Planeta Ziemia, Układ Słoneczny, miliardy innych gwiazd i ciał niebieskich - to wszystko nasza Droga Mleczna - ogromna formacja międzygalaktyczna, w której wszystko podlega prawom grawitacji. Dane o tym, jaki jest prawdziwy rozmiar galaktyki, są tylko przybliżone. A najciekawsze jest to, że we Wszechświecie są setki takich formacji, dużych lub mniejszych, może nawet tysiące.
Galaktyka Droga Mleczna i jej otoczenie
Wszystkie ciała niebieskie, w tym planety Drogi Mlecznej, satelity, asteroidy, komety i gwiazdy, są w ciągłym ruchu. Urodzone w kosmicznym wirze Wielkiego Wybuchu, wszystkie te obiekty są na drodze swojego rozwoju. Niektórzy są starsi, inni wyraźnie młodsi.
Formacja grawitacyjna obraca się wokół centrum, podczas gdy poszczególne części galaktyki obracają się z różnymi prędkościami. Jeśli w centrum prędkość obrotu dysku galaktycznego jest raczej umiarkowana, to na obrzeżach parametr ten osiąga wartości 200-250 km/s. W jednym z tych obszarów, bliżej środka dysku galaktycznego, znajduje się Słońce. Odległość od niego do centrum galaktyki wynosi 25-28 tysięcy lat świetlnych. Całkowity obrót wokół centralnej osi grawitacyjnego formowania się Słońca i Układu Słonecznego trwa 225-250 milionów lat. W związku z tym w całej historii swojego istnienia Układ Słoneczny okrążył centrum tylko 30 razy.
Miejsce galaktyki we wszechświecie
Należy zwrócić uwagę na jedną godną uwagi cechę. Pozycja Słońca i odpowiednio planety Ziemia jest bardzo dogodna. W dysku galaktycznym proces zagęszczania trwa nieustannie. Mechanizm ten jest spowodowany rozbieżnością między prędkością wirowania gałęzi spiralnych a ruchem gwiazd, które poruszają się w galaktycznym dysku zgodnie z własnymi prawami. Podczas zagęszczania zachodzą gwałtowne procesy, którym towarzyszy silne promieniowanie ultrafioletowe. Słońce i Ziemia znajdują się wygodnie w kręgu korotacyjnym, gdzie nie ma tak gwałtownej aktywności: między dwiema spiralnymi gałęziami na granicy ramion Drogi Mlecznej - Strzelca i Perseusza. To też tłumaczy spokój, w jakim byliśmy przez tak długi czas. Od ponad 4,5 miliarda lat nie dotknęły nas kosmiczne kataklizmy.
Struktura galaktyki Drogi Mlecznej
Dysk galaktyczny nie jest jednolity w swoim składzie. Podobnie jak inne spiralne systemy grawitacyjne, Droga Mleczna ma trzy odrębne regiony:
- jądro utworzone przez gęstą gromadę gwiazd, liczącą miliard gwiazd w różnym wieku;
- sam dysk galaktyczny, utworzony z gromad gwiazd, gwiezdnego gazu i pyłu;
- korona, sferyczne halo – obszar, w którym znajdują się gromady kuliste, galaktyki karłowate, poszczególne grupy gwiazd, kosmiczny pył i gaz.
W pobliżu płaszczyzny dysku galaktycznego znajdują się młode gwiazdy zebrane w gromady. Gęstość gromad gwiazd w centrum dysku jest większa. W pobliżu centrum gęstość wynosi 10 000 gwiazd na parsek sześcienny. Na obszarze, na którym znajduje się Układ Słoneczny, gęstość gwiazd wynosi już 1-2 luminarzy na 16 parseków sześciennych. Z reguły wiek tych ciał niebieskich wynosi nie więcej niż kilka miliardów lat.
Gaz międzygwiezdny jest również skoncentrowany wokół płaszczyzny dysku, podlegając siłom odśrodkowym. Pomimo stałej prędkości obrotowej ramion spiralnych, gaz międzygwiazdowy jest nierównomiernie rozłożony, tworząc duże i małe strefy chmur i mgławic. Jednak głównym budulcem galaktyki jest ciemna materia. Jego masa przeważa nad całkowitą masą wszystkich ciał niebieskich tworzących galaktykę Drogi Mlecznej.
