Млечны Шлях

Галактыка Мле́чны Шлях (Птушыная дарога), называецца таксама проста Галактыка (з вялікай літары) — гіганцкая зорная сістэма, у якой знаходзіцца, сярод іншых, Сонца, усе бачныя няўзброеным вокам асобныя зоркі, а таксама велізарная колькасць зорак, якія зліваюцца разам і назіраюцца ў выглядзе паласы млечнага шляху. Млечны Шлях з’яўляецца адной са шматлікіх іншых галактык, гэта спіральная галактыка з перамычкай тыпу SBbc па класіфікацыі Хабла.

Галактыка ўключае не менш чым 10 млрд зорак, а таксама міжзорнае рэчыва (газ, пыл). Наша Галактыка (Млечны Шлях) — велізарнае, плоскай формы ўтварэнне з патаўшчэннем у цэнтральнай частцы, мае дыяметр каля 25-30 тыс. парсек, або амаль 100 тыс. светлавых гадоў. Сонечная сістэма знаходзіцца амаль у плоскасці яе сіметрыі на адлегласці прыкладна 2/3 радыуса Галактыкі ад яе цэнтра.

Цэнтральная вобласць Галактыкі атрымала назву ядро. Яно мае дыяметр 1-2 тыс. парсек, і ўяўляе сабой велізарнае, адносна шчыльнае скопішча зорак. Ядро Галактыкі знаходзіцца ў сузор’і Стральца, але назіранню яго перашкаджаюць аблокі касмічнага пылу. Ядро Галактыкі з’яўляецца крыніцай магутнага радыёвыпраменьвання, што сведчыць аб актыўных працэсах, якія адбываюцца ў ім. Тут канцэнтруюцца шаравыя зорныя скопішчы, чырвоныя гіганты.

Большасць зорак галоўнай паслядоўнасці, уключаючы Сонца, белыя карлікі, туманнасці, абарачаюцца вакол ядра Галактыкі. Скорасць іх абарачэння залежыць ад адлегласці да цэнтра Галактыкі, таму Галактыка мае спіральную структуру. Сонца абарачаецца вакол цэнтра Галактыкі са скорасцю каля 230 км/с. Перыяд абароту Сонца вакол цэнтра Галактыкі складае каля 200 млн гадоў. Спіральныя рукавы Галактыкі ўключаюць і маладыя зоркі, век якіх не перавышае 100 млн гадоў, тут знаходзіцца асноўная маса цэфеід, планетарныя туманнасці. Усё гэта паказвае, што ў спіральных рукавах Галактыкі адбываюцца працэсы зораўтварэння.

Існуюць, нарэшце, касмічныя целы, якія перамяшчаюцца па выцягнутых арбітах у розных кірунках і не ўдзельнічаюць у кручэнні галактычнага дыска: шаравыя скопішчы, чырвоныя гіганты, доўгаперыядычнныя пераменныя зоркі тыпу Міры.

Этымалогія

Назва Млечны Шлях пашырана ў заходняй культуры і з’яўляецца калькай з «малочная дарога», якая, у сваю чаргу, калька з «малочны круг». Назва Галактыка утворана па аналогіі з «малочны». Па старажытнагрэчаскай легендзе, Зеўс вырашыў зрабіць свайго сына Геракла, народжанага ад смяротнай жанчыны, несмяротным, і для гэтага падклаў яго спячай жонцы Геры, каб Геракл выпіў боскага малака. Гера, прачнуўшыся, убачыла, што корміць не сваё дзіцё, і адапхнула яго ад сябе. Струмень малака, які пырснуў з грудзей багіні, ператварыўся ў Млечны Шлях.

У савецкай астранамічнай школе галактыка Млечны Шлях звалася проста «наша Галактыка» ці «сістэма Млечны Шлях»; словазлучэнне «Млечны шлях» выкарыстоўвалася для пазначэння бачных зорак, якія аптычна для назіральніка складаюць Млечны Шлях.

