Naše galaxie se nazývá Mléčná dráha, jsou v ní stovky miliard hvězd. Až do roku 1924 se věřilo, že naše galaxie je jediná ve vesmíru, řada objevů učiněných v těchto záležitostech změnila představu o světě. Vesmír nekončí za Mléčnou dráhou, dnes je již známo, že nás obklopuje asi dvě stě miliard galaxií, z nichž každá je svým způsobem jedinečná.
Všechny galaxie se vyznačují společným vzorem: jsou agresivní, násilně se rodí a násilně umírají. Galaxie zvaná Mléčná dráha je obrovská, její rozměry se počítají na světelné roky (světelný rok je asi 10 bilionů km). Naše galaxie je stará něco málo přes 12 miliard let a je považována za docela malou galaxii ve vesmíru.
Jak galaxie funguje, je to především obrovská kupa hvězd, která čítá více než sto miliard. Mléčná dráha vypadá jako obrovský disk se zesílením ve středu se spirálními rameny obřích rozměrů. Takových systémů je ve vesmíru nespočet. Odborníci se domnívají, že galaxie vznikly v důsledku obří exploze ve vesmíru.
V důsledku toho se asi po 200 milionech let vytvořily první hvězdy, které gravitace nakonec vtáhla do galaxií, tj. objevil se vesmír. Mléčná dráha, stejně jako galaxie jako ona, se skládá z mnoha malých struktur. Gravitační síly přitahovaly a otáčely hvězdy, to pokračovalo, dokud gravitace neproměnila takovou hvězdokupu v plochý disk.
O něco později hvězdy a plyn vytvořily hvězdná ramena obřích rozměrů, k podobným procesům podle vědců došlo více než miliardkrát v celém vesmíru. Každá z existujících galaxií se točí kolem jediného středu. Podle vědců může chování galaxie změnit pouze černá díra, a to nejen díra, ale supermasivní.
„Potravou“ pro supermasivní černé díry je plyn a hvězdy, které jsou absorbovány ve velkém množství. Pokud se takové „jídlo“ zkonzumuje hodně, může se uvolnit ve formě paprsku čisté energie. Tento jev se nazývá kvasar, když astronomové vidí takový jev v nějaké galaxii, znamená to, že se tam nachází supervýkonná černá díra.
Ve středu naší galaxie se nachází supermasivní černá díra, jejíž velikost ve středu Mléčné dráhy je 24 milionů km. Zdálo by se, jak se galaxie pohybuje, protože černá díra je silným zdrojem gravitace a pod jejím vlivem se hvězdný systém musí rozpadnout. Vědci astronomové došli k závěru, že existuje ještě mocnější síla než supermasivní černá díra, dali jí název černá hmota. Má ještě silnější přitažlivou sílu.
Černá hmota je nejen vaznou silou galaxie, ale také ji podporuje a přispívá k jejímu novému zrození. Je neviditelná a nehmotná, ale věří se, že je neustále mezi námi. Pokud jde o pravděpodobné nebezpečí pádu planety Země do černé díry, vědci se domnívají, že je minimální. Koneckonců i podle kosmických standardů se nachází ve velké vzdálenosti od černé díry - asi 2500 světelných let.
Naše sluneční soustava, všechny hvězdy, které jsou viditelné na noční obloze, a mnoho dalších tvoří soustavu – Galaxie. Takových systémů (galaxií) jsou ve vesmíru miliony. Naše galaxie nebo také galaxie Mléčná dráha je spirální galaxie s příčkou jasných hvězd.
Co to znamená? Most jasných hvězd se vynořuje ze středu Galaxie a protíná Galaxii uprostřed. V takových galaxiích začínají spirální ramena na koncích příček, zatímco u běžných spirálních galaxií vycházejí přímo z jádra. Podívejte se na obrázek „Počítačový model galaxie Mléčná dráha“.
Pokud vás zajímá, proč naše Galaxie dostala jméno „Mléčná dráha“, pak si poslechněte starověkou řeckou legendu.
Zeus, bůh nebe, hromu a blesku, který má na starosti celý svět, se rozhodl učinit svého syna Herkula, narozeného ze smrtelné ženy, nesmrtelným. Aby to udělal, položil dítě na svou spící manželku Héru, aby Herkules pil božské mléko. Hera, když se probudila, viděla, že své dítě nekrmí, a odstrčila ho od sebe. Proud mléka, který stříkal z prsou bohyně, se proměnil v Mléčnou dráhu.
Samozřejmě je to jen legenda, ale Mléčná dráha je na obloze vidět jako mlhavý pruh světla, který se táhne přes celou oblohu – umělecký obraz vytvořený starověkými lidmi je zcela oprávněný.
Když mluvíme o naší Galaxii, píšeme toto slovo s velkým písmenem. Když mluvíme o jiných galaxiích, píšeme s velkým písmenem.
Struktura naší Galaxie
Průměr Galaxie je asi 100 000 světelných let (jednotka délky rovna vzdálenosti, kterou světlo urazí za jeden rok; světelný rok je 9 460 730 472 580 800 metrů).