Jeśli struktura galaktyki jest dość wyraźna i przezroczysta na diagramie, to w rzeczywistości prawie niemożliwe jest rozważenie centralnych obszarów dysku galaktycznego. Obłoki gazu i pyłu oraz nagromadzenia gazu gwiazdowego ukrywają przed naszym wzrokiem światło z centrum Drogi Mlecznej, w którym żyje prawdziwy kosmiczny potwór - supermasywna czarna dziura. Masa tego nadolbrzyma wynosi około 4,3 miliona M☉. Obok nadolbrzyma znajduje się mniejsza czarna dziura. Dopełnieniem tego ponurego towarzystwa są setki karłowatych czarnych dziur. Czarne dziury Drogi Mlecznej nie tylko zjadają gwiezdną materię, ale służą także jako szpital położniczy, wyrzucając w kosmos ogromne wiązki protonów, neutronów i elektronów. To z nich powstaje wodór atomowy - główne paliwo plemienia gwiazd.
Skoczek - pasek znajduje się w rejonie jądra galaktyki. Jego długość wynosi 27 tysięcy lat świetlnych. Królują tu stare gwiazdy, czerwone olbrzymy, których gwiezdna materia karmi czarne dziury. W tym regionie skoncentrowana jest główna część wodoru cząsteczkowego, który jest głównym materiałem budulcowym procesu formowania się gwiazd.
Geometrycznie struktura galaktyki wygląda dość prosto. Każde ramię spiralne, a są ich cztery w Drodze Mlecznej, pochodzi z pierścienia gazowego. Rękawy rozchodzą się pod kątem 20⁰. Na zewnętrznych granicach dysku galaktycznego głównym elementem jest wodór atomowy, który rozprzestrzenia się od centrum galaktyki na obrzeża. Grubość warstwy wodoru na obrzeżach Drogi Mlecznej jest znacznie większa niż w centrum, podczas gdy jej gęstość jest niezwykle niska. Rozrzedzeniu warstwy wodoru sprzyja zderzenie galaktyk karłowatych, które nieodłącznie podążają za naszą galaktyką od dziesiątek miliardów lat.
Teoretyczne modele naszej galaktyki
Nawet starożytni astronomowie próbowali udowodnić, że widoczne pasmo na niebie jest częścią ogromnego gwiezdnego dysku obracającego się wokół jego środka. To stwierdzenie było ułatwione przez bieżące obliczenia matematyczne. O naszej galaktyce można było dowiedzieć się dopiero tysiące lat później, kiedy z pomocą nauce przyszły instrumentalne metody eksploracji kosmosu. Przełomem w badaniach natury Drogi Mlecznej była praca Anglika Williama Herschela. W 1700 roku był w stanie eksperymentalnie udowodnić, że nasza galaktyka ma kształt dysku.
Już w naszych czasach badania przybrały inny obrót. Naukowcy polegali na porównaniu ruchu gwiazd, między którymi była różna odległość. Za pomocą metody paralaksy Jacob Kaptein był w stanie z grubsza określić średnicę galaktyki, która według jego obliczeń wynosi 60-70 tysięcy lat świetlnych. W związku z tym ustalono miejsce Słońca. Okazało się, że znajduje się stosunkowo daleko od szalejącego centrum galaktyki iw przyzwoitej odległości od obrzeży Drogi Mlecznej.
Podstawową teorią istnienia galaktyk jest teoria amerykańskiego astrofizyka Edwina Hubble'a. Jest właścicielem idei klasyfikowania wszystkich formacji grawitacyjnych, dzieląc je na galaktyki eliptyczne i formacje typu spiralnego. Ostatnie, spiralne galaktyki reprezentują najbardziej rozległą grupę, do której należą formacje różnej wielkości. Największą z niedawno odkrytych galaktyk spiralnych jest NGC 6872, której średnica przekracza 552 tysiące lat świetlnych.
Przewidywana przyszłość i prognozy
Galaktyka Drogi Mlecznej wygląda jak zwarta i uporządkowana formacja grawitacyjna. W przeciwieństwie do naszych sąsiadów, nasz międzygalaktyczny dom jest dość spokojny. Czarne dziury systematycznie wpływają na dysk galaktyczny, zmniejszając jego rozmiar. Proces ten trwa już od dziesiątek miliardów lat i nie wiadomo, jak długo będzie trwał. Jedyne zagrożenie, które wisi nad naszą galaktyką, pochodzi od jej najbliższego sąsiada. Galaktyka Andromedy szybko się do nas zbliża. Naukowcy sugerują, że zderzenie dwóch układów grawitacyjnych może nastąpić za 4,5 miliarda lat.
Takie spotkanie-fuzja będzie oznaczać koniec świata, w którym żyliśmy. Droga Mleczna, która jest mniejsza, zostanie