Naša galaxia sa nazýva Mliečna dráha, sú v nej stovky miliárd hviezd. Až do roku 1924 sa verilo, že naša galaxia je jediná vo vesmíre, množstvo objavov v týchto veciach zmenilo predstavu o svete. Vesmír nekončí za Mliečnou dráhou, dnes je už známe, že nás obklopuje asi dvesto miliárd galaxií, z ktorých každá je svojím spôsobom jedinečná.
Všetky galaxie sa vyznačujú spoločným vzorom: sú agresívne, násilne sa rodia a násilne umierajú. Galaxia s názvom Mliečna dráha je obrovská, jej rozmery sa počítajú na svetelné roky (svetelný rok je asi 10 biliónov km). Naša galaxia má niečo vyše 12 miliárd rokov a považuje sa za pomerne malú galaxiu vo vesmíre.
Ako galaxia funguje, v prvom rade je to obrovský zhluk hviezd, ktorý má viac ako sto miliárd. Mliečna dráha vyzerá ako obrovský disk so zhrubnutím v strede so špirálovitými ramenami gigantických rozmerov. Vo vesmíre existuje nespočetné množstvo takýchto systémov. Odborníci sa domnievajú, že galaxie vznikli v dôsledku obrovského výbuchu vo vesmíre.
V dôsledku toho sa asi po 200 miliónoch rokov vytvorili prvé hviezdy, ktoré gravitácia nakoniec vtiahla do galaxií, t. j. objavil sa vesmír. Mliečna dráha, podobne ako galaxie, sa skladá z mnohých malých štruktúr. Gravitačné sily ťahali k sebe a otáčali hviezdy, to pokračovalo, až kým gravitácia nepremenila takýto zhluk na plochý disk.
O niečo neskôr hviezdy a plyn vytvorili obrovské hviezdne ramená, podľa vedcov sa podobné procesy vyskytli viac ako miliardu krát v celom vesmíre. Každá z existujúcich galaxií sa točí okolo jedného centra. Podľa vedcov len čierna diera dokáže zmeniť správanie galaxie, a to nielen diery, ale aj supermasívnej.
„Potravou“ pre supermasívne čierne diery je plyn a hviezdy, ktoré sú absorbované vo veľkých množstvách. Ak sa skonzumuje veľa takéhoto „jedla“, môže sa uvoľniť vo forme lúča čistej energie. Tento jav sa nazýva kvazar, keď astronómovia vidia takýto jav v nejakej galaxii, znamená to, že sa tam nachádza supervýkonná čierna diera.
V strede našej galaxie sa nachádza supermasívna čierna diera, ktorej veľkosť v strede Mliečnej dráhy je 24 miliónov km. Zdalo by sa, ako sa galaxia pohybuje, pretože čierna diera je silným zdrojom gravitácie a pod jej vplyvom sa hviezdny systém musí rozpadnúť. Vedci astronómovia prišli na to, že existuje ešte mocnejšia sila ako supermasívna čierna diera, dali jej názov čierna hmota. Má ešte silnejšiu príťažlivú silu.
Čierna hmota je nielen väzbovou silou galaxie, ale ju aj podporuje a prispieva k jej novému zrodu. Je neviditeľný a nehmotný, ale verí sa, že je neustále medzi nami. Pokiaľ je nebezpečenstvo pádu planéty Zem do čiernej diery pravdepodobné, vedci sa domnievajú, že je minimálne. Koniec koncov, aj podľa kozmických štandardov sa nachádza vo veľkej vzdialenosti od čiernej diery - asi 2500 svetelných rokov.
Naša slnečná sústava, všetky hviezdy, ktoré sú viditeľné na nočnej oblohe a mnohé ďalšie tvoria sústavu – Galaxia. Vo vesmíre existujú milióny takýchto systémov (galaxií). Naša galaxia alebo galaxia Mliečna dráha je špirálová galaxia s pruhom jasných hviezd.
Čo to znamená? Most jasných hviezd vychádza zo stredu Galaxie a pretína Galaxiu v strede. V takýchto galaxiách začínajú špirálové ramená na koncoch priečok, zatiaľ čo v bežných špirálových galaxiách siahajú priamo z jadra. Pozrite sa na obrázok „Počítačový model galaxie Mliečna dráha“.
Ak vás zaujíma, prečo dostala naša Galaxia názov „Mliečna dráha“, vypočujte si starú grécku legendu.
Zeus, boh neba, hromu a blesku, ktorý má na starosti celý svet, sa rozhodol urobiť svojho syna Herkula, narodeného zo smrteľnej ženy, nesmrteľným. Aby to urobil, položil dieťa na svoju spiacu manželku Héru, aby Herkules pil božské mlieko. Hera, ktorá sa prebudila, videla, že svoje dieťa nekŕmi, a odstrčila ho od seba. Prúd mlieka, ktorý striekal z pŕs bohyne, sa zmenil na Mliečnu dráhu.
Samozrejme, je to len legenda, ale Mliečna dráha je viditeľná na oblohe ako hmlistý pruh svetla, ktorý sa tiahne po celej oblohe - umelecký obraz vytvorený starovekými ľuďmi je úplne opodstatnený.
Keď hovoríme o našej Galaxii, píšeme toto slovo s veľkým písmenom. Keď hovoríme o iných galaxiách, píšeme s veľkým písmenom.
Štruktúra našej Galaxie
Priemer Galaxie je asi 100 000 svetelných rokov (jednotka dĺžky rovná vzdialenosti, ktorú prejde svetlo za jeden rok; svetelný rok sa rovná 9 460 730 472 580 800 metrom).