Galaxie obsahuje 200 až 400 miliard hvězd. Vědci se domnívají, že většina hmoty Galaxie není obsažena ve hvězdách a mezihvězdném plynu, ale v nesvítících svatozář z temné hmoty. Svatozář- Toto je neviditelná složka galaxie, která má kulový tvar a přesahuje její viditelnou část. Skládá se hlavně z tenkého horkého plynu, hvězd a temné hmoty a tvoří většinu galaxie. Temná hmota je forma hmoty, která nevyzařuje ani neinteraguje s elektromagnetickým zářením. Tato vlastnost této formy hmoty znemožňuje její přímé pozorování.
Ve střední části Galaxie dochází k zahuštění tzv boule. Pokud bychom se na naši Galaxii mohli podívat ze strany, viděli bychom toto zahuštění v jejím středu, podobně jako dva žloutky na pánvi, pokud jsou složené spodními podstavami – podívejte se na obrázek.
V centrální části Galaxie je silná koncentrace hvězd. Předpokládá se, že délka galaktické příčky je asi 27 000 světelných let. Tato příčka prochází středem Galaxie pod úhlem ~44º k linii mezi naším Sluncem a středem Galaxie. Skládá se především z červených hvězd, které jsou považovány za velmi staré. Propojka je obklopena kroužkem. Tento prstenec obsahuje většinu molekulárního vodíku Galaxie a je aktivní oblastí tvorby hvězd v naší Galaxii. Při pozorování z galaxie Andromeda by galaktická příčka Mléčné dráhy byla její světlou částí.
Všechny spirální galaxie, včetně naší, mají spirální ramena v rovině disku: dvě ramena začínající na příčce ve vnitřní části Galaxie a ve vnitřní části je další pár ramen. Tato ramena se pak transformují do čtyřramenné struktury pozorované v neutrální vodíkové čáře ve vnějších částech Galaxie.
Objev Galaxie
Nejprve to bylo objeveno teoreticky: astronomové se již dozvěděli, že Měsíc obíhá kolem Země a satelity obřích planet tvoří systémy. Země a další planety obíhají kolem Slunce. Pak vyvstala přirozená otázka: je Slunce také součástí ještě většího systému? První systematické studium této problematiky bylo provedeno v 18. století. anglický astronom William Herschel. V souladu se svými pozorováními uhodl, že všechny hvězdy, které jsme pozorovali, tvoří obří hvězdný systém, který je zploštělý směrem ke galaktickému rovníku. Dlouhou dobu se věřilo, že všechny objekty ve vesmíru jsou části naší Galaxie, ačkoli Kant dokonce navrhl, že některé mlhoviny by mohly být jinými galaxiemi podobnými Mléčné dráze. Tato Kantova hypotéza byla definitivně prokázána až ve 20. letech 20. století, kdy Edwin Hubble změřil vzdálenost k některým spirálním mlhovinám a ukázal, že kvůli své vzdálenosti nemohou být součástí Galaxie.
Kde se v Galaxii nacházíme?
Naše sluneční soustava se nachází blíže k okraji disku Galaxie. Spolu s dalšími hvězdami se Slunce otáčí kolem středu Galaxie rychlostí 220-240 km/s, což činí jednu otáčku přibližně za 200 milionů let. Za celou dobu své existence tedy Země obletěla střed Galaxie nejvýše 30krát.
Spirální ramena Galaxie se otáčejí konstantní úhlovou rychlostí, jako paprsky v kole, a pohyb hvězd probíhá podle jiného vzoru, takže téměř všechny hvězdy v disku buď spadnou do spirálních ramen, nebo z nich vypadnou. . Jediným místem, kde se rychlosti hvězd a spirálních ramen shodují, je takzvaný korotační kruh a právě na něm se nachází Slunce.
Pro nás pozemšťany je to velmi důležité, protože ve spirálních ramenech probíhají násilné procesy, které generují silné záření, které je destruktivní pro všechno živé. Žádná atmosféra ho před tím nemohla ochránit. Naše planeta ale existuje na relativně klidném místě v Galaxii a nebyla těmito kosmickými kataklyzmaty zasažena. Proto se život mohl zrodit a přežít na Zemi - Stvořitel si pro naši kolébku Země vybral klidné místo.
Naše Galaxie je součástí Místní skupina galaxií- gravitačně vázaná skupina galaxií, včetně galaxie Mléčná dráha, galaxie Andromeda (M31) a galaxie Triangulum (M33), tuto skupinu můžete vidět na obrázku.
> Mléčná dráha
mléčná dráha– spirální galaxie se sluneční soustavou: zajímavosti, velikost, plocha, detekce a název, studie s videem, struktura, umístění.
Mléčná dráha je spirální galaxie pokrývající oblast 100 000 světelných let, ve které se nachází sluneční soustava.