У іншых, нееўрапейскіх, культурах ёсць маса іншых назваў Млечнага Шляху. Слова «Шлях» часта застаецца, слова «Млечны» замяняецца на іншыя эпітэты.

Структура Галактыкі

Дыяметр Галактыкі складае каля 30 тысяч парсекаў (парадку 100 000 светлавых гадоў, 1 квінтыльён кіламетраў) пры ацэначнай сярэдняй таўшчыні парадку 1000 светлавых гадоў.

Па сучасных ацэнках Галактыка ўтрымлівае ад 200 да 400 мільярдаў зорак. Асноўная маса зорак размешчана ў форме плоскага дыска.

Па стане на студзень 2009, маса Галактыкі ацэньваецца ў 3 мас Сонца, або 6 кг. Ацэнка, апублікаваная ў маі 2016 года астрафізікамі з Канады, вызначае масу галактыкі ўсяго ў 7 мас Сонца. Большая частка масы Галактыкі ўтрымліваецца не ў зорках і міжзорным газе, а ў несвятлівым гало з цёмнай матэрыі.

Дыск Толькі ў 1980-х гадах астраномы выказалі здагадку, што Млечны Шлях з’яўляецца спіральнай галактыкай з перамычкай, а не звычайнай спіральнай галактыкай. Гэта здагадка была пацверджана ў 2005 годзе касмічным тэлескопам імя Лаймана Спітцэра, які паказаў, што цэнтральная перамычка нашай галактыкі з’яўляецца большай, чым лічылася раней16 August 2005 — New Scientist article.

Паводле ацэнак навукоўцаў, галактычны дыск, які выдаецца ў розныя бакі ў раёне галактычнага цэнтра, мае дыяметр каля 100 000 светлавых гадоўМлечный путь — наша Галактика. У параўнанні з гало, дыск круціцца заўважна хутчэй. Скорасць яго кручэння неаднолькавая на розных адлегласцях ад цэнтра. Яна імкліва ўзрастае ад нуля ў цэнтры да 200—240 км/з на адлегласці 2 тыс. светлавых гадоў ад яго, потым трохі змяншаецца, ізноў узрастае прыкладна да таго ж значэння і далей застаецца амаль пастаяннай. Вывучэнне асаблівасцей кручэння дыска дазволіла ацаніць яго масу, аказалася, што яна ў 150 млрд раз большая за M☉.

Паблізу плоскасці дыска канцэнтруюцца маладыя зоркі і зорныя скопішчы, узрост якіх не перавышае некалькіх мільярдаў гадоў. Яны ўтвараюць так званы плоскі складнік. Сярод іх вельмі шмат яркіх і гарачых зорак. Газ у дыску Галактыкі таксама засяроджаны галоўным чынам блізка яго плоскасці. Ён размеркаваны нераўнамерна, утвараючы шматлікія газавыя аблокі — ад гіганцкіх неаднародных па структуры аблокаў, працягласцю звыш некалькіх тысяч светлавых гадоў, да невялікіх аблокаў памерамі не больш за парсек.

Ядро

У сярэдняй частцы Галактыкі знаходзіцца патаўшчэнне, якое завецца балджам ( — патаўшчэнне) і складае каля 8 тысяч парсекаў у папярочніку. Цэнтр ядра Галактыкі знаходзіцца ў сузор’і Стральца (α = 265°, δ = −29°)В. Д. Шабетник Физическое образование в вузах. 1998Блинников С. Открытие нашей вселенной // Новый мир, — № 11, Ноябрь 2008, — C. 153—165. Адлегласць ад Сонца да цэнтра Галактыкі 8,5 кілапарсекаў (2,62 км, ці 27 700 светлавых гадоў). У цэнтры Галактыкі, відаць, знаходзіцца звышмасіўная чорная дзірка (Стралец A*) (каля 4,3 мільёна M☉Астрономы взвесили черную дыру в центре Млечного Пути) вакол якой, меркавана, круціцца чорная дзірка сярэдняй масы«Учёные обнаружили в центре Млечного Пути вторую чёрную дыру» ад 1000 да 10 000 M☉ і перыядам абарачэння каля 100 гадоў і некалькі тысяч параўнальна невялікіхРой черных дыр в нашей Галактике. Іх супольнае гравітацыйнае дзеянне на суседнія зоркі прымушае апошнія рухацца па незвычайных траекторыях. Існуе здагадка, што большасць галактык мае звышмасіўныя чорныя дзіркі ў сваім ядрыСверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики быстро вращается.