Galaxia obsahuje 200 až 400 miliárd hviezd. Vedci sa domnievajú, že väčšina hmoty Galaxie nie je obsiahnutá v hviezdach a medzihviezdnom plyne, ale v nesvietivých haló z temnej hmoty. Haló- Ide o neviditeľnú zložku galaxie, ktorá má guľovitý tvar a presahuje jej viditeľnú časť. Skladá sa hlavne z jemného horúceho plynu, hviezd a tmavej hmoty a tvorí väčšinu Galaxie. Temná hmota je forma hmoty, ktorá nevyžaruje ani neinteraguje s elektromagnetickým žiarením. Táto vlastnosť tejto formy hmoty znemožňuje jej priame pozorovanie.
V strednej časti Galaxie sa nachádza zhrubnutie tzv vydutie. Ak by sme sa mohli na našu Galaxiu pozrieť zboku, videli by sme toto zahustenie v jej strede, podobné dvom žĺtkom na panvici, ak sú preložené spodnými spodkami - pozrite sa na obrázok.
V centrálnej časti Galaxie je silná koncentrácia hviezd. Predpokladá sa, že dĺžka galaktickej priečky je asi 27 000 svetelných rokov. Táto priečka prechádza stredom Galaxie pod uhlom ~44º k čiare medzi naším Slnkom a stredom Galaxie. Pozostáva predovšetkým z červených hviezd, ktoré sa považujú za veľmi staré. Sveter je obklopený krúžkom. Tento prstenec obsahuje väčšinu molekulárneho vodíka Galaxie a je aktívnou oblasťou tvorby hviezd v našej Galaxii. Ak by sme ho pozorovali z galaxie Andromeda, galaktická priečka Mliečnej dráhy by bola jej svetlou časťou.
Všetky špirálové galaxie, vrátane našej, majú špirálové ramená v rovine disku: dve ramená začínajúce na tyči vo vnútornej časti Galaxie a vo vnútornej časti je ďalší pár ramien. Tieto ramená sa potom premenia na štvorramennú štruktúru pozorovanú v neutrálnej vodíkovej línii vo vonkajších častiach Galaxie.
Objav Galaxie
Najprv to bolo objavené teoreticky: astronómovia sa už dozvedeli, že Mesiac sa točí okolo Zeme a satelity obrovských planét tvoria systémy. Zem a ostatné planéty obiehajú okolo Slnka. Potom vyvstala prirodzená otázka: je aj Slnko súčasťou ešte väčšieho systému? Prvé systematické štúdium tejto problematiky sa uskutočnilo v 18. storočí. anglický astronóm William Herschel. V súlade so svojimi pozorovaniami uhádol, že všetky hviezdy, ktoré sme pozorovali, tvoria obrovský hviezdny systém, ktorý je sploštený smerom ku galaktickému rovníku. Dlho sa verilo, že všetky objekty vo vesmíre sú časťami našej Galaxie, hoci Kant dokonca navrhol, že niektoré hmloviny by mohli byť iné galaxie podobné Mliečnej dráhe. Táto Kantova hypotéza bola definitívne dokázaná až v 20. rokoch 20. storočia, keď Edwin Hubble zmeral vzdialenosť k niektorým špirálovým hmlovinám a ukázal, že vzhľadom na ich vzdialenosť nemôžu byť súčasťou Galaxie.
Kde sa v Galaxii nachádzame?
Naša slnečná sústava sa nachádza bližšie k okraju disku Galaxie. Spolu s ďalšími hviezdami sa Slnko otáča okolo stredu Galaxie rýchlosťou 220-240 km/s, pričom vykoná jednu otáčku za približne 200 miliónov rokov. Zem teda počas celej svojej existencie nepreletela okolo stredu Galaxie viac ako 30-krát.
Špirálové ramená Galaxie sa otáčajú konštantnou uhlovou rýchlosťou ako lúče v kolese a pohyb hviezd prebieha podľa iného vzoru, takže takmer všetky hviezdy na disku buď padnú do špirálových ramien, alebo z nich vypadnú. . Jediným miestom, kde sa rýchlosti hviezd a špirálových ramien zhodujú, je takzvaný korotačný kruh a práve na ňom sa nachádza Slnko.
Pre nás pozemšťanov je to veľmi dôležité, pretože v špirálových ramenách prebiehajú násilné procesy, ktoré generujú silné žiarenie, ktoré je deštruktívne pre všetko živé. Žiadna atmosféra ho nedokázala ochrániť. Naša planéta však existuje na relatívne pokojnom mieste v Galaxii a tieto kozmické kataklizmy ju nezasiahli. Preto sa život mohol zrodiť a prežiť na Zemi - Stvoriteľ si pre našu kolísku Zeme vybral pokojné miesto.
Naša Galaxia je súčasťou Miestna skupina galaxií- gravitačne viazaná skupina galaxií vrátane galaxie Mliečna dráha, galaxie Andromeda (M31) a galaxie Triangulum (M33), túto skupinu môžete vidieť na obrázku.
> Mliečna dráha
mliečna dráha– špirálová galaxia so slnečnou sústavou: zaujímavosti, veľkosť, plocha, detekcia a názov, štúdium s videom, štruktúra, poloha.
Mliečna dráha je špirálová galaxia pokrývajúca oblasť 100 000 svetelných rokov, v ktorej sa nachádza slnečná sústava.