Pokud máte místo dále od města, kde je tma a je z něj krásný výhled na hvězdnou oblohu, můžete si všimnout slabého pruhu světla. Toto je skupina s miliony malých jasných světel a zářících svatozářů. Hvězdy jsou před vámi galaxie Mléčná dráha.
Ale co je ona? Pro začátek, Mléčná dráha je spirální galaxie s příčkou, která je domovem Sluneční soustavy. Je těžké nazývat domovskou galaxii něčím jedinečným, protože ve vesmíru existují stovky miliard dalších galaxií, z nichž mnohé jsou podobné.
Zajímavá fakta o galaxii Mléčná dráha
- Mléčná dráha se začala formovat jako shluk hustých oblastí po velkém třesku. První hvězdy, které se objevily, byly v kulových hvězdokupách, které nadále existují. Toto jsou nejstarší hvězdy v galaxii;
- Galaxie zvýšila své parametry díky absorpci a splynutí s ostatními. Nyní bere hvězdy z trpasličí galaxie Střelec a Magellanova mračna;
- Mléčná dráha se pohybuje vesmírem se zrychlením 550 km/s vzhledem k záření kosmického mikrovlnného pozadí;
- V galaktickém středu se skrývá supermasivní černá díra Sagittarius A*. Jeho hmotnost je 4,3 milionkrát větší než hmotnost Slunce;
- Plyn, prach a hvězdy rotují kolem středu rychlostí 220 km/s. Toto je stabilní indikátor, který naznačuje přítomnost skořápky temné hmoty;
- Za 5 miliard let se očekává srážka s galaxií v Andromedě. Někteří věří, že Mléčná dráha je obří spirální dvojitý systém;
Objevování a pojmenování galaxie Mléčná dráha
Naše galaxie Mléčná dráha má docela zajímavý název, protože mlžný opar připomíná mléčnou stopu. Název má starověké kořeny a je přeložen z latiny „Via Lactea“. Toto jméno se objevuje již v díle „Tadhira“ od Nasira ad-Din Tusiho. Napsal: „Zastoupeno mnoha malými a hustě seskupenými hvězdami. Jsou umístěny blízko sebe, takže vypadají jako skvrny. Barva připomíná mléko...“ Obdivujte fotografii galaxie Mléčná dráha s jejími rameny a středem (naši galaxii samozřejmě nikdo nevyfotí, ale existují podobné návrhy a přesné strukturální údaje, které poskytují představu o vzhledu galaxie střed a paže).
Vědci si mysleli, že Mléčná dráha je plná hvězd, ale to zůstalo jen odhadem až do roku 1610. Tehdy Galileo Galilei namířil první dalekohled na oblohu a viděl jednotlivé hvězdy. Lidem to také odhalilo novou pravdu: existuje mnohem více hvězd, než jsme si mysleli, a jsou součástí Mléčné dráhy.
Immanuel Kant v roce 1755 věřil, že Mléčná dráha je sbírka hvězd spojených společnou gravitací. Gravitační síla způsobuje rotaci předmětů a jejich zploštění do tvaru disku. V roce 1785 se William Herschel pokusil znovu vytvořit galaktický tvar, ale neuvědomil si, že většina z nich je skryta za oparem prachu a plynu.
Situace se mění ve 20. letech 20. století. Edwin Hubble nás dokázal přesvědčit, že nevidíme spirální mlhoviny, ale jednotlivé galaxie. Tehdy se naskytla příležitost realizovat naši formu. Od té chvíle bylo jasné, že se jedná o spirální galaxii s příčkou. Podívejte se na video a prozkoumejte strukturu galaxie Mléčná dráha a prozkoumejte její kulové hvězdokupy a zjistěte, kolik hvězd v galaxii žije.
Naše galaxie: pohled zevnitř
Astrofyzik Anatolij Zasov o hlavních složkách naší galaxie, mezihvězdném médiu a kulových hvězdokupách:
Umístění galaxie Mléčná dráha
Mléčná dráha na obloze je rychle rozpoznána díky široké a protáhlé bílé čáře, která připomíná mléčnou stopu. Zajímavé je, že tato hvězdná skupina byla viditelná již od vzniku planety. Ve skutečnosti tato oblast funguje jako galaktický střed.
Galaxie má průměr 100 000 světelných let. Pokud byste se na to mohli podívat shora, všimli byste si uprostřed vybouleniny, ze které vycházejí 4 velká spirálová ramena. Tento typ představuje 2/3 galaxií ve vesmíru.
Na rozdíl od obvyklé spirály obsahují vzorky s propojkou uprostřed tyč se dvěma větvemi. Naše galaxie má dvě hlavní ramena a dvě vedlejší. Náš systém se nachází v rameni Orion.
Mléčná dráha není statická a otáčí se v prostoru a nese s sebou všechny předměty. Sluneční soustava se pohybuje kolem galaktického středu rychlostí 828 000 km/h. Ale galaxie je neuvěřitelně obrovská, takže jeden průchod trvá 230 milionů let.
