§14. Наша Галактика

Молочний Шлях — світло-срібляста широка смуга, яка перетинає не­бесну сферу, проходячи, зокрема через сузір'я Близнюків, Тельця, Кассіопеї, Лебедя, Стрільця. Ще в 1609 році Г. Галілей за допомогою телескопа виявив, що Молочний Шлях складається з колосальної кількості дуже слабких зірок. Зусиллями багатьох астрономів, передусім Вільяма Гершеля, його сина Джона Гершеля, В.Я. Струве, встановлено, що зірки небесної сфери належать величезній зоряній системі — Галактиці (від грецького galakticos — молочний). Переважна більшість зір Галактики сконцентрована в Молочному Шляху (в Україні його називають Чумацьким Шляхом). Наше Сонце разом із планетною системою теж входить до складу Галактики.

Уявна площина, яка проходить через середину Молочного Шляху, на­зивається галактичною площиною. Навіть побіжного погляду достатньо, щоб помітити, що з віддаленням від галактичної площини кількість зір на не­бесній сфері зменшується. Та й у самому Молочному Шляху світила розподі­лені нерівномірно. У сузір'ях Візничого та Персея яскравість Молочного Шляху незначна, а в сузір'ї Стрільця він так насичений зорями, що вони утворюють гігантські зоряні хмари. Найбільша з них розташована на межі су­зір'їв Стрільця та Скорпіона. Подібні спостереження наштовхують на кілька висновків. По-перше, Галактика дуже стиснута. По-друге, у сузір'ї Стрільця спостерігаємо надзвичайно збагачену зорями центральну область Галактики, а в напрямку на сузір'я Візничого і Персея — її периферію. Отже, якщо нам видно і те, й інше, то Сонце розташоване всередині зоряної системи (Галак­тики), далеко від її. центра, але і не на межі.

На осінньому зоряному небі впадає в око тісна красива група зірок у су­зір'ї Тельця, схожа на блискучий маленький ківш. Називається вона Плеяда­ми. Неозброєне око розрізняє в цій групі 7-8 зір, а на фотографіях з тривалою експозицією налічується близько 300 слабких зірок. Таке об'єднання зір — Гіади — розташоване поруч з Альдебараном (а Тельця). Ці та аналогічні до них тісні зоряні групи неправильної форми називаються розсіяними зоряни­ми скупченими. У кожному з них сотні або й тисячі зір, які мають спільне походження, об'єднанні силою всесвітнього тяжіння і разом рухаються у про­сторі. Діаметри розсіяних зоряних скупчень становлять 10-20 світових років. Більшість розсіяних скупчень складається тільки із зір головної послідовнос­ті, а це означає, що вік цих утворень не перевищує 10-100 млн. років, тобто вони доволі «молоді». Зараз відомо близько 1200 розсіяних зоряних скупчень і майже усі вони розташовані у Молочному Шляху чи поблизу нього. Найближче до нас розсіяне зоряне скупчення — Гіади — віддалені всього на 46 пк.

Окрім розсіяних, спостерігаються і зоряні скупчення сферичної чи еліп­соїдної форми, які називають кулястими. Вони мають величезні розміри (до 300 св. років) і складаються із сотень тисяч зірок. Значна кількість червоних гігантів у кулястих зоряних скупченнях свідчить про поважний вік цих утво­рень. Найстарші з них існують 13-15 млрд. років. На відміну від розсіяних, кулясті зоряні скупчення сконцентровані біля центра Галактики. Зараз відомо близько 150 кулястих зоряних скупчень, і всі вони надзвичайно віддалені. М22 (читається «Месьє 22») у сузір'ї Стрільця — єдине кулясте зоряне скуп­чення, яке можна бачити неозброєним оком у вигляді туманної плямки (т = 5,1), розташованої на відстані 2800 пк.

У 1947 році радянський астрофізик В.А.Амбарцумян повідомив про відкриття нового виду зоряних утворень — зоряних асоціацій. Це наймоло­дші, розсіяні зоряні скупчення, що складаються з дуже молодих зір. Молоді гарячі біло-голубі зорі (класів О та В) групуються в O-асоціації, а молоді зорі типу Т-Тельця — у Т-асоціації.

Згідно з астрофізичними даними, 98% маси усієї Галактики сконцентровано у зорях. Решта — 2% речовини припадає на газ і пил. Бони надзвичайно розріджені (1 частинка — на 10 см3) і розподілені нерівномірно. Уважно придивившись до Молочного Шляху, можна побачити на його світлому фоні темні області з незначною кількістю світил. А від сузір'я Лебе­дя в напрямі на сузір'я Скорпіона Молочний Шлях складається із двох гілок, розділених так званим Великим Провалом. Ця темна смуга — велетенське скупчення пилу, сконцентрованого поблизу галактичної площини. Газопило­ві хмари екранують світло зірок, розташованих у них та за ними. Іноді з пилу і газу формуються туманності.

Величезні згущення пилу та газу, які мають неправильну форму, нази­ваються дифузними туманностями. Їхня маса може сягати 10 000 М? . Гус­тина туманностей дуже мала — 10-100 частинок в 1 см3, але, простягаючись на десятки й сотні парсек, вони стають непрозорими для світла далеких зір.

