурной. Именно в этом смысле распределение вещества в ней считают однородным: число галактик в любом объеме пространства Метагалактики с размером 3∙10²⁴ м и больше одинаково. Понятно, что одинаковой при этом должна быть и средняя плотность вещества во всех подобных объемах. Величина этой плотности, составляющая примерно 2∙10^-31 г/см³, характеризует только видимое, светящееся вещество галактик. Если же учесть еще и невидимые короны галактик, то плотность может оказаться приблизительно в 10 раз больше. В последние годы ХХ века было установлено, что наибольшей массой обладает присутствующий во всем пространстве Вселенной физический вакуум. Его плотность оценивается величиной порядка 6∙10^-30 г/см³, что превышает суммарную плотность всех видов космического ве­щества.

Дата добавления: 2015-07-12