Spirální ramena hromadí spoustu prachu a plynu, což vytváří vynikající podmínky pro vznik nových hvězd. Ramena se rozprostírají od galaktického disku v délce přibližně 1000 světelných let.
Uprostřed Mléčné dráhy můžete vidět vybouleninu plnou prachu, hvězd a plynu. To je důvod, proč můžete vidět jen malé procento z celkového počtu hvězd v galaxii. Je to všechno o hustém oparu plynu a prachu, který blokuje výhled.
V samém středu leží supermasivní černá díra, miliardkrát hmotnější než Slunce. S největší pravděpodobností býval mnohem menší, ale pravidelná strava z prachu a plynu mu umožnila růst. To je neuvěřitelný žrout, protože někdy jsou nasávány i hvězdy. Samozřejmě to není možné vidět přímo, ale gravitační vliv je sledován.
Kolem galaxie je halo horkého plynu, kde žijí staré hvězdy a kulové hvězdokupy. Rozprostírá se přes stovky tisíc světelných let, ale obsahuje pouze 2 % hvězd, které jsou v disku. Nezapomínejme na temnou hmotu (90 % galaktické hmoty).
Struktura a složení galaxie Mléčná dráha
Při pozorování je jasné, že Mléčná dráha rozděluje nebeský prostor na dvě téměř totožné polokoule. To naznačuje, že náš systém se nachází blízko galaktické roviny. Je patrné, že galaxie má nízkou úroveň jasnosti povrchu kvůli skutečnosti, že plyn a prach jsou soustředěny v disku. To nejen znemožňuje vidět galaktický střed, ale také pochopit, co se skrývá na druhé straně. Střed galaxie Mléčná dráha můžete snadno zahlédnout na níže uvedeném diagramu.
Pokud by se vám podařilo vymanit se z Mléčné dráhy a získat perspektivu shora, pak byste viděli spirálu s tyčí. Rozprostírá se přes 120 000 světelných let a je 1000 světelných let široká. Po mnoho let si vědci mysleli, že vidí 4 paže, ale jsou jen dvě z nich: Scutum-Centauri a Sagittarius.
Ramena jsou tvořena hustými vlnami rotujícími kolem galaxie. Pohybují se po ploše, takže stlačují prach a plyn. Tento proces spouští aktivní zrození hvězd. To se děje ve všech galaxiích tohoto typu.
Pokud jste narazili na fotografie Mléčné dráhy, pak jsou to všechno umělecké interpretace nebo jiné podobné galaxie. Bylo pro nás těžké pochopit jeho vzhled, protože se nacházíme uvnitř. Představte si, že chcete popsat vnější stranu domu, pokud jste nikdy neopustili jeho stěny. Vždy se ale můžete podívat z okna a podívat se na sousední budovy. Na spodním obrázku můžete snadno pochopit, kde se nachází Sluneční soustava v galaxii Mléčná dráha.
Pozemní a vesmírné mise odhalily, že galaxie je domovem 100-400 miliard hvězd. Každá z nich může mít jednu planetu, to znamená, že galaxie Mléčná dráha je schopna pojmout stovky miliard planet, z nichž 17 miliard je velikostí a hmotností podobných Zemi.
Přibližně 90 % galaktické hmoty jde do temné hmoty. Nikdo nedokáže vysvětlit, čemu čelíme. V zásadě ještě nebyl spatřen, ale o jeho přítomnosti víme díky rychlé galaktické rotaci a dalším vlivům. Právě to zabraňuje zničení galaxií během rotace. Podívejte se na video a dozvíte se více o hvězdách Mléčné dráhy.
Hvězdná populace galaxie
Astronom Alexey Rastorguev o stáří hvězd, hvězdokup a vlastnostech galaktického disku:
Pozice Slunce v Galaxii Mléčná dráha
Mezi dvěma hlavními rameny je rameno Orion, ve kterém se naše soustava nachází 27 000 světelných let od středu. Na odlehlost si nemá smysl stěžovat, protože v centrální části se skrývá supermasivní černá díra (Sagittarius A*).
Naše hvězdě, Slunci, trvá 240 milionů let, než oběhne galaxii (kosmický rok). To zní neuvěřitelně, protože naposledy, když bylo Slunce v této oblasti, se po Zemi proháněli dinosauři. Za celou dobu své existence provedla hvězda přibližně 18-20 průletů. To znamená, že se zrodila před 18,4 vesmírnými lety a stáří galaxie je 61 vesmírných let.
Srážková dráha galaxie Mléčná dráha
Mléčná dráha se nejen otáčí, ale také se pohybuje v samotném Vesmíru. A přestože je prostor velký, nikdo není imunní vůči kolizím.
Odhaduje se, že asi za 4 miliardy let se naše galaxie Mléčná dráha srazí s galaxií v Andromedě. Blíží se rychlostí 112 km/s. Po srážce se aktivuje proces zrození hvězdy. Celkově Andromeda není nejhezčí závodník, protože v minulosti narazila do jiných galaxií (znatelně velký prachový prstenec uprostřed).