Для цэнтральных участкаў Галактыкі характэрна моцная канцэнтрацыя зорак: у кожным кубічным парсеку паблізу цэнтра іх утрымліваюцца многія тысячы. Адлегласці паміж зоркамі ў дзясяткі і сотні разоў меншыя, чым у наваколлі Сонца. Як і ў большасці іншых галактык, размеркаванне масы ў Млечным Шляху такое, што арбітальная скорасць большасці зорак Галактыкі не залежыць істотна ад іх адлегласці да цэнтра. Далей ад цэнтральнай перамычкі да вонкавага кола звычайная скорасць абарачэння зорак складае 210—240 км/с. Такім чынам, такое размеркаванне скорасці, якога не назіраецца ў Сонечнай сістэме, дзе розныя арбіты маюць істотна розныя скорасці абарачэння, з’яўляецца адным з указанняў на існаванне цёмнай матэрыі.

Лічыцца, што даўжыня галактычнай перамычкі складае каля 27 000 светлавых гадоў. Гэта перамычка праходзіць праз цэнтр галактыкі пад вуглом 44 ± 10 градусаў да лініі паміж нашым Сонцам і цэнтрам галактыкі. Яна складаецца пераважна з чырвоных зорак, якія лічацца вельмі старымі. Перамычка аточана кальцом, так званым «Кальцом у пяць кілапарсекаў». Гэта кальцо ўтрымлівае вялікую частку малекульнага вадароду Галактыкі і з’яўляецца актыўным рэгіёнам зоркаўтварэння ў нашай Галактыцы. Калі весці назіранне з галактыкі Андрамеды, то галактычная перамычка Млечнага Шляху была б яркай яго часткай[ 23 April 2006] — http://www.bu.edu/galacticring/new_introduction.htm .

У 2016 годзе японскія астрафізікі паведамілі аб выяўленні ў Галактычным цэнтры другой гіганцкай чорнай дзіркі. Гэта чорная дзірка знаходзіцца ў 200 светлавых гадах ад цэнтра Млечнага Шляху. Назіраны астранамічны аб’ект з воблакам займае вобласць прасторы дыяметрам 0,3 светлавога года, а яго маса складае 100 тысяч мас Сонца. Пакуль дакладна не ўстаноўлена прырода гэтага аб’екта — гэта чорная дзірка ці іншы аб’ект.

Рукавы

Галактыка адносіцца да класа спіральных галактык, гэта азначае, што ў Галактыкі ёсць спіральныя рукавы, размешчаныя ў плоскасці дыска. Дыск пагружаны ў гало сферычнай формы, а вакол яго знаходзіцца сферычная карона. Сонечная сістэма знаходзіцца на адлегласці 8,5 тысяч парсекаў ад галактычнага цэнтра, паблізу плоскасці Галактыкі (зрушэнне к Паўночнаму полюсу Галактыкі складае ўсяго 10 парсекаў), на ўнутраным краі рукава, які называецца рукаў Арыёна. Такое размяшчэнне не дае магчымасці назіраць форму рукавоў візуальна. Новыя дадзеныя па назіраннях малекульнага газу (СА) кажуць пра тое, што ў нашай Галактыкі есці два рукавы, якія пачынаюцца каля бара ва ўнутранай частцы Галактыкі. Апроч таго, ва ўнутранай частцы ёсць яшчэ пара рукавоў. Потым гэтыя рукавы пераходзяць у чатырохрукаўную структуру, якая назіраецца ў лініі нейтральнага вадароду ў вонкавых частках Галактыкіarxiv:0812.3491 Узор спиральных рукавов Млечного Пути (The Milky Way spiral arm pattern).