Ak máte miesto ďalej od mesta, kde je tma a je z neho krásny výhľad na hviezdnu oblohu, môžete si všimnúť slabý pruh svetla. Toto je skupina s miliónmi malých jasných svetiel a žiariacich svätožiarov. Hviezdy sú pred vami Mliečna dráha.
Ale čo je ona? Po prvé, Mliečna dráha je špirálovitá galaxia s priečkou, ktorá je domovom slnečnej sústavy. Je ťažké nazvať domácu galaxiu niečím jedinečným, pretože vo vesmíre existujú stovky miliárd iných galaxií, z ktorých mnohé sú podobné.
Zaujímavé fakty o galaxii Mliečna dráha
- Mliečna dráha sa začala formovať ako zhluk hustých oblastí po Veľkom tresku. Prvé hviezdy, ktoré sa objavili, boli v guľových hviezdokopách, ktoré naďalej existujú. Toto sú najstaršie hviezdy v galaxii;
- Galaxia zvýšila svoje parametre v dôsledku absorpcie a splynutia s ostatnými. Teraz berie hviezdy z trpasličej galaxie Strelec a Magellanove oblaky;
- Mliečna dráha sa pohybuje vesmírom so zrýchlením 550 km/s vzhľadom na kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia;
- V galaktickom strede sa skrýva supermasívna čierna diera Sagittarius A*. Jeho hmotnosť je 4,3 miliónkrát väčšia ako hmotnosť Slnka;
- Plyn, prach a hviezdy rotujú okolo stredu rýchlosťou 220 km/s. Toto je stabilný indikátor, ktorý naznačuje prítomnosť škrupiny tmavej hmoty;
- O 5 miliárd rokov sa očakáva zrážka s galaxiou v Andromede. Niektorí veria, že Mliečna dráha je obrovský špirálový dvojitý systém;
Objavovanie a pomenovanie galaxie Mliečna dráha
Naša galaxia Mliečna dráha má pomerne zaujímavý názov, keďže hmlistý opar pripomína mliečnu stopu. Názov má staroveké korene a je preložený z latinčiny „Via Lactea“. Toto meno sa objavuje už v diele „Tadhira“ od Nasira ad-Din Tusiho. Napísal: „Reprezentované mnohými malými a husto zoskupenými hviezdami. Sú umiestnené blízko seba, takže vyzerajú ako škvrny. Farba pripomína mlieko...“ Obdivujte fotografiu galaxie Mliečna dráha s jej ramenami a stredom (samozrejme, nikto nemôže odfotiť našu galaxiu, ale existujú podobné návrhy a presné štrukturálne údaje, ktoré poskytujú predstavu o vzhľade galaxie stred a ramená).
Vedci si mysleli, že Mliečna dráha je plná hviezd, ale až do roku 1610 to zostalo len hádanie. Vtedy Galileo Galilei namieril prvý ďalekohľad na oblohu a videl jednotlivé hviezdy. Ľuďom to odhalilo aj novú pravdu: hviezd je oveľa viac, ako sme si mysleli, a sú súčasťou Mliečnej dráhy.
Immanuel Kant v roku 1755 veril, že Mliečna dráha je súborom hviezd spojených spoločnou gravitáciou. Gravitačná sila spôsobuje, že sa predmety otáčajú a splošťujú do tvaru disku. V roku 1785 sa William Herschel pokúsil znovu vytvoriť galaktický tvar, ale neuvedomil si, že väčšina z nich je skrytá za oparom prachu a plynu.
Situácia sa mení v 20. rokoch 20. storočia. Edwin Hubble nás dokázal presvedčiť, že nevidíme špirálové hmloviny, ale jednotlivé galaxie. Vtedy sa naskytla príležitosť realizovať našu formu. Od tej chvíle bolo jasné, že ide o špirálovú galaxiu s priečkou. Pozrite si video a preskúmajte štruktúru galaxie Mliečna dráha a preskúmajte jej guľové hviezdokopy a zistite, koľko hviezd žije v galaxii.
Naša galaxia: pohľad zvnútra
Astrofyzik Anatolij Zasov o hlavných zložkách našej galaxie, medzihviezdnom médiu a guľových hviezdokopách:
Umiestnenie galaxie Mliečna dráha
Mliečnu dráhu na oblohe rýchlo spoznáte vďaka jej širokej a predĺženej bielej čiare, ktorá pripomína mliečnu stopu. Je zaujímavé, že táto hviezdna skupina bola viditeľná už od sformovania planéty. V skutočnosti táto oblasť pôsobí ako galaktický stred.
Galaxia má priemer 100 000 svetelných rokov. Ak by ste sa naň mohli pozrieť zhora, všimli by ste si vydutie v strede, z ktorého vychádzajú 4 veľké špirálové ramená. Tento typ predstavuje 2/3 galaxií vo vesmíre.
Na rozdiel od bežnej špirály obsahujú exempláre s prepojkou v strede tyč s dvoma vetvami. Naša galaxia má dve hlavné ramená a dve menšie. Náš systém sa nachádza v ramene Orion.
Mliečna dráha nie je statická a rotuje v priestore a nesie so sebou všetky predmety. Slnečná sústava sa pohybuje okolo galaktického stredu rýchlosťou 828 000 km/h. Ale galaxia je neuveriteľne obrovská, takže jeden prechod trvá 230 miliónov rokov.