Pozemšťané by se ale budoucí události neměli obávat. Koneckonců, v té době již Slunce exploduje a zničí naši planetu.
Co bude dál s galaxií Mléčná dráha?
Předpokládá se, že Mléčná dráha vznikla sloučením menších galaxií. Tento proces pokračuje, protože galaxie Andromeda se k nám již řítí, aby za 3-4 miliardy let vytvořila obří elipsu.
Mléčná dráha a Andromeda neexistují izolovaně, ale jsou součástí Místní skupiny, která je také součástí Nadkupy Panny. Tato gigantická oblast (110 milionů světelných let) je domovem 100 skupin a kup galaxií.
Pokud jste nemohli obdivovat svou rodnou galaxii, udělejte to co nejdříve. Najděte si tiché a tmavé místo s otevřeným nebem a užijte si tuto úžasnou hvězdnou kolekci. Připomeňme, že stránka má virtuální 3D model galaxie Mléčná dráha, který vám umožňuje online studovat všechny hvězdy, kupy, mlhoviny a známé planety. A naše hvězdná mapa vám pomůže najít všechna tato nebeská tělesa na obloze sami, pokud se rozhodnete koupit si dalekohled.
Poloha a pohyb Mléčné dráhy
Planeta Země, Sluneční soustava, miliardy dalších hvězd a nebeských těles – to vše je naše galaxie Mléčná dráha – obrovský mezigalaktický útvar, kde se vše podřizuje gravitačním zákonům. Údaje o skutečné velikosti galaxie jsou pouze přibližné. A nejzajímavější je, že takových útvarů, větších či menších, jsou ve Vesmíru stovky, možná i tisíce.
Galaxie Mléčná dráha a to, co ji obklopuje
Všechna nebeská tělesa, včetně planet Mléčné dráhy, satelitů, asteroidů, komet a hvězd, jsou neustále v pohybu. Všechny tyto objekty zrozené v kosmickém víru velkého třesku jsou na cestě svého vývoje. Někteří jsou starší, jiní jsou jednoznačně mladší.
Gravitační formace rotuje kolem středu, přičemž jednotlivé části galaxie rotují různou rychlostí. Pokud je ve středu rychlost rotace galaktického disku poměrně mírná, pak na periferii tento parametr dosahuje hodnot 200-250 km/s. Slunce se nachází v jedné z těchto oblastí, blíže středu galaktického disku. Vzdálenost od ní do středu galaxie je 25-28 tisíc světelných let. Slunce a sluneční soustava dokončí úplnou revoluci kolem centrální osy gravitační formace za 225-250 milionů let. Sluneční soustava tedy za celou historii své existence obletěla centrum pouze 30krát.
Místo galaxie ve vesmíru
Je třeba poznamenat jednu pozoruhodnou vlastnost. Poloha Slunce a tedy i planety Země je velmi výhodná. Galaktický disk neustále prochází procesem zhutňování. Tento mechanismus je způsoben nesouladem mezi rychlostí rotace spirálních větví a pohybem hvězd, které se v rámci galaktického disku pohybují podle vlastních zákonů. Při zhutňování dochází k prudkým procesům doprovázeným silným ultrafialovým zářením. Slunce a Země se pohodlně nacházejí v korotačním kruhu, kde taková energická aktivita chybí: mezi dvěma spirálními větvemi na hranici ramen Mléčné dráhy - Střelcem a Perseem. To vysvětluje klid, ve kterém jsme tak dlouho byli. Po více než 4,5 miliardy let jsme nebyli zasaženi vesmírnými katastrofami.
Struktura galaxie Mléčná dráha
Galaktický disk není svým složením homogenní. Stejně jako ostatní spirální gravitační systémy má Mléčná dráha tři rozlišitelné oblasti:
- jádro tvořené hustou hvězdokupou obsahující miliardu hvězd různého stáří;
- samotný galaktický disk, vytvořený ze shluků hvězd, hvězdného plynu a prachu;
- koróna, kulové halo - oblast, ve které se nacházejí kulové hvězdokupy, trpasličí galaxie, jednotlivé skupiny hvězd, kosmický prach a plyn.
V blízkosti roviny galaktického disku jsou mladé hvězdy shromážděné v kupách. Hustota hvězdokup ve středu disku je vyšší. Blízko středu je hustota 10 000 hvězd na krychlový parsek. V oblasti, kde se nachází Sluneční soustava, je hustota hvězd již 1-2 hvězdy na 16 kubických parseků. Stáří těchto nebeských těles zpravidla nepřesahuje několik miliard let.
Mezihvězdný plyn se také soustřeďuje kolem roviny disku a je vystaven odstředivým silám. Přes konstantní rychlost rotace spirálních větví je mezihvězdný plyn distribuován nerovnoměrně a tvoří velké a malé zóny mraků a mlhovin. Hlavním galaktickým stavebním materiálem je však temná hmota. Jeho hmotnost převažuje nad celkovou hmotností všech nebeských těles, která tvoří galaxii Mléčná dráha.