У дифузних газопилових туманностях виникають і формуються молоді зорі. Дифузні туманності можуть бути темними та світлими. Залежить це від того, є чи нема поблизу яскравої зорі. Наявність значної кількості темних га­зопилових туманностей у площині Молочного Шляху створює ефект Велико­го Провалу. Однією з найвідоміших темних дифузних туманностей є туман­ність Кінська Голова. Якщо в туманності або біля неї є яскрава зоря, то газ і пил відбивають та розсіюють її світло. Туманність при цьому виглядає світ­лою. Характерним представником таких об'єктів є туманність в Оріоні, роз­ташована трохи нижче від «пояса Оріона». Для не­озброєного ока вона виглядає слабенькою зеленуватою плямкою. Загалом ві­домо понад 150 світлих дифузних туманностей.

Газ туманностей, іонізуючись ультрафіолетом зорі, теж випромінює. Тому в спектрах туманностей, окрім ліній поглинання, є і окремі яскраві лінії випромінювання. За ними визначають хімічний склад туманностей.

Є світлі туманності правильної форми: волокнисті та планетарні. Вва­жається, що ці об'єкти формуються зі скинутих зорями оболонок на заключ­них етапах.

Волокнисті туманності (наприклад, Крабоподібна туманність у сузір'ї Тельця), очевидно, є залишками спалаху наднових зір. З оболонок червоних гігантів утворюються планетарні туманності. Вони мають сферичну форму, а в їх центрі розташована зоря білий карлик. На сьогодні відомо понад 1300 планетарних туманностей. Вони розширюються з неабиякою швидкістю (до 40 км/с) і за кілька десятків тисяч років повністю розсіюються у просторі. Отож, зорі нашої Галактики, сформувавшись із газу й пилу в дифузних ту­манностях, у кінці життя, скидаючи оболонку або вибухаючи, значну частину своєї речовини повертають у міжзоряний простір у вигляді газу волокнистих туманностей.

За сучасними уявленнями, наша Галактика має дві складових – плоску та сферичну див. рис. 1.

Вони відрізняються не лише формою, ай, що головне, об'єктами, які їх утворюють.

Сферична підсистемагало чи корона — складається з газу, дуже старих неяскравих зір, як правило, згрупованих у величезні кулясті скупчен­ня. Об'єкти гало концентруються до центра Галактики, утворюючи балдж (з англійської bulgeопуклість). Радіус гало, згідно з даними Космічного те­лескопа ім. Габбла, дорівнює 300 000 св. р. Плоска підсистемадиск — складається переважно з газу, молодих зір та їхніх скупчень. Вік більшості об'єктів диска до 1 млрд. років.- Діаметр диска 100 000 св. р., а товщина центральної зони 10 000 св, р. кількість зір у диску сягає 400 млрд., а його ма­са 150 млрд. М?.

У центрі Галактики розташоване ядро діаметром 4000 св. р. концентра­ція зір у ядрі дуже висока, ймовірно, у його центрі є дуже масивна чорна діра. Досліджують ядро Галактики в інфрачервоному діапазоні, бо випромінюван­ня таких частот найменше послаблюється.

Наша Галактика має чітко виражену спіральну структуру. Доведено, що вона має дві спіралі. їхні гілки сприймаються нами у вигляді Молочного Шляху. Швидкість обертання зір навколо центра Галактики різна. Із відда­ленням від центра вона спочатку зростає, в околицях Сонця набуває найбі­льшого значення — 250 км/с, а далі повільно зменшується.

Однією із зір Галактики є Сонце. Воно перебуває на відстані близько 30000 св. р. від її центра. Сонце разом зі своєю планетною системою оберта­ється навколо центра Галактики зі швидкістю 250 км/с і робить повний оберт приблизно за 200 млн. років. Цей час називають галактичним роком. Згідно зі спостереженням, наша зоря розташована між двома спіральними рукавами і ніколи не потрапляла в них. Таке розміщення у відносно спокійній частині Галактики є надзвичайно важливою умовою виникнення та існування життя на Землі. Швидка еволюція зір, що відбувається у спіральних рукавах, супро­воджується інтенсивним, смертоносним для всього живого випромінюван­ням. Наприклад, якби на відстані 10 пк від Сонця спалахнула наднова, то че­рез 10 000 років туманність-залишок вибуху сягнула б Сонячної системи і на десятки тисяч років огорнула б її. Висока щільність космічних променів у за­лишках наднової спричинила б різке підвищення рівня радіації на поверхні Землі. Для багатьох видів живих організмів такі умови є згубними і призво­дять до швидкого вимирання. До речі, сліди таких катастроф на планеті є. Деякі вчені вважають, що раптове, дуже швидке вимирання динозаврів зумо­влене «зоряною» причиною, адже за час існування Сонця (5 млрд років) по­близу (10-20 пк) спалахнуло близько десятка наднових зір.




© 2008-2012 Лекції по астрономії | Povered by Nano-CMS | Бесплатный хостинг