ГАЛАКТИКИ. МЕЖГАЛАКТИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО. ГАЛАКТИКА "МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ" (ЧАСТЬ 1)

     Бесконечные просторы космоса, таящие в себе множество необъяснимых,  захватывающих, красочных и порой,  сводящих с ума, явлений. Бескрайние глубины темной неизвестности, простирающиеся на такие расстояние, какие невозможно себе даже представить.  Даже если сложить все расстояние, которое человек прошел по Земле, проехал на машине, пролетел на самолете за все время своего существование, то это расстояние будет каплей в море по сравнению с теми объемами и масштабами, которые простираются во Вселенной.

      Человек, с начало момента своего происхождения, пытался найти ответы на интересующие его вопросы, касающиеся происхождения и возникновения мира, какую роль он играет в нем. В далекой древности стояло учение,  основа которого заключалась в том, что Земля-плоская поверхность, которую держат 3 слона, стоящие на огромной черепахе и земля окружена водой. Сейчас это кажется забавным и смешным, но именно эти первые шаги к познанию и  неизвестность, помогли ему на протяжении тысячелетий собрать информацию о нашей природе существования, дать более-менее ясную картину, окружающего нас мира.
    Темная материя космоса, звездные острова, к которым невозможно доплыть, результат творения Вселенной, которая не хочет разоблачать своего детища - это Галактика, о которой и пойдет речь.
      Галактики - это большие звездные системы, в которых звезды связаны друг с другом силами гравитации. В настоящее время открыто около тысячи галактик, но ученые утверждают, что во Вселенной их может быть миллионы, а то и миллиарды. В каждой галактике имеются звезды, которые объедены в системы (как например наша Солнечная, в которой звезда-это Солнце, а в качестве системы выступают все планеты, вращающиеся вокруг нее). Существуют галактики, содержащие в себе триллионы звезд. Наша галактика (Млечный путь), тоже достаточно   велика и включает не более 200 млрд. звездных систем.Самые маленькие галактики (их еще называют карликовыми) в миллионы раз меньше остальных и представляют из себя небольшие шаровые скопления. Небольшие имеется в виду по меркам космоса, для человека это все также огромные  и не досягаемые размеры. К примеру карликовая галактика Ursa Major II Dwarf ( созведие  Большая Медведица расположеная рядом с Млечным Путем), открытая в 2006 году имеет размеры 815х408 световых лет.  Для сравнение размеры Млечного Пути составляют порядка 100 000 световых лет в диаметре.
   Помимо обычных звезд галактики включают в себя межзвездный газ, пыль, а также различные объекты: белые карлики (отработанная звезда, находящаяся в конечной стадии своей эволюции и обладающая огромной плотностью, порядка 10¹⁰ кг/м³), нейтронные звезды, черные дыры. Газ в галактике не только рассеян между звездами, но и образует громадные облака (массой до миллиона масс Солнца). Межзвездный газ в основном состоит из водорода и служит материалом из которого формируются новые звезды. В газовом облаке плотные сгустки сжимаются, под действием сил гравитации, до тех пор пока в их центре температура и плотность не повысится до такой степени, что начинаются термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Именно такие процессы происходят на Солнце.С этого момента сгусток газа становится звездой.

Классификация галактик

       В зависимости от внешнего вида и структуры звездных систем галактики принято делить на морфологические типы:
    Спиральные галактики по внешнему виду напоминают чечевицу или двояковыпуклую линзу. Являются сплюснутыми звездными системами с центральным почти сферическим ядром, имеют две или более, часто клочковатых спиральных ветвей. В спиральных ветвях галактик сосредоточены их самые яркие и молодые звезды, светящиеся туманности (области ионизованного водорода), молодые скопления и ассоциации звезд.

 Схема спиральной галактики 

  
     На галактическом диске заметен спиральный узор из двух или более (до десяти) закрученных в одну сторону ветвей, или рукавов, выходящих из центра галактики. Под диском понимают относительно тонкий слой, в котором сконцентрировано большинство объектов галактики. он подразделяется на газопылевой диск и звёздный диск. Диск погружен в разряженное слабосветящиеся сфероидальное облако звезд - гало. Обозначают спиральные галактики буквой S. По степени структурности (развитости) спиральных ветвей и общей форме их подразделяют на типы, называемые хабловскими типами - в честь ученого Эдвина Хаббла, предложившего классификацию галактик. Системы с гладкими, туго закрученными спиральными ветвями относят к типу Sa. В них центральная шарообразная часть (балдж) является яркой и протяженной, а рукава - нечеткие, размытые.

    Спиральная галактика Сомбреро (М 104) в созвездие Девы относится к типу Sa 

и рассположена на расстоянии 28 миллионов световых лет от Земли. 

       Если же спирали более мощные и четкие, а центральная часть менее выделяется, то такие галактики принадлежат к типу Sb. Галактики с развитой спиральной структурой, балдж которого слабо просматривается на общем фоне, относится к типу Sc.

Галактика Боде (M 81, Messier 81, NGC 3031) - Sb-типовая спиральная

галактика, рассположенная в созвездии Большой Медведицы, и отдаленная от Земли

на расстояние 12 млн. световых лет. Радиус галактики составляет около 35 тыс световых лет.

Еще одна галактика в созведии Большая Медведица. По виду напоминает

форму колеса, поэтому носит название "Тележное колесо". Ее диаметр

составляет 170 000 световых лет. Считается одной из самых больших спиральных галактик. 

Расстояние от Земли  примерно 22 млн. световых лет.