Pokud je na diagramu struktura galaxie zcela jasná a průhledná, pak je ve skutečnosti téměř nemožné prozkoumat centrální oblasti galaktického disku. Plynová a prachová mračna a shluky hvězdného plynu před našimi zraky skrývají světlo ze středu Mléčné dráhy, ve které žije skutečné vesmírné monstrum - supermasivní černá díra. Hmotnost tohoto veleobra je přibližně 4,3 milionu M☉. Vedle veleobra je menší černá díra. Tuto ponurou společnost doplňují stovky trpasličích černých děr. Černé díry Mléčné dráhy jsou nejen požírači hvězdné hmoty, ale fungují také jako porodnice a vyhazují do vesmíru obrovské hromady protonů, neutronů a elektronů. Právě z nich vzniká atomový vodík – hlavní palivo hvězdného kmene.
Propojka se nachází v oblasti galaktického jádra. Jeho délka je 27 tisíc světelných let. Vládnou zde staré hvězdy, rudí obři, jejichž hvězdná hmota živí černé díry. V této oblasti se koncentruje převážná část molekulárního vodíku, který působí jako hlavní stavební materiál pro proces tvorby hvězd.
Geometricky vypadá struktura galaxie docela jednoduše. Každé spirální rameno, a v Mléčné dráze jsou čtyři, pochází z plynového prstence. Rukávy se rozbíhají v úhlu 20°. Na vnějších hranicích galaktického disku je hlavním prvkem atomární vodík, který se šíří ze středu galaxie na periferii. Tloušťka vrstvy vodíku na okraji Mléčné dráhy je mnohem širší než ve středu, zatímco její hustota je extrémně nízká. Vybíjení vodíkové vrstvy je usnadněno vlivem trpasličích galaxií, které naši galaxii pozorně sledují desítky miliard let.
Teoretické modely naší galaxie
Dokonce i starověcí astronomové se snažili dokázat, že viditelný pruh na obloze je součástí obrovského hvězdného disku rotujícího kolem jeho středu. Toto tvrzení bylo podpořeno provedenými matematickými výpočty. Představu o naší galaxii bylo možné získat až o tisíce let později, kdy vědě pomohly instrumentální metody průzkumu vesmíru. Průlomem ve studiu přírody Mléčné dráhy bylo dílo Angličana Williama Herschela. V roce 1700 se mu podařilo experimentálně prokázat, že naše galaxie má tvar disku.
Již v naší době nabral výzkum jiný směr. Vědci se spoléhali na srovnání pohybů hvězd, mezi kterými byly různé vzdálenosti. Jacob Kaptein dokázal pomocí metody paralaxy přibližně určit průměr galaxie, který je podle jeho výpočtů 60-70 tisíc světelných let. Podle toho bylo určeno místo Slunce. Ukázalo se, že se nachází poměrně daleko od zuřícího středu galaxie a ve značné vzdálenosti od periferie Mléčné dráhy.
Základní teorií existence galaxií je teorie amerického astrofyzika Edwina Hubbla. Přišel s nápadem klasifikovat všechny gravitační útvary a rozdělit je na eliptické galaxie a útvary spirálového typu. Poslední jmenované, spirální galaxie, představují největší skupinu, která zahrnuje formace různých velikostí. Největší nedávno objevenou spirální galaxií je NGC 6872, která má průměr více než 552 tisíc světelných let.
Očekávaná budoucnost a předpovědi
Zdá se, že galaxie Mléčná dráha je kompaktní a uspořádaná gravitační formace. Na rozdíl od svých sousedů je náš intergalaktický domov docela klidný. Černé díry systematicky ovlivňují galaktický disk a zmenšují jeho velikost. Tento proces již trvá desítky miliard let a jak dlouho ještě bude pokračovat, není známo. Jediná hrozba, která se rýsuje nad naší galaxií, pochází od jejího nejbližšího souseda. Galaxie Andromeda se k nám rychle blíží. Vědci předpokládají, že ke srážce dvou gravitačních systémů by mohlo dojít za 4,5 miliardy let.
Takové setkání-sloučení bude znamenat konec světa, ve kterém jsme zvyklí žít. Mléčná dráha, která je menší velikosti, bude pohlcena větší formací. Místo dvou velkých spirálních útvarů se ve Vesmíru objeví nová eliptická galaxie. Do této doby si naše galaxie poradí se svými satelity. Dvě trpasličí galaxie – Velké a Malé Magellanova mračna – budou za 4 miliardy let pohlceny Mléčnou dráhou.
Pokud máte nějaké dotazy, zanechte je v komentářích pod článkem. My nebo naši návštěvníci je rádi zodpovíme
To, že hmota ve Vesmíru není rozptýlena, ale koncentrována v obřích hvězdokupách, vědci předpokládali již v 18. století (I. Kant, W. Herschel), ale definitivně se o tom přesvědčili až na počátku 20. století. .
Hvězdné systémy vázané gravitací se nazývají galaxie.
