Галактика Млечный Путь

Если «население» Вселенной разделить на социальные группы, наша галактика Млечный Путь будет принадлежать к крепкому «среднему классу». Так, она относится к самому распространенному виду галактик, но в то же время не является средней по размеру или массе. Галактик, которые мельче Млечного Пути, больше чем тех, что крупнее его. Еще наш «звездный остров» обладает как минимум 14-ю спутниками — другими карликовыми галактиками. Они обречены кружить вокруг Млечного Пути, пока не будут им поглощены, или же не улетят прочь от межгалактического столкновения. Ну и пока что это единственное место, где наверняка существует жизнь — то есть мы с вами.

Но еще Млечный путь остается наиболее загадочной галактикой во Вселенной: находясь на самом краю «звездного острова», мы видим лишь часть из миллиардов его звезд. А сердце галактики и вовсе невидимо — оно закрыто плотными рукавами звезд, газа и пыли. О фактах и тайнах Млечного Пути и пойдет сегодня речь.

Млечный Путь: главные особенности

У секрета названия нашей галактики, связанного с богами, есть еще одна, менее известная версия. В древнегреческом пантеоне были два титана: Кронос и Рея, которые дали жизнь всем олимпийским богам. Однако процесс деторождения сперва шел медленно: гигант Кронос опасался, что дети захватят его трон, и потому поедал их всех. Рее, как матери, было больно смотреть на кончину собственных детей. Поэтому последнего ребенка, Зевса, она спрятала, а вместо него в пеленки завернула камень и отдала его мужу. Кронос, ощупав «младенца», заявил, что ребенок слишком твердый и худой, и попросил его откормить. Брызги молока богини, которые отразились от холодного камня в небо, и стали звездной полосой Млечного Пути. А спасенный Зевс позже сверг отца-тирана.

К чему вся эта страшная история? Дело в том, что галактика Млечный Путь полностью унаследовала характер своего мифологического отца. Она большая, словно титан, и все также поедает своих спутников-детей. Прямо сейчас внутрь нашего «звездного острова» затягивается карликовая галактика Стрельца. Похожая участь ждет и другие спутники, который видны глазу — Большое и Малое Магеллановы Облака. Гравитационные взаимодействия с Млечным Путем уже сейчас разрушают их спиральные структуры, сбивая «звездные острова» в расплывчатые облака из газа и звезд.

Поглощение, что правда, не ведет к мгновенной смерти звездного острова. «Проглоченные» галактики могут спокойно пройти сквозь Млечный Путь, растеряв немного звезд, и продолжить кружить вокруг него. Но как и в мифе, гиганта ждет возмездие. В Местной Группе галактик Млечный Путь лишь на втором месте по размеру и массе, уступая первенство галактике Андромеды. От ее «рук» наша галактика и примет свою гибель — большая соседка поглотит ее через 3-4 миллиарда лет.

О том, как произойдет столкновение и чем оно грозит, мы уже вам рассказывали. А в этой статье пойдет речь о Млечном пути как уникальной спиральной галактике, которую нам повезло увидеть изнутри.

Характеристики Млечного Пути

Физику создают конкретные цифры и точные параметры — именно они помогают узнать судьбу всего: от падающего на пол бутерброда до громадных галактик, которые простираются на миллионы световых лет. Млечный Путь не является исключением. Давайте посмотрим, чем примечателен наш дом.