Špirálové ramená hromadia veľa prachu a plynu, čím vytvárajú vynikajúce podmienky pre vznik nových hviezd. Ramená siahajú od galaktického disku v dĺžke približne 1000 svetelných rokov.
V strede Mliečnej dráhy môžete vidieť vydutinu naplnenú prachom, hviezdami a plynom. To je dôvod, prečo môžete vidieť len malé percento z celkového počtu hviezd v galaxii. Všetko je to o hustom opare plynu a prachu, ktorý blokuje výhľad.
V samom strede leží supermasívna čierna diera, miliardy krát hmotnejšia ako Slnko. S najväčšou pravdepodobnosťou býval oveľa menší, ale pravidelná strava z prachu a plynu mu umožnila rásť. To je neskutočný žrút, pretože niekedy sú nasávané aj hviezdy. Samozrejme, nie je možné to vidieť priamo, ale gravitačný vplyv sa sleduje.
Okolo galaxie je halo horúceho plynu, kde žijú staré hviezdy a guľové hviezdokopy. Rozprestiera sa na stovkách tisíc svetelných rokov, ale obsahuje iba 2 % hviezd, ktoré sú na disku. Nezabúdajme na tmavú hmotu (90% galaktickej hmoty).
Štruktúra a zloženie galaxie Mliečna dráha
Pri pozorovaní je jasné, že Mliečna dráha rozdeľuje nebeský priestor na dve takmer identické hemisféry. To naznačuje, že náš systém sa nachádza blízko galaktickej roviny. Je zrejmé, že galaxia má nízku úroveň jasu povrchu kvôli skutočnosti, že plyn a prach sú sústredené v disku. To nielen znemožňuje vidieť galaktický stred, ale aj pochopiť, čo sa skrýva na druhej strane. Stred galaxie Mliečna dráha môžete ľahko nájsť na obrázku nižšie.
Ak by sa vám podarilo vymaniť sa z Mliečnej dráhy a získať perspektívu zhora, potom by ste videli špirálu s tyčou. Rozprestiera sa cez 120 000 svetelných rokov a 1 000 svetelných rokov na šírku. Vedci si dlhé roky mysleli, že vidia 4 ramená, no sú len dve z nich: Scutum-Centauri a Sagittarius.
Ramená sú vytvorené hustými vlnami rotujúcimi okolo galaxie. Pohybujú sa po ploche, takže stláčajú prach a plyn. Tento proces spúšťa aktívny zrod hviezd. Toto sa deje vo všetkých galaxiách tohto typu.
Ak ste narazili na fotky Mliečnej dráhy, tak sú to všetko umelecké interpretácie alebo iné podobné galaxie. Bolo pre nás ťažké pochopiť jeho vzhľad, keďže sa nachádzame vo vnútri. Predstavte si, že chcete opísať vonkajšok domu, ak ste nikdy neopustili jeho steny. Ale vždy sa môžete pozrieť z okna a pozrieť sa na susedné budovy. Na obrázku nižšie môžete ľahko pochopiť, kde sa slnečná sústava nachádza v galaxii Mliečna dráha.
Pozemné a vesmírne misie odhalili, že galaxia je domovom 100-400 miliárd hviezd. Každá z nich môže mať jednu planétu, to znamená, že galaxia Mliečna dráha je schopná umiestniť stovky miliárd planét, z ktorých 17 miliárd má podobnú veľkosť a hmotnosť ako Zem.
Približne 90 % galaktickej hmoty ide do temnej hmoty. Nikto nevie vysvetliť, čomu čelíme. V zásade ešte nebol videný, no o jeho prítomnosti vieme vďaka rýchlej galaktickej rotácii a iným vplyvom. Práve to bráni zničeniu galaxií počas rotácie. Pozrite si video a dozviete sa viac o hviezdach Mliečnej dráhy.
Hviezdna populácia galaxie
Astronóm Alexey Rastorguev o veku hviezd, hviezdokopy a vlastnostiach galaktického disku:
Poloha Slnka v galaxii Mliečna dráha
Medzi dvoma hlavnými ramenami je rameno Orion, v ktorom sa naša sústava nachádza 27 000 svetelných rokov od stredu. Sťažovať sa na odľahlosť nemá zmysel, pretože v centrálnej časti číha supermasívna čierna diera (Sagittarius A*).
Naša hviezda, Slnko, trvá 240 miliónov rokov, kým obehne galaxiu (kozmický rok). Znie to neuveriteľne, pretože keď bolo Slnko v tejto oblasti naposledy, po Zemi sa potulovali dinosaury. Počas celej svojej existencie vykonala hviezda približne 18-20 preletov. To znamená, že sa zrodila pred 18,4 vesmírnymi rokmi a vek galaxie je 61 vesmírnych rokov.
Kolízna dráha galaxie Mliečna dráha
Mliečna dráha sa nielen otáča, ale aj pohybuje v samotnom vesmíre. A hoci je priestor veľký, nikto nie je imúnny voči kolíziám.
Odhaduje sa, že asi za 4 miliardy rokov sa naša galaxia Mliečna dráha zrazí s galaxiou Andromeda. Približujú sa rýchlosťou 112 km/s. Po zrážke sa aktivuje proces zrodu hviezdy. Celkovo Andromeda nie je najkrajším pretekárom, pretože v minulosti narazila do iných galaxií (v strede je nápadne veľký prachový prstenec).
Ale pozemšťania by sa nemali obávať budúcej udalosti. Koniec koncov, v tom čase už Slnko vybuchne a zničí našu planétu.
Čo bude ďalej s galaxiou Mliečna dráha?
