Мистерията на Млечния път преследва хората в продължение на много векове. В митовете и легендите на много народи по света той се е наричал Пътят на боговете, тайнственият звезден мост, водещ към небесата, вълшебната Небесна река, пълна с божествено мляко. Смята се, че именно той е имал предвид, когато стари руски приказки са говорили за млечна река с железни банки. И жителите на древна Елада го наричали Galaxias kuklos, което означава „млечен кръг“. Оттук идва думата Галактика, позната днес.
Но във всеки случай Млечният път, като всичко, което може да се види на небето, се смяташе за свещен. Той бил почитан, в негова чест били изградени храмове. Между другото, малко хора знаят, че дървото, което украсяваме за Нова година, не е нищо друго, освен ехо от онези древни култове, когато Млечният път изглеждаше на предците ни оста на Вселената, Световното дърво, върху невидимите клони на които узряват плодовете на звездите. Именно в новогодишната нощ Млечният път "стои" вертикално, като ствол, издигащ се от хоризонта. Ето защо, в имитация на небесното дърво, вечно даващо плод, земното дърво беше облечено в началото на новия годишен цикъл. Те вярвали, че това дава надежда за бъдеща реколта и благоразположението на боговете.
Какво е Млечният път, защо свети и свети неравномерно, след това тече по широк канал, след което изведнъж се разделя на две рамена?
Научната история на този брой може да се брои поне 2000 години. И така, Платон нарече Млечния път шев, свързващ небесните полукълба, Демокрит и Анаксагор казаха, че той е осветен от звездите, а Аристотел го обясни със светещи двойки, разположени под Луната. Имаше още едно предложение, отправено от римския поет Марк Манилий: може би Млечният път е сливащото се сияние на малки звезди. Колко близо беше от истината. Но това беше невъзможно да се потвърди, като се наблюдават звездите с просто око.
Мистерията на Млечния път е разкрита едва през 1610 г., когато известният Галилео Галилей насочва първия си телескоп към него, през който вижда „необятен куп звезди“, сливащи се в плътна бяла ивица за просто око. Галилей беше изумен, той разбра, че хетерогенността, дори разкъсаната структура на бялата ивица се обяснява с факта, че тя се състои от множество звездни струпвания и тъмни облаци. Тяхната комбинация създава уникален образ на Млечния път. Защо обаче замъглените звезди са концентрирани в тясна ивица, тогава беше невъзможно да се разбере.
При движението на звезди в Галактиката учените разграничават цели звездни потоци. Звездите в тях са свързани помежду си. Не бъркайте звездни потоци със съзвездия, очертанията на които често могат да бъдат обикновена игра на природата и представляват свързана група само когато се наблюдават от Слънчевата система. Всъщност се случва, че в едно и също съзвездие има звезди, принадлежащи към различни потоци. Например в добре познатата кофа на Ursa Major (най-забележимата фигура на това съзвездие) само пет звезди от средата на кофата принадлежат на един поток, първият и последният с характерна фигура от друг поток. И в същото време, в същия поток с петте средни звезди, се намира известният Сириус - най-ярката звезда на нашето небе, принадлежащ към съвсем различно съзвездие.
Друг изследовател на Млечния път е Уилям Хершел през 18 век. Като музикант и композитор той се занимава с науката за създаване на звезди и телескопи. Последният от тях тежеше тон, имаше диаметър на огледалото 147 сантиметра и дължина на тръбата 12 метра. Въпреки това, повечето си открития, които се превърнаха в естествена награда за старанието, Хершел направи с телескоп наполовина по-голям от този гигант.
Едно от най-важните открития, както го нарече самият Хершел, беше Великият план на Вселената. Методът, който той прилага, се оказа просто преброяване на звездите в зрителното поле на телескопа. И естествено в различни части на небето бяха открити различни звезди. (Имаше повече от хиляда части от небето, където бяха преброени звездите.) Въз основа на тези наблюдения Хершел заключи, че формата на Млечния път вече е звезден остров във Вселената, към който също принадлежи Слънцето. Той дори нарисува схематична рисунка, която показва, че нашата звездна система има неправилна удължена форма и наподобява гигантски воденичен камък. Е, тъй като този воденичен камък заобикаля нашия свят с пръстен, то, следователно, Слънцето е вътре в него и се намира някъде близо до централната част. Ето как Хершел рисува,и тази идея оцелява в съзнанието на учените почти до средата на миналия век.