• Галактический диск Млечного Пути простирается на расстояние 50-90 тысяч световых лет во все стороны от центра. Как мы уже знаем, это немного, но и не так мало. Радиус крупнейших спутников галактики, Магеллановых Облаков, составляет всего 7 тысяч с.л. Но ближайшая наша соседка, галактика Андромеды, значительно больше Млечного Пути. Чтобы добраться от ее ядра к самому краю, световому лучу нужно 110 тысяч лет.
• Наше Солнце удалено от ядра Млечного пути приблизительно на 27 тысяч световых лет. Считается, что оно ближе к краю диска, чем к центру. Поэтому размеры Млечного Пути обычно рассматривают в меньшем промежутке. А еще наше светило движется с громадной скоростью вокруг галактического центра — от 200 до 250 км/сек. Но даже так на полный круг по Млечному Пути нам нужно 240 миллионов лет. А чтобы преодолеть притяжение галактики и отправиться в межгалактическое путешествие, Солнцу надо разогнаться в два раза быстрее, до скорости 550 км/сек.
• Однако настоящий критерий размера галактики — это количество звезд. Точную оценку, разумеется, никто не может провести. Но именно количество видимого вещества позволяет судить о массивности и концентрации. В Млечном Пути насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд — все зависит от того, как оценивать количество звезд, закрытое от нас галактическим центром и другими рукавами.

• Впрочем, с массой галактики все куда более однозначно — она составляет от 1 до 1,5 триллиона масс Солнца. Эта цифра не поможет подсчитать количество звезд, поскольку большую часть массы покрывает невидимая темная материя, но зато позволяет нагляднее сравнивать Млечный Путь с соседями.

Все эти данные приблизительные, и обличены в числа лишь из-за необходимости в тех или иных вычислениях. Несмотря на развитые инструменты астрономов, точно измерить параметры галактики невозможно. Тем более изнутри, где большая часть звезд скрыта от взора. Поэтому ученые первоочередно задаются другими вопросами — например, как устроен Млечный Путь, и как его устройство работает. Об этом дальше.

Класс и общее строение

Наша галактика — типичная спиральная галактика с перемычкой, SBbc. Сегодня считается, что спиральные галактики составляют 55% от числа всех галактик Вселенной. А галактики с перемычкой являются наиболее распространенным подтипом — это две третьих всех спиральных галактик. Спирально-перемычечные «звездные острова» ученые считают достаточно молодым типом галактик. Со временем, когда ресурсы галактики исчерпываются, перемычка исчезает.

А в чем вообще суть этой перемычки, и как она выглядит? Давайте вкратце разберемся, как построен наш Млечный Путь. Ибо его составные части — единственные вещи относительно галактик, в которых астрономы более-менее уверены.

• Вы уже точно знаете, что внутри Млечного Пути находится ядро — центральная часть галактики, сосредоточение ее массы, вокруг которой располагаются все остальные части «звездного острова». Во Млечном Пути его образует группа звезд и туч пыли, которые на большой скорости движутся вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. Ядро нашей галактики принадлежит к активным, поскольку выделяет больше энергии, чем суммарно все составляющие его звезды.
• Дальше идет балдж (от англ. «вздутие, выпуклость») — сферическая объемная оболочка центра Млечного Пути. Его составляют крупные звезды-гиганты, старые светила и раскаленные газы, которые вращаются вокруг ядра с громадными скоростями. Балдж — самая концентрированная и наиболее яркая часть не только нашей, но и любой другой галактики. Но мы почти его не видим, поскольку он закрыт он нас рукавами Млечного Пути и собственной облачной оболочкой.

• По обе стороны от балджа отходит перемычка — мостик, к которому крепятся галактические рукава Млечного Пути. Часто ее не выделяют в отдельный компонент: без рукавов на фоне, балдж сливается с перемычкой, оставляя только небольшое утолщение в центре. Перемычку можно сравнить с оживленным и бурным руслом реки. Здесь постоянно нагнетаются потоки галактических газов и пыли, что приводит к активному образованию звезд.
• От краев перемычки раскручиваются два главных рукава спирали Млечного Пути — рукава Щита-Кентавра и Персея. Их назвали в честь созвездий земного неба, совпадающих с ними. Существует еще минимум 5 меньших рукавов, которые ответвляются параллельно главным. Однако они являются всего лишь частью галактического диска — тонкого слоя галактики, в котором концентрируется большая часть ее видимого вещества. Толщина диска Млечного Пути равна 2 тысячам световых лет, что довольно мало в сравнении с 180 тысячами с.л. диаметра.