Predpokladá sa, že Mliečna dráha vznikla zlúčením menších galaxií. Tento proces pokračuje, pretože galaxia Andromeda sa už k nám ponáhľa, aby za 3-4 miliardy rokov vytvorila obrovskú elipsu.
Mliečna dráha a Andromeda neexistujú izolovane, ale sú súčasťou Miestnej skupiny, ktorá je tiež súčasťou Superklastra Panny. Táto gigantická oblasť (110 miliónov svetelných rokov) je domovom 100 skupín a zhlukov galaxií.
Ak ste nemohli obdivovať svoju rodnú galaxiu, urobte to čo najskôr. Nájdite si tiché a tmavé miesto s otvorenou oblohou a užite si túto úžasnú kolekciu hviezd. Pripomeňme, že stránka má virtuálny 3D model galaxie Mliečna dráha, ktorý vám umožňuje online študovať všetky hviezdy, hviezdokopy, hmloviny a známe planéty. A naša hviezdna mapa vám pomôže nájsť všetky tieto nebeské telesá na oblohe sami, ak sa rozhodnete kúpiť si ďalekohľad.
Poloha a pohyb Mliečnej dráhy
Planéta Zem, Slnečná sústava, miliardy ďalších hviezd a nebeských telies – to všetko je naša galaxia Mliečna dráha – obrovský medzigalaktický útvar, kde sa všetko riadi zákonmi gravitácie. Údaje o skutočnej veľkosti galaxie sú len približné. A najzaujímavejšie je, že takýchto útvarov, väčších či menších, sú vo vesmíre stovky, možno aj tisíce.
Galaxia Mliečna dráha a to, čo ju obklopuje
Všetky nebeské telesá, vrátane planét Mliečnej dráhy, satelitov, asteroidov, komét a hviezd, sú neustále v pohybe. Všetky tieto objekty zrodené v kozmickom vortexe Veľkého tresku sú na ceste svojho vývoja. Niektorí sú starší, iní sú jednoznačne mladší.
Gravitačný útvar rotuje okolo stredu, pričom jednotlivé časti galaxie rotujú rôznou rýchlosťou. Ak je v strede rýchlosť rotácie galaktického disku pomerne mierna, potom na periférii tento parameter dosahuje hodnoty 200 - 250 km / s. Slnko sa nachádza v jednej z týchto oblastí, bližšie k stredu galaktického disku. Vzdialenosť od nej do stredu galaxie je 25-28 tisíc svetelných rokov. Slnko a Slnečná sústava dokončia úplnú revolúciu okolo centrálnej osi gravitačnej formácie za 225-250 miliónov rokov. Preto Slnečná sústava za celú históriu svojej existencie obletela centrum iba 30-krát.
Miesto galaxie vo vesmíre
Treba poznamenať jednu pozoruhodnú vlastnosť. Poloha Slnka a teda aj planéty Zem je veľmi výhodná. Galaktický disk neustále prechádza procesom zhutňovania. Tento mechanizmus je spôsobený nesúladom medzi rýchlosťou rotácie špirálových vetiev a pohybom hviezd, ktoré sa v rámci galaktického disku pohybujú podľa vlastných zákonov. Počas zhutňovania dochádza k prudkým procesom sprevádzaným silným ultrafialovým žiarením. Slnko a Zem sú pohodlne umiestnené v korotačnom kruhu, kde takáto energická aktivita chýba: medzi dvoma špirálovými vetvami na hranici ramien Mliečnej dráhy - Strelcom a Perseom. To vysvetľuje pokoj, v ktorom sme sa tak dlho nachádzali. Už viac ako 4,5 miliardy rokov nás nezasiahli kozmické katastrofy.
Štruktúra galaxie Mliečna dráha
Galaktický disk nie je vo svojom zložení homogénny. Rovnako ako iné špirálové gravitačné systémy, aj Mliečna dráha má tri rozlíšiteľné oblasti:
- jadro tvorené hustou hviezdokopou obsahujúcou miliardu hviezd rôzneho veku;
- samotný galaktický disk, vytvorený zo zhlukov hviezd, hviezdneho plynu a prachu;
- koróna, sférické halo - oblasť, v ktorej sa nachádzajú guľové hviezdokopy, trpasličie galaxie, jednotlivé skupiny hviezd, kozmický prach a plyn.
V blízkosti roviny galaktického disku sú mladé hviezdy zhromaždené v zhlukoch. Hustota hviezdokôp v strede disku je vyššia. V blízkosti stredu je hustota 10 000 hviezd na kubický parsek. V oblasti, kde sa nachádza Slnečná sústava, je už hustota hviezd 1-2 hviezdy na 16 kubických parsekov. Vek týchto nebeských telies spravidla nie je dlhší ako niekoľko miliárd rokov.
Medzihviezdny plyn sa tiež sústreďuje okolo roviny disku, ktorý je vystavený odstredivým silám. Napriek konštantnej rýchlosti rotácie špirálových vetiev je medzihviezdny plyn distribuovaný nerovnomerne a vytvára veľké a malé zóny oblakov a hmlovín. Hlavným galaktickým stavebným materiálom je však temná hmota. Jeho hmotnosť prevažuje nad celkovou hmotnosťou všetkých nebeských telies, ktoré tvoria galaxiu Mliečna dráha.