Промоционално видео:
Въз основа на изводите на Хершел и неговите последователи се оказа, че Слънцето има специално централно положение в Галактиката, наречено Млечен път. Тази структура беше донякъде подобна на геоцентричната система на света, възприета преди ерата на Коперник, с единствената разлика, че Земята по-рано се смяташе за център на Вселената, а сега е Слънцето.
И все пак, не е ясно дали има други звезди извън звездния остров, иначе нашата Галактика? Телескопите на Herschel направиха възможно да се доближим до разрешаването на тази загадка. Ученият откри много слаби мъгливи петна в небето и проучи най-ярките от тях. Виждайки, че някои от слънчевите петна се разпадат на звезди, Хершел направи смелото заключение, че това не са нищо повече от други звездни острови, като нашия Млечен път, само много далечни. Тогава той предложи, за да се избегне объркване, името на нашия свят да се напише с главна буква, а останалото - с малка буква. Същото се случи и с думата Галактика. Когато го пишем с главна буква, имаме предвид нашия Млечен път, когато с малка буква - всички останали галактики. Днес астрономите наричат Млечния път "млечната река", видима на нощното небе, и цялата ни Галактика,състоящ се от стотици милиарди звезди. По този начин този термин се използва в две сетива: в едното - когато говорим за звездите на земното небе, в другото - когато се обсъжда структурата на Вселената.
Учените обясняват наличието на спирални клони в Галактиката с гигантски вълни на компресия и разреждане на междузвезден газ, движещи се по галактическия диск. Поради факта, че орбиталната скорост на Слънцето почти съвпада със скоростта на компресионните вълни, тя остава пред вълновия фронт за няколко милиарда години. Това обстоятелство имаше голямо значение за възникването на живота на Земята.
Спиралните рамена съдържат много звезди с висока светимост и маса. И ако масата на звездата е голяма, около десет пъти по-голяма от масата на Слънцето, очаква го незавидна съдба, завършваща с грандиозна космическа катастрофа - експлозия, наречена експлозия на свръхнова. В този случай светкавицата е толкова силна, че тази звезда свети като всички звезди на Галактиката заедно. Астрономите често записват подобни катастрофи в други галактики, но това не се е случвало в нашата през последните няколкостотин години. Когато свръхнова избухне, се генерира мощна вълна от твърда радиация, която може да унищожи целия живот по пътя. Може би именно поради уникалната позиция в Галактиката нашата цивилизация успя да се развие до такава степен, че нейните представители се опитват да научат за звездния си остров. Оказва сече възможните братя в ума могат да се търсят само в тихи галактически „кътчета“като нашите.
Проучванията на мъглявината Андромеда изиграха важна роля за разбирането на структурата на „собствената“Галактика. Мъгливите петна в небето са известни отдавна, но те се считат или за парчета, които се откъснаха от Млечния път, или се слеят в солидна маса от далечни звезди. Но едно от тези петна, известно като мъглявината на Андромеда, беше най-ярката и привличаща вниманието. Той беше сравнен както със светещ облак, така и с пламък на свещ и един астроном дори вярваше, че на това място кристалният купол на небесата е по-тънък, отколкото в други, и светлината на Царството Божие се излива през него към Земята.