Naše Slunce je součástí galaxie Mléčná dráha (jinak se naše galaxie označuje slovem s velkým písmenem - Galaxie). Tloušťka naší galaxie není větší než 1 % jejího průměru, to znamená, že tvarem připomíná disk, přesněji řečeno dvě desky složené na okrajích. Tato složka Galaxie se nazývá hvězdná disk. Průměr disku je 30 kiloparseků (100 000 světelných let), jeho tloušťka je 1000 světelných let a jeho hmotnost převyšuje hmotnost Slunce 150 miliardkrát. Po disku se táhne tmavý pruh, což je vrstva neprůhledné hmoty – mezihvězdného prachu a plynu.
Hvězdný disk Galaxie a pruh uprostřed disku
(boční pohled)
Disk Galaxie nemá jasně definovanou hranici, stejně jako zemská atmosféra nemá jasnou horní hranici. V rovině tohoto disku je však hustota hvězd mnohem vyšší než mimo něj.
Galaktický disk rotuje kolem svého středu. Rotace Galaxie nastává ve směru hodinových ručiček při pohledu na Galaxii z jejího severního pólu, který se nachází v souhvězdí Coma Berenices. Galaktický disk má spirální strukturu, která dává název tomuto typu hvězdokup – spirální galaxie. Spirály jsou vlny šířící se směrem k rotaci disku Galaxie konstantní úhlovou rychlostí. Hvězdy uvnitř disku se pohybují po kruhových trajektoriích kolem středu Galaxie konstantní lineární rychlostí. Proto úhlová rychlost rotace závisí na vzdálenosti ke středu a se vzdáleností od něj klesá. Rychlost Slunce, které se nachází na okraji Galaxie, je 220-250 km/s.
Ve středu disku Galaxie je ztluštění - jádro o průměru 1300 parseků. Nachází se v souhvězdí Střelce. V jádru je velmi vysoká koncentrace hvězd: hustota hvězd je zde milionkrát větší než v blízkosti Slunce. Ale navzdory skutečnosti, že v jádře je soustředěno tolik hvězd, nebylo možné ji dlouho pozorovat, protože v blízkosti roviny symetrie Galaxie jsou obrovská tmavá mračna prachu, která absorbují světlo hvězd. Skrývají před námi jádro Galaxie. Proto bylo možné jej studovat až po vytvoření přijímačů infračerveného a rádiového záření, které jsou absorbovány v menší míře. Mimochodem, studium naší rodné Galaxie je pro nás také obtížné, protože jsme v ní – je snazší studovat jakýkoli objekt zvenčí. Slunce se navíc nachází v rovině hvězdného disku: hustota mezihvězdné hmoty je zde vysoká a kvůli absorpci světla to komplikuje pozorování.
Takto vypadá naše Galaxie zvenčí
Kromě obrovského množství hvězd se v centrální oblasti Galaxie nachází kruhový plynový disk o poloměru více než 1000 světelných let, který se skládá převážně z molekulárního vodíku. V samém středu Galaxie se předpokládá existence černé díry o hmotnosti asi milionu slunečních hmotností.
Druhá složka Galaxie, která vlastně určuje její vnější rozměry, má kulový tvar. To se nazývá svatozář. Poloměr halo je výrazně větší než velikost disku - dosahuje několika set tisíc světelných let. Střed symetrie halo Mléčné dráhy se shoduje se středem galaktického disku.
Halo se stejně jako disk otáčí kolem středu Galaxie, ale mnohem nižší rychlostí, protože hvězdy v halu se pohybují spíše náhodně.
Centrální část hala - několik tisíc světelných let od středu Galaxie - je nejhustší, tzv. boule(z anglického slova boule, význam "houstnutí", "otoky").
Struktura naší Galaxie (boční pohled)
Kromě jednotlivých hvězd obsahuje Galaxie hvězdokupy. Dělí se na otevřené shluky, kulové hvězdokupy A hvězdné asociace.
Otevřené hvězdokupy nachází se v blízkosti galaktické roviny, kde se koncentruje nahromadění prachu a mezihvězdného plynu. Nyní je známo více než 1200 otevřených hvězdokup, z nichž 500 bylo podrobně studováno. Nejznámější z nich jsou Plejády a Hyády v souhvězdí Býka. Celkový počet otevřených hvězdokup v Galaxii může dosáhnout sta tisíc, z nichž každá obsahuje několik set až několik tisíc hvězd. Jejich hmotnost je malá, a proto je gravitační pole v malém objemu prostoru nemůže dlouhodobě pojmout, a tak se otevřené hvězdokupy během miliard let rozpadají.