Ak je na diagrame štruktúra galaxie celkom jasná a transparentná, potom je v skutočnosti takmer nemožné preskúmať centrálne oblasti galaktického disku. Plynové a prachové oblaky a zhluky hviezdneho plynu skrývajú pred našimi očami svetlo zo stredu Mliečnej dráhy, v ktorej žije skutočné vesmírne monštrum – supermasívna čierna diera. Hmotnosť tohto supergianta je približne 4,3 milióna M☉. Vedľa superobra je menšia čierna diera. Túto pochmúrnu spoločnosť dopĺňajú stovky trpasličích čiernych dier. Čierne diery Mliečnej dráhy nie sú len požierači hviezdnej hmoty, ale fungujú aj ako pôrodnica a vyhadzujú do vesmíru obrovské hromady protónov, neutrónov a elektrónov. Práve z nich vzniká atómový vodík – hlavné palivo hviezdneho kmeňa.
Prepojka sa nachádza v oblasti galaktického jadra. Jeho dĺžka je 27 tisíc svetelných rokov. Vládnu tu staré hviezdy, červení obri, ktorých hviezdna hmota živí čierne diery. Väčšina molekulárneho vodíka je sústredená v tejto oblasti, ktorá pôsobí ako hlavný stavebný materiál pre proces tvorby hviezd.
Geometricky vyzerá štruktúra galaxie celkom jednoducho. Každé špirálové rameno, a v Mliečnej dráhe sú štyri, pochádza z plynového prstenca. Rukávy sa rozchádzajú v uhle 20°. Na vonkajších hraniciach galaktického disku je hlavným prvkom atómový vodík, ktorý sa šíri zo stredu galaxie na perifériu. Hrúbka vodíkovej vrstvy na okraji Mliečnej dráhy je oveľa širšia ako v strede, pričom jej hustota je extrémne nízka. Vybíjanie vodíkovej vrstvy je uľahčené vplyvom trpasličích galaxií, ktoré našu galaxiu pozorne sledujú už desiatky miliárd rokov.
Teoretické modely našej galaxie
Dokonca aj starí astronómovia sa snažili dokázať, že viditeľný pás na oblohe je súčasťou obrovského hviezdneho disku rotujúceho okolo jeho stredu. Toto tvrdenie bolo podporené vykonanými matematickými výpočtami. Predstavu o našej galaxii bolo možné získať až o tisíce rokov neskôr, keď veda pomohla inštrumentálnym metódam prieskumu vesmíru. Prelomom v skúmaní prírody Mliečnej dráhy bolo dielo Angličana Williama Herschela. V roku 1700 sa mu podarilo experimentálne dokázať, že naša galaxia má tvar disku.
Už v našej dobe nabral výskum iný smer. Vedci sa spoliehali na porovnanie pohybov hviezd, medzi ktorými boli rôzne vzdialenosti. Jacob Kaptein dokázal pomocou metódy paralaxy približne určiť priemer galaxie, ktorý je podľa jeho výpočtov 60-70 tisíc svetelných rokov. Podľa toho bolo určené miesto Slnka. Ukázalo sa, že sa nachádza pomerne ďaleko od zúriaceho stredu galaxie a v značnej vzdialenosti od periférie Mliečnej dráhy.
Základnou teóriou existencie galaxií je teória amerického astrofyzika Edwina Hubbla. Prišiel s myšlienkou klasifikovať všetky gravitačné útvary a rozdeliť ich na eliptické galaxie a útvary špirálového typu. Posledne menované, špirálové galaxie, predstavujú najväčšiu skupinu, ktorá zahŕňa formácie rôznych veľkostí. Najväčšou nedávno objavenou špirálovou galaxiou je NGC 6872 s priemerom viac ako 552 tisíc svetelných rokov.
Očakávaná budúcnosť a predpovede
Zdá sa, že galaxia Mliečna dráha je kompaktný a usporiadaný gravitačný útvar. Na rozdiel od svojich susedov je náš intergalaktický domov celkom pokojný. Čierne diery systematicky ovplyvňujú galaktický disk a zmenšujú jeho veľkosť. Tento proces už trvá desiatky miliárd rokov a ako dlho ešte bude pokračovať, nie je známe. Jediná hrozba hroziaca nad našou galaxiou pochádza od jej najbližšieho suseda. Galaxia Andromeda sa k nám rýchlo blíži. Vedci predpokladajú, že zrážka dvoch gravitačných systémov by mohla nastať za 4,5 miliardy rokov.
Takéto stretnutie-splynutie bude znamenať koniec sveta, v ktorom sme zvyknutí žiť. Mliečna dráha, ktorá má menšiu veľkosť, bude pohltená väčším útvarom. Namiesto dvoch veľkých špirálových útvarov sa vo vesmíre objaví nová eliptická galaxia. Dovtedy si naša galaxia bude vedieť poradiť so svojimi satelitmi. Dve trpasličie galaxie – Veľký a Malý Magellanov mrak – pohltí Mliečna dráha o 4 miliardy rokov.
Ak máte nejaké otázky, nechajte ich v komentároch pod článkom. My alebo naši návštevníci im radi odpovieme
To, že hmota vo vesmíre nie je rozptýlená, ale sústredená v obrovských hviezdokopách, vedci predpokladali už v 18. storočí (I. Kant, W. Herschel), ale definitívne sa o tom presvedčili až začiatkom 20. storočia. .
Hviezdne sústavy viazané gravitáciou sa nazývajú galaxie.