Мъглявината Андромеда е наистина зрелищна гледка. Ако очите ни бяха по-чувствителни към светлината, това ще ни се стори не като малко удължено мъгливо петънце, някъде в четвърт от лунния диск (това е централната му част), а като формация, седем пъти по-голяма от пълната луна. Но това не е всичко. Съвременните телескопи виждат мъглявината на Андромеда по такъв начин, че в нейната зона да се поберат до 70 пълни луни. Възможно е да се разбере структурата на мъглявината Андромеда едва през 20-те години на миналия век. Това е направено с помощта на телескоп с диаметър на огледалото 2,5 м от американския астрофизик Едвин Хъбъл. Той получи снимки, в които пламна, сега нямаше съмнение, гигантски звезден остров, състоящ се от милиарди звезди - друга галактика. А наблюдението на отделни звезди в мъглявината на Андромеда ни позволи да решим друг проблем - да изчислим разстоянието до него. Факт е, че във Вселената има така наречените Цефеиди - променливи звезди, пулсиращи поради вътрешни физически процеси, които променят своята яркост. Тези промени настъпват с определен период: колкото по-дълъг е периодът, толкова по-висока е светимостта на цефеида - енергията, освободена от звездата за единица време. И от него можете да определите разстоянието до звездата. Например цефеидите, открити в мъглявината на Андромеда, направиха възможно да се определи разстоянието до нея. Оказа се огромна - 2 милиона светлинни години. Това обаче е само една от най-близките до нас галактики, от които, както се оказа, във Вселената има много.толкова по-висока е светимостта на цефеида - енергията, освободена от звездата за единица време. И от него можете да определите разстоянието до звездата. Например цефеидите, открити в мъглявината на Андромеда, направиха възможно да се определи разстоянието до нея. Оказа се огромна - 2 милиона светлинни години. Това обаче е само една от най-близките до нас галактики, от които, както се оказа, във Вселената има много.толкова по-висока е светимостта на цефеида - енергията, освободена от звездата за единица време. И от него можете да определите разстоянието до звездата. Например цефеидите, открити в мъглявината на Андромеда, направиха възможно да се определи разстоянието до нея. Оказа се огромна - 2 милиона светлинни години. Това обаче е само една от най-близките до нас галактики, от които, както се оказа, във Вселената има много.
Колкото по-мощни станаха телескопите, толкова по-ясни бяха очертаните вариантите за структурата на галактиките, наблюдавани от астрономите, които се оказаха много необичайни. Сред тях има така наречените неправилни, които нямат симетрична структура, има елиптични и има спираловидни. Тук те изглежда са най-интересните и загадъчни. Представете си ярко блестящо ядро, от което изплуват гигантски светещи спираловидни клони. Има галактики, в които ядрото е по-силно изразено, докато клоните доминират в други. Има и галактики, при които клоните не излизат от ядрото, а от специален мост - лентата.
И така, към кой тип на Млечния път принадлежи? В крайна сметка, бидейки вътре в Галактиката, е много по-трудно да се разбере нейната структура, отколкото да се наблюдава от страна. Самата природа помогна да отговори на този въпрос: галактиките по отношение на нас са "разпръснати" в различни позиции. Някои можем да видим от ръба, други „плоски”, а трети - от различни ъгли.
Дълго време се смяташе, че най-близката галактика до нас е Големият Магеланов облак. Днес се знае, че това не е така. През 1994 г. космическите разстояния бяха измерени по-точно и галактика джудже в съзвездието Стрелец пое водещата позиция. Съвсем наскоро обаче това твърдение също трябваше да бъде преразгледано. Още по-близък съсед на нашата Галактика беше открит в съзвездието Канис Майор. Намира се само на 42 хиляди светлинни години от центъра на Млечния път.
Общо са известни 25 галактики, които съставляват т. Нар. Локална система, тоест общност от галактики, които са пряко свързани помежду си от гравитационни сили. Местната система на галактиките е около три милиона светлинни години. В допълнение към нашия Млечен път и неговите спътници, Местната система включва и мъглявината Андромеда, най-близката гигантска галактика със своите сателити и друга спирална галактика в съзвездието Триъгълник. Тя е обърната към нас "плоска". Доминира местната система, разбира се мъглявината Андромеда. Той е един и половина пъти по-масивен от Млечния път.
Ако цефеидите от мъглявината на Андромеда направиха възможно да се разбере, че тя е далеч отвъд нашата Галактика, тогава изследването на по-близки цефеиди даде възможност да се определи положението на Слънцето вътре в Галактиката. Пионер тук беше американският астрофизик Харлоу Шапли. Един от обектите на неговия интерес бяха кълбовидни звездни клъстери, толкова плътни, че сърцевината им се слива в солиден блясък. Районът, най-богат на кълбовидни клъстери, се намира в посока на зодиакалното съзвездие Стрелец. Те са известни и в други галактики и тези клъстери винаги са концентрирани в близост до галактически ядра. Ако приемем, че законите за Вселената са еднакви, можем да заключим, че нашата Галактика трябва да бъде подредена по подобен начин. Шепли намери Цефеиди в кълбовидните си клъстери и измери разстоянието до тях. Оказа сече Слънцето изобщо не е разположено в центъра на Млечния път, а в покрайнините му, може да се каже, в звездна провинция, на разстояние 25 хиляди светлинни години от центъра. И така, за втори път след Коперник идеята за нашето специално привилегировано положение във Вселената беше развенчана.