    У некоторых спиральных галактик в центральной части имеется почти прямая звездная перемычка - бар. В этом случае к обозначению после буквы S добавляется В (например SBc).

 NGC 247 -  небольшая спиральная галактика, открытая в 1974 году Уильем Гершелем.

Принадлежит к созвездию Кита и относится к ближайшей нам группе галактик, называемой 

Группой Скульптора. С помощью различных телескопов в галактике было обнаружено

33 звезды. Изучение периодов звезд дало возможность расчитать расстояние до галактики

равное около 11,8 млн. световых лет.

     Спиральная галактика Туманность Андромеды (M31 , NGC 224) - один из крупнейших объектов, так называемой Местной группы галактик (гравитационно-связанная группа галактик, включающая в себя более 50 галактик, в том числе Млечный Путь и Туманность Андромеды), относится к группе Sb и отдалена от Земли, по последним данным на расстоянии 2,5 млн. световых лет. Одна из единственных звездных объектов в космосе, которая несмотря на большую отдаленность, хорошо просматривается с Земли даже невооруженным глазом. Жители средних широт в ясную ночь могут наблюдать галактику Андромеды в виде небольшого светлого облачка. Темное пятнышко  в созвездии Андромеды предстает перед наблюдателем таким, каким оно было 2,5 млн. лет назад, именно столько времени понадобиться свету, чтобы долететь до Земли. А это значит, что  Андромеду  видит такой, какой она была еще до появления первого человека. Не существует ни одного способа, чтобы определить какая она в настоящий момент.

  Туманность Андромеды -ближайшая к нам спиральная галактика. В ее состав 

входят около триллиона звезд. На фотографии также видна карликовая

элептическаягалактика, являющаяся спутником туманности Андромеды

      В 1887 году валлийским астрономом Исааком Робертсом были представлены первые снимки галактики. На них впервые были запечатлены спиральные структуры объекта. Однако в то время всё ещё считалось, что М31 принадлежит нашей Галактике, и Робертс ошибочно считал, что это — другая солнечная система с формирующимися планетами. Решающее слово было сказано Эдвином Хаблом. Он открыл в туманности Андромеды первые звезды-цефеиды и сравнив их с уже изученными цефеидами нашей галактики, пришел к выводу, что Туманность Андромеды - внегалактический объект. M31 тесно взаимодействует с нашей галактикой Млечный Путь. С каждой секундой галактика Андромеда и Млечный Путь сближаются на 100 -километров. По предварительным данным столкновение двух галактических систем произойдет примерно через 3-4 млрд. лет, после чего две галактики сольются в одну. Не исключено при этом, что наша Солнечная система будет выброшена в межгалактическое пространство мощным гравитационным возмущением. В длину Туманность Андромеды простирается на 260 000 световых лет, что в 2,6 раза больше чем Млечный Путь.

Галактика Млечный Путь

   Если в ясную темную ночь  всмотреться в бескрайние просторы Вселенной, то можно заметить широкую белую полосу,  пересекающую звездное небо. Древние греки, наблюдая небо, сравнивали эту полосу с пролившимся молоком и поэтому назвали ее «галаксиас», что значит молочный, млечный. Это название и легло в основу термина «галактика» - Млечный Путь.

     Первые упоминания о галактике были произведены  XVIII веке английским астроном Уильям Гершелем. Он подсчитывал количество звёзд в разных областях неба и обнаружил, что на небе присутствует большой круг (впоследствии он был назван галактическим экватором), который делит небо на две равные части и на котором количество звёзд оказывается наибольшим. Кроме того, звёзд оказывается тем больше, чем ближе участок неба расположен к этому кругу. Наконец обнаружилось, что именно на этом круге располагается Млечный Путь.

    Млечный Путь — это одна из многочисленных галактик Вселенной. Является спиральной галактикой с перемычкой типа SBbc по классификации Хаббла. Включает в себя около 200 млрд. звезд, и является настолько огромной, что свету понадобиться 100 000 лет, чтобы пролететь от края до края галактики.  Наша галактика образовалась спустя небольшое время после Большого Взрыва, а это значит, что ее возвраст почти равен возрасту Вселенной и составляет около 12 млрд. лет. В самом центре Млечного Пути находится ядро, представляемое в виде большой массивной черной дыра. За счет огромной массы, черная дыра создает  гравитационное воздействие на все звезды, даже самые отдаленные, заставляя их вращаться по необыкновенным траекториям. Таким образом все звездные системы, в том числе и Солнечная, вращаются вокруг центра галактики, К примеру наше Солнце расположено в 26 000 световых лет от галактического центра и совершает один оборот за 200 млн. лет, со скоростью 220 км/с, значит за время своего существования Земля облетела вокруг центра галактики не более 30 раз.

Компьютерная модель галактики Млечный Путь. Где-то между центром

и внешней границей галактики, расположена небольшая, по объемам космоса,

сине-голубая планета - единственное, открытое человеком место на котором

присутствуют следы биологической жизни, и носит она название - Земля.

  Основным элементом, заполняющий все межзвездное пространство,  является водород, который служит топливом для формирования и дальнейшей эволюции будущих звезд. Также в меньших количествах пространство содержит в себе гелий. В центральных областях галактики наблюдается большая концентрация звезд, примерно 1000 звездных систем на каждые 3 световых года. Расстояние между ними в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. Если бы мы жили на планете около звезды, находящейся вблизи ядра Галактики, то на небе были бы видны десятки звезд, по яркости сопоставимых с Луной.

Панорама Млечного Пути, сделанная в Долине Смерти, США, 2005 год.

Панорама южного неба, сделанная около обсерватории Параналь, Чили, 2009 год.