Интересный факт. Рукава — это весьма необычная структура. Когда газ и пыль сохраняют свою спиральную форму и вращаются вместе с галактикой, звезды полностью самостоятельные — они покидают «родительские» рукава и улетают в другие. Существует только один небольшой промежуток, где движение звезд и рукавов синхронно — в этом секторе находится наше Солнце. Астрономы считают, что именно нахождение в таком спокойном месте позволило жизни на Земле сформироваться. Столкновения с облаками галактической пыли и близкие контакты с другими звездами серьезно бы повлияли на планетную систему Солнца.

• Остальную же часть галактики составляет гало. Никто не знает, как далеко оно простирается и где заканчивается. Гало преимущественно заполнено темной материей, которую не так-то просто обнаружить. Однако в нем присутствуют и видимые части. В астрономии их называют сфероидальным компонентом Млечного Пути. Это те видимые светила и облака газов, которые не причисляются к звездному диску — например, шаровые скопления. Светила в них сбиты очень тесно: на кубический парсек в них от 700 до 7000 раз больше звезд!

Шаровые скопления звезд движутся по вытянутым орбитам вокруг Млечного Пути и не контактируют с его газопылевым диском, «заправочной станцией» звездообразования. Поэтому газов у них почти нет, а все звезды приблизительно одного поколения. Но есть скопления, которые выбиваются из этого правила. Они очень плотны, их масса достигает миллионов солнечных масс, и состоят из звезд различного возраста.

Загадка происхождения столь необычных объектов оказалась проста — это остатки ядер тех галактик, которые Млечный Путь поглотил в прошлом. Невероятно, но такие вот «косточки» бывших спутников составляют около четверти всех шаровых звездных скоплений нашей галактики.

История и будущее Млечного Пути

Самой старой звезде, обнаруженной в нашей галактике, HD 140283, астрофизики дают 13,7 миллиарда лет — она только на 100 миллионов лет моложе самой Вселенной. В ту пору галактика развивалась очень бурно. Так как именно в звездах формируются тяжелые элементы вроде кислорода, углерода или железа, первые после Большого Взрыва светила галактики состояли только из гелия и водорода. Без тяжелых веществ, которые играют роль стабилизаторов, новые звезды вырастали очень большими, и существовали считанные миллионы лет до взрыва. По наличию металлов в составе Солнца и газопылевом диске можно сказать точно, что почти все вещество Млечного Пути хоть раз, но было внутри другой звезды.

А что в это время делал сам Млечный Путь? Как и все новые галактики, он активно поглощал разбросанное в пределах своего гало вещество. Этим он занимается и до сих пор. Высокоскоростные газовые облака движутся вокруг галактики и падают на ее диск, обеспечивая материалом для новых звезд. Также в раннем периоде Млечный путь активно поглощал меньшие, карликовые галактики, которые попадались на его пути. Поэтому из множества спутников у галактики осталось лишь 14.

На видео ниже — компьютерная модель столкновения двух галактик, и одна из наиболее качественных на сегодняшний момент.

Но через 4 миллиарда лет спутники ждет поглощение Млечным Путем. Ученые считают, что оно уже началось. Два спутника нашей галактики, которые видны невооруженным глазом — Большое и Малое Магеллановы Облака — прямо сейчас теряют свое вещество, которое наматывается на южный полюс Млечного Пути. Ученые считают, что раньше все галактики-спутники выглядели как одно громадное кольцо, которое распалось во время раскручивания нашей галактики.

Сейчас Млечный Путь принадлежит к «зеленому промежутку» галактик, и находится ровно посередине своего жизненного пути — газ для формирования новых звезд начинает заканчиваться, но сами звезды еще молоды. Однако вырождаться в галактику «красной последовательности» Млечный Путь пока не собирается. После того как он разделается со своими спутниками, его ждет уже известное вам столкновение. После него Млечный Путь и Андромеда объединят свои ресурсы, и их ждет кратковременный рост количества новых звезд.

А дальнейшие перспективы не берутся загадывать даже фантасты. Ведь 5 миллиардов лет, которые требуются для слияния галактик — больше, чем возраст всего живого на текущий момент.