Осъзнавайки, че се намираме в периферията на Галактиката, учените се заинтересуваха от нейния център. Подобно на други звездни острови, се очакваше да има ядро, от което да изплуват спирални клони. Ние ги виждаме като светлата ивица на Млечния път, но - виждаме отвътре, от ръба. Тези спираловидни клони, изпъкнали един върху друг, не ни позволяват да разберем колко са и как са подредени. Освен това ядрата на други галактики светят ярко. Но защо това излъчване не се вижда в нашата Галактика, възможно ли е то да няма ядро? Решението дойде отново благодарение на наблюдения на други. Учените забелязаха, че в спиралните мъглявини, към вида на които също се приписва нашата Галактика, ясно се вижда тъмен слой. Това не е нищо повече от натрупване на междузвезден газ и прах. Именно те позволиха да отговорят на въпроса - защо не виждаме собственото си ядро:нашата слънчева система се намира точно в такава точка в галактиката, че гигантски тъмни облаци блокират ядрото за наблюдател на Земята. Сега можем да отговорим на въпроса: защо Млечният път се разделя на две рамена? Както се оказа, централната му част е затъмнена от мощни облаци прах. Всъщност зад праха стоят милиарди звезди, включително центъра на нашата галактика.
Проучванията показват също, че ако облакът прах не ни притесни, земляните ще наблюдават грандиозен спектакъл: гигантски блестящ елипсоид на сърцевината с безброй звезди ще заема площ от повече от сто луни в небето.
Телескопите, работещи в такива диапазони от спектъра на електромагнитното излъчване, на които праховият щит не пречи, помогнаха да се види галактическото ядро зад този прашен облак. Но повечето от тези емисии се улавят от земната атмосфера, следователно на настоящия етап астронавтиката и радиоастрономията играят съществена роля в познаването на Галактиката. Оказа се, че центърът на Млечния път свети добре в радиосетията. Учените се интересуваха особено от така наречения радиоизточник Стрелец А * - обект в Галактиката, който активно излъчва радиовълни и рентгенови лъчи. Днес може да се счита за действително доказано, че в съзвездието Стрелец има мистериозен космически обект - свръхмасивна черна дупка. Изчислено е, че неговата маса може да е равна на масата от 3 милиона слънца. Този обект с чудовищна плътност има такова мощно гравитационно поле,че дори светлината не може да избяга от него.
Естествено, самата черна дупка не свети в никакъв диапазон, но материята, която пада върху нея, излъчва рентгенови лъчи и ви позволява да намерите местоположението на космическото „чудовище“. Вярно е, че радиацията на Стрелец А * е по-слаба от тази, открита в ядрата на други галактики. Може би това се дължи на факта, че падането на материята се извършва не интензивно, но когато се случи, се записва светкавица от рентгеново лъчение. След като яркостта на обекта Стрелец А * се увеличи буквално за минути - това е невъзможно за голяма формация. Следователно този обект е компактен и може да бъде само черна дупка. Между другото, за да превърнете Земята в черна дупка, тя трябва да бъде компресирана до размера на кибритена кутия.
Като цяло в центъра на нашата Галактика са открити много променливи рентгенови източници, които вероятно са по-малки черни дупки, групирани около централната свръхмасивна. Те се наблюдават от американската космическа рентгенова обсерватория "Чандра".
Друго потвърждение за наличието на свръхмасивна черна дупка в центъра на ядрото на нашата Галактика беше предоставено от изследването на движението на звезди, разположени в непосредствена близост до ядрото. И така, в инфрачервения диапазон астрономите успяха да наблюдават движението на звезда, която се изплъзва от центъра на ядрото на незначително разстояние в галактическа скала: само три пъти по-голяма от радиуса на орбитата на Плутон. Параметрите на орбитата на движението на тази звезда показват, че тя се намира близо до компактен невидим обект с чудовищно гравитационно поле. Това може да бъде само черна дупка и супермасивна. Нейните изследвания продължават.