Naše Slnko je súčasťou galaxie Mliečna dráha (inak sa naša galaxia označuje slovom s veľkým písmenom - Galaxia). Hrúbka našej galaxie nie je väčšia ako 1% jej priemeru, to znamená, že tvarom pripomína disk, alebo presnejšie dve platne zložené na okrajoch. Táto zložka Galaxie sa nazýva hviezdna disk. Priemer disku je 30 kiloparsekov (100 000 svetelných rokov), jeho hrúbka je 1 000 svetelných rokov a jeho hmotnosť prevyšuje hmotnosť Slnka 150 miliárd krát. Pozdĺž disku sa tiahne tmavý pruh, čo je vrstva nepriehľadnej hmoty – medzihviezdneho prachu a plynu.
Hviezdny disk Galaxie a pruh v strede disku
(bočný pohľad)
Disk Galaxie nemá jasne definovanú hranicu, rovnako ako zemská atmosféra nemá jasnú hornú hranicu. V rovine tohto disku je však hustota hviezd oveľa vyššia ako mimo neho.
Galaktický disk rotuje okolo svojho stredu. Rotácia Galaxie nastáva v smere hodinových ručičiek pri pohľade na Galaxiu z jej severného pólu, ktorý sa nachádza v súhvezdí Coma Bereniky. Galaktický disk má špirálovitú štruktúru, ktorá dáva názov tomuto typu hviezdokôp - špirálové galaxie. Špirály sú vlny šíriace sa smerom k rotácii disku Galaxie konštantnou uhlovou rýchlosťou. Hviezdy vo vnútri disku sa pohybujú po kruhových trajektóriách okolo stredu Galaxie konštantnou lineárnou rýchlosťou. Preto uhlová rýchlosť otáčania závisí od vzdialenosti od stredu, ktorá sa zmenšuje so vzdialenosťou od neho. Rýchlosť Slnka, ktoré sa nachádza na okraji Galaxie, je 220-250 km/s.
V strede disku galaxie je zhrubnutie - jadro s priemerom 1300 parsekov. Nachádza sa v súhvezdí Strelca. V jadre je veľmi vysoká koncentrácia hviezd: hustota hviezd je tu miliónkrát väčšia ako v blízkosti Slnka. Ale napriek tomu, že v jadre je sústredených toľko hviezd, dlho sa to nedalo pozorovať, pretože v blízkosti roviny symetrie Galaxie sú obrovské tmavé oblaky prachu, ktoré pohlcujú svetlo hviezd. Skrývajú pred nami jadro Galaxie. Preto bolo možné ho študovať až po vytvorení prijímačov infračerveného a rádiového žiarenia, ktoré sú absorbované v menšej miere. Mimochodom, štúdium našej rodnej Galaxie je pre nás ťažké aj preto, že sme v nej – je ľahšie študovať akýkoľvek objekt zvonku. Slnko sa navyše nachádza v rovine hviezdneho disku: hustota medzihviezdnej hmoty je tu vysoká a kvôli absorpcii svetla to komplikuje pozorovania.
Takto vyzerá naša Galaxia zvonku
Okrem obrovského množstva hviezd sa v centrálnej oblasti Galaxie nachádza kruhový plynový disk s polomerom viac ako 1000 svetelných rokov, ktorý pozostáva najmä z molekulárneho vodíka. V samom strede Galaxie sa predpokladá existencia čiernej diery s hmotnosťou približne milión hmotností Slnka.
Druhá zložka Galaxie, ktorá vlastne určuje jej vonkajšie rozmery, má guľový tvar. To sa nazýva haló. Polomer halo je podstatne väčší ako veľkosť disku – dosahuje niekoľko stotisíc svetelných rokov. Stred symetrie halo Mliečnej dráhy sa zhoduje so stredom galaktického disku.
Halo, podobne ako disk, rotuje okolo stredu Galaxie, ale oveľa nižšou rýchlosťou, pretože hviezdy v halo sa pohybujú skôr náhodne.
Centrálna časť halo - do niekoľkých tisíc svetelných rokov od stredu Galaxie - je najhustejšia, tzv. vydutie(z anglického slova vydutie, čo znamená „zhrubnutie“, „opuch“).
Štruktúra našej Galaxie (bočný pohľad)
Okrem jednotlivých hviezd Galaxia obsahuje hviezdokopy. Delia sa na otvorené zhluky, guľové hviezdokopy A hviezdne asociácie.
Otvorené hviezdokopy nachádza sa v blízkosti galaktickej roviny, kde sú sústredené nahromadenia prachu a medzihviezdneho plynu. V súčasnosti je známych viac ako 1200 otvorených hviezdokôp, z ktorých 500 bolo podrobne študovaných. Najznámejšie z nich sú Plejády a Hyády v súhvezdí Býka. Celkový počet otvorených hviezdokôp v Galaxii môže dosiahnuť stotisíc, pričom každá z nich obsahuje niekoľko stoviek až niekoľko tisíc hviezd. Ich hmotnosť je malá, a preto ich gravitačné pole nedokáže na malom objeme priestoru dlhodobo obsiahnuť, a tak sa otvorené hviezdokopy v priebehu miliárd rokov rozpadajú.