Гало

Галактычнае гало мае сферычную форму і выходзіць за межы галактыкі на 5—10 тысяч светлавых гадоў«Газовое гало Галактики» , тэмпература гало каля 5 K. Галактычны дыск аточаны сфероідным гало, якое складаецца са старых зорак і шаравых скопішчаў, 90 % якіх знаходзіцца на адлегласці менш за 100 000 светлавых гадоўhttp://www.seds.org/messier/xtra/data/mwgc.dat.txt ад цэнтра галактыкі. Аднак у апошні час было знойдзена некалькі шаравых скопішчаў, такіх як Pal 4 і AM 1, размешчаных на адлегласці больш за 200 000 светлавых гадоў ад цэнтра галактыкі. Цэнтр сіметрыі гало Млечнага Шляху супадае з цэнтрам галактычнага дыска. Складаецца гало галоўным чынам з вельмі старых, няяркіх маламасіўных зорак. Яны сустракаюцца як паасобку, так і ў выглядзе шаравых скопішчаў, якія могуць утрымваць да мільёна зорак. Узрост насельніцтва сферычнай складальнай Галактыкі перавышае 12 млрд гадоў, яго звычайна лічаць узростам самой Галактыкі.

Тым часам як галактычны дыск утрымлівае газ і пыл, што ўскладняе праходжанне бачнага святла, сфероідная кампанента такіх складнікаў не ўтрымлівае. Актыўнае зоркаўтварэнне адбываецца ў дыску (асабліва ў спіральных рукавах, якія з’яўляюцца зонамі павышанай шчыльнасці). У гало зоркаўтварэнне завяршылася. Рассеяныя скопішчы таксама сустракаюцца пераважна ў дыску. Лічыцца, што асноўную масу нашай галактыкі складае цёмная матэрыя, якая ўтварае гало цёмнай матэрыі масай прыкладна 600 — 3000 мільярдаў . Гало цёмнай матэрыі сканцэнтравана ў кірунку цэнтра галактыкіThe radial velocity dispersion profile of the Galactic halo: Constraining the density profile of the dark halo of the Milky Way, Battaglia et al. 2005, MNRAS, 364 (2005) 433 . Зоркі і зорныя скопішчы гало рухаюцца вакол цэнтра Галактыкі па вельмі выцягнутых арбітах. Паколькі асобныя зоркі абарачаюцца некалькі неўпарадкавана (то-бок скорасці суседніх зорак могуць мець любыя напрамкі), гало ў цэлым круціцца вельмі павольна.

Гісторыя назірання

Усведамленне таго, што мы жывем у галактыцы, і, што на самай справе існуе шмат іншых галактык, прайшло паралельна з адкрыццямі аб Млечным Шляху і іншымі туманнасцямі ў начным небе.

Грэчаскі філосаф Дэмакрыт (450—370 да н.э.) дапусціў, што светлая паласа на начным небе, вядомая як Млечны Шлях, можа складацца з далёкіх зорак. Арыстоцель (384—322 да н.э.), аднак, лічыў, што Млечны Шлях узнікае ад «узгарання вогненных выпарэнняў некаторых зорак, якія вялікія, шматлікія і знаходзяцца блізка адна да адной», і што «адбываецца ўзгаранне ў верхняй частцы атмасферы, у абласцях сусвету, якія непарыўна звязаныя з нябеснымі рухамі». Неаплатаніст філосаф Алімпіядор Малодшы (495—570 н.э.) крытыкаваў гэты пункт гледжання, сцвярджаючы, што калі Млечны Шлях знаходзіўся пад Месяцам, ён павінен выглядаць па-рознаму ў залежнасці ад часу і месца на Зямлі, і што ён павінен мець паралакс, якога ён не мае. На яго думку, Млечны Шлях — з’ява на нябеснай сферы. Гэта ідэя стане ўплывовай пазней у ісламскім свеце.