Има изненадващо малко информация за структурата на спиралните рамена на нашата Галактика. По появата на Млечния път човек може само да прецени, че Галактиката има формата на диск. И само с помощта на наблюдения на излъчването на междузвездния водород - най-разпространеният елемент във Вселената - беше възможно да се реконструира до известна степен картината на раменете на Млечния път. Това стана възможно отново благодарение на аналогия: в други галактики водородът е концентриран точно по протежение на спиралните рамена. Има и региони на образуване на звезди - много млади звезди, струпвания от прах и газ - газ и прахови мъглявини.
През 50-те години на миналия век учените успяват да съставят картина на разпределението на облаците йонизиран водород в галактическата околност на Слънцето. Оказа се, че има поне три области, които биха могли да се идентифицират със спиралните рамена на Млечния път. Един от тях, най-близкият до нас, учените нарекоха рамото на Орион-Цигнус. Този, който е по-далеч от нас и съответно близо до центъра на Галактиката, се нарича рамото Стрелец-Карина, а периферната - рамото Персей. Но изследваният галактически квартал е ограничен: междузвездният прах поглъща светлината на далечни звезди и водород, така че става невъзможно да се разбере по-нататъшното рисуване на спиралните клони.
Въпреки това, когато оптичната астрономия не може да помогне, радио телескопите идват на помощ. Известно е, че водородните атоми излъчват с дължина на вълната 21 см. Именно тази радиация холандският астрофизик Ян Оорт започна да улавя. Картината, която получи през 1954 г., беше впечатляваща. Спиралните рамена на Млечния път вече можеха да се проследят на големи разстояния. Нямаше повече съмнение: Млечният път е спирална звездна система, подобна на мъглявината Андромеда. Все още обаче нямаме подробна картина на спираловидния модел на Млечния път: клоните му се сливат един с друг и е много трудно да се определи разстоянието до тях.
Днес е известно, че нашата Галактика е гигантска звездна система, която включва стотици милиарди звезди. Всички звезди, които виждаме отгоре през ясна нощ, принадлежат на нашата Галактика. Ако можехме да се движим през космоса и да погледнем Млечния път отстрани, погледът ни щеше да изглежда звезден град под формата на огромна летяща чиния на 100 хиляди светлинни години. В центъра му щяхме да видим забележимо удебеляване - лента - с диаметър 20 хиляди светлинни години, от която в пространството излизат гигантски спирални клони.
Въпреки факта, че появата на Галактиката предполага плоска система, това не е напълно вярно. Така нареченият ореол, облак от разредена материя, се простира около него. Радиусът му достига 150 хиляди светлинни години. Около централната издутина и сърцевината са множество кълбовидни звездни групи от стари, хладни червени звезди. Харлоу Шапли ги нарече "скелет на тялото" на нашата Галактика. Готините звезди съставят така наречената сферична подсистема на Млечния път, а нейната плоска подсистема, с други думи спираловидни рамена, е „звездна младост“. Има много ярки, видни звезди с висока светимост.
Младите звезди в галактическата равнина се появяват поради наличието на огромно количество прах и газ там. Известно е, че звездите се раждат поради компресията на материята в газови и прашни облаци. След това, в продължение на милиони години, новородените звезди „надуват“тези облаци и стават видими. Земята и Слънцето не са геометричен център на Света - те са разположени в един от тихите ъгли на нашата Галактика. И очевидно точно това място е идеално за възникването и развитието на живота.
Вече десет години учените успяват да открият големи планети - с размерите на Юпитер - в други звезди. Днес те са известни около една и половина. Това означава, че подобни планетарни системи са широко разпространени в Галактиката. Въоръжени с по-мощни телескопи, можете да намерите такива малки планети като Земята и върху тях, може би, братя на ум.
Всички звезди в Галактиката се движат по орбитите си около сърцевината му. Слънцето има своя собствена орбита. За да направи пълна революция, на Слънцето са нужни не по-малко от 250 милиона години, което е галактическа година (скоростта на Слънцето е 220 км / сек). Земята вече е обиколила центъра на Галактиката 25-30 пъти. Това означава, че са точно толкова много галактически години.
Много е трудно да се проследи пътя на Слънцето през Млечния път. Но съвременните телескопи също могат да засекат това движение. По-специално, за да определим как се променя появата на звездното небе, когато Слънцето се движи спрямо най-близките звезди. Точката, към която се движи Слънчевата система, се нарича върха и се намира в съзвездието Херкулес, на границата със съзвездието Лира.