Otvorená hviezdokopa Plejády
Guľové hviezdokopy výrazne vynikajú na hviezdnom pozadí vďaka značnému počtu hviezd v nich a ich jasnému guľovitému tvaru. Priemer guľových hviezdokôp sa pohybuje od 20 do 100 parsekov. Na úsvite vývoja Galaxie sa okolo nej potulovali tisíce guľových hviezdokôp. Mnohé z nich boli zničené v dôsledku zrážok medzi sebou alebo s galaktickým centrom. Dnes v našej Galaxii zostalo asi 200 guľových hviezdokôp, ktoré sa nachádzajú v guľovom halo. Ide o najstaršie útvary v našej Galaxii – ich vek je od 10 do 12 miliárd rokov. Vek hviezd, ktoré tvoria guľové hviezdokopy, je veľmi významný: prešli dlhou evolučnou cestou a stali sa neutrónovými hviezdami alebo bielymi trpaslíkmi. Hviezdy v guľových hviezdokopách sa pohybujú na svojich dráhach okolo stredu hviezdokopy a samotná hviezdokopa sa zase pohybuje po obežnej dráhe okolo stredu Galaxie.
guľová hviezdokopa Messier 80,
nachádza sa uprostred medzi α Scorpio (Antares) a β Scorpio (Acrab)
v časti Mliečnej dráhy bohatej na hmloviny
Tretím typom klastrov je hviezdne asociácie. Ide o skupiny mladých hviezd, takzvané OB asociácie. Ich dĺžka sa pohybuje od 15 do 300 parsekov a obsahujú niekoľko desiatok až niekoľko stoviek mladých hviezd - horúcich modrých obrov a supergiantov. Keďže obri raných spektrálnych typov rýchlo prechádzajú cestou evolúcie, všetky hviezdy vznikli v rovnakom čase a majú malý vek. Existujú aj asociácie T obsahujúce premenné hviezdy, ktoré sú v najskorších štádiách hviezdneho vývoja.
Hviezdna asociácia LH 72 vo Veľkom Magellanovom oblaku.
Fotografia bola urobená pomocou širokouhlého fotoaparátu Hubbleovho teleskopu.
Foto: ESA/Hubble, NASA a D. A. Gouliermis
Pozdĺž ramien hviezdneho disku sú sústredené najmladšie hviezdy (staré niekoľko desiatok miliónov rokov), otvorené hviezdokopy a asociácie, ako aj husté oblaky medzihviezdneho plynu, v ktorých sa ďalej tvoria hviezdy. Výbuchy supernov sú častejšie pozorované v špirálových ramenách. Staršie hviezdy v špirálovej galaxii, ako je naše Slnko, sa nachádzajú v ramenách aj medzi nimi, čo vytvára pomerne rovnomerné rozloženie hviezd na disku. Na rozdiel od halo, kde sú prejavy hviezdnej aktivity mimoriadne zriedkavé, vo vetvách pokračuje energický život spojený s nepretržitým prechodom hmoty z medzihviezdneho priestoru k hviezdam a späť. Aktívna tvorba hviezd v špirálových ramenách je spojená s vyššou hustotou hmoty v nich. Z tohto dôvodu sa zvyšuje priemerný tlak na plynové oblaky nachádzajúce sa v medzihviezdnom priestore. Keď oblak plynu vstúpi do hustejšej časti špirálového ramena, zvýšený tlak spôsobí, že sa oblak rozdelí na menšie zhluky materiálu, ktorý môže kondenzovať do hviezd. V dôsledku tohto procesu sa vo vnútri špirálových ramien rodia hviezdy. Ramená sú teda ako obrovský kozmický inkubátor, v ktorom sú mladé hviezdy umiestnené blízko prednej hranice ramien. Hviezdy v galaktickom disku sa nazývajú populačný typ I.
Halo pozostáva najmä z veľmi starých, matných malých hviezd, ktoré vznikli v raných fázach vývoja Galaxie – ich vek je asi 12 miliárd rokov. Nachádzajú sa jednotlivo aj vo forme guľových hviezdokôp vrátane viac ako milióna hviezd. Hviezdy sférickej zložky sú sústredené smerom k stredu Galaxie a hustota halo materiálu rýchlo klesá so vzdialenosťou od nej. Halo hviezdy sa nazývajú populačný typ II.
Priestor medzi hviezdami je vyplnený riedkou hmotou, žiarením a magnetickým poľom. Disk obsahuje najmä veľa medzihviezdneho prachu s teplotou 15–25 K, ktorý vznikol v dôsledku života hviezd. Priemerný polomer prachových zŕn je zlomok mikrometra. V súčasnosti sa verí, že prachové zrná pozostávajú zo zmesi častíc železa a kremičitanu pokrytých obalmi organických molekúl a ľadu. Celková hmotnosť prachu je len 0,03 % celkovej hmotnosti Galaxie, no jeho celková svietivosť je 30 % svietivosti hviezd a úplne určuje vyžarovanie Galaxie v infračervenej oblasti.
Analýza pohybu telies v Galaxii ukázala, že jej hmotnosť by mala byť rádovo väčšia ako tá, ktorú určujeme z viditeľných objektov. To znamená, že okrem halo, vydutia a disku, v ktorých sa nachádzajú hviezdy a plyn, sú tu obrovské množstvá neviditeľnej hmoty, ktorá sa prejavuje len gravitačnou interakciou, ale nie je detekovaná žiadnymi prístrojmi. Volalo sa to temná hmota. Disk a halo Galaxie sú ponorené do koróny tmavej hmoty, ktorej veľkosť a hmotnosť je 10-krát väčšia ako veľkosť disku a hmotnosť viditeľnej hmoty Galaxie. Temná hmota existuje nielen v našej Galaxii, ale aj v medzigalaktickom priestore. Povaha skrytej hmoty vo vesmíre je stále nejasná – stále nevieme, z čoho sa skladá.