Otevřená hvězdokupa Plejády
Kulové hvězdokupy výrazně vynikají na hvězdném pozadí díky značnému počtu hvězd v nich a jejich jasnému kulovitému tvaru. Průměr kulových hvězdokup se pohybuje od 20 do 100 parseků. Na úsvitu vývoje Galaxie se kolem ní potulovaly tisíce kulových hvězdokup. Mnoho z nich bylo zničeno v důsledku kolizí mezi sebou nebo s galaktickým středem. Dnes v naší Galaxii zbývá asi 200 kulových hvězdokup, které se nacházejí ve sférickém halo. Jedná se o nejstarší útvary v naší Galaxii – jejich stáří je od 10 do 12 miliard let. Stáří hvězd, které tvoří kulové hvězdokupy, je velmi významné: prošly dlouhou evoluční cestou a staly se neutronovými hvězdami nebo bílými trpaslíky. Hvězdy v kulových hvězdokupách se pohybují na svých drahách kolem středu kupy a samotná kupa se zase pohybuje po oběžné dráze kolem středu Galaxie.
Kulová hvězdokupa Messier 80,
nachází se uprostřed mezi α Scorpio (Antares) a β Scorpio (Acrab)
v části Mléčné dráhy bohaté na mlhoviny
Třetím typem shluků je hvězdné asociace. Jde o skupiny mladých hvězd, tzv. OB asociace. Jejich délka se pohybuje od 15 do 300 parseků a obsahuje několik desítek až několik stovek mladých hvězd - horké modré obry a veleobry. Protože obři raných spektrálních typů rychle procházejí cestou evoluce, všechny hvězdy vznikly ve stejnou dobu a mají malý věk. Existují také asociace T obsahující proměnné hvězdy, které jsou v nejranějších fázích vývoje hvězd.
Hvězdná asociace LH 72 ve Velkém Magellanově mračnu.
Fotografie byla pořízena pomocí širokoúhlého fotoaparátu Hubbleova teleskopu.
Foto: ESA/Hubble, NASA a D. A. Gouliermis
Podél ramen hvězdného disku se soustřeďují nejmladší hvězdy (staré několik desítek milionů let), otevřené hvězdokupy a asociace a také hustá mračna mezihvězdného plynu, ve kterém se hvězdy dále tvoří. Výbuchy supernov jsou častěji pozorovány ve spirálních ramenech. Starší hvězdy ve spirální galaxii, jako je naše Slunce, jsou umístěny jak v ramenech, tak mezi nimi, což vytváří poměrně rovnoměrné rozložení hvězd na disku. Na rozdíl od hala, kde jsou projevy hvězdné aktivity extrémně vzácné, ve větvích pokračuje čilý život spojený s nepřetržitým přechodem hmoty z mezihvězdného prostoru ke hvězdám a zpět. Aktivní tvorba hvězd ve spirálních ramenech je spojena s vyšší hustotou hmoty v nich. Z tohoto důvodu se zvyšuje průměrný tlak na plynová oblaka umístěná v mezihvězdném prostoru. Když oblak plynu vstupuje do hustší části spirálního ramene, zvýšený tlak způsobí, že se oblak rozdělí na menší shluky materiálu, které mohou kondenzovat do hvězd. V důsledku tohoto procesu se uvnitř spirálních ramen rodí hvězdy. Ramena jsou tedy jako obří kosmický inkubátor, ve kterém jsou mladé hvězdy umístěny blízko přední hranice ramen. Hvězdy v galaktickém disku se nazývají populační typ I.
Halo se skládá převážně z velmi starých, matných malých hvězd, které vznikly v raných fázích vývoje Galaxie – jejich stáří je asi 12 miliard let. Jsou umístěny jak jednotlivě, tak ve formě kulových hvězdokup, včetně více než milionu hvězd. Hvězdy sférické složky jsou koncentrovány směrem ke středu Galaxie a hustota materiálu halo rychle klesá se vzdáleností od ní. Halo hvězdy se nazývají populační typ II.
Prostor mezi hvězdami je vyplněn vzácnou hmotou, zářením a magnetickým polem. Disk obsahuje zejména hodně mezihvězdného prachu o teplotě 15–25 K, který vznikl v důsledku života hvězd. Průměrný poloměr prachových zrn je zlomek mikrometru. V současnosti se má za to, že prachová zrna se skládají ze směsi částic železa a křemičitanu pokrytých skořápkami organických molekul a ledu. Celková hmotnost prachu je pouze 0,03 % celkové hmotnosti Galaxie, ale jeho celková svítivost je 30 % svítivosti hvězd a zcela určuje záření Galaxie v infračervené oblasti.
Analýza pohybu těles v Galaxii ukázala, že její hmotnost by měla být řádově větší než ta, kterou určujeme z viditelných objektů. To znamená, že kromě halo, výdutě a disku s hvězdami a plynem, které se v nich nacházejí, existuje obrovské množství neviditelné hmoty, která se projevuje pouze gravitační interakcí, ale není detekována žádnými přístroji. Říkalo se tomu temná hmota. Disk a halo Galaxie jsou ponořeny do koróny temné hmoty, jejíž velikost a hmotnost je 10krát větší než velikost disku a hmotnost viditelné hmoty Galaxie. Temná hmota existuje nejen v naší Galaxii, ale také v mezigalaktickém prostoru. Povaha skryté hmoty ve vesmíru je stále nejasná – stále nevíme, z čeho se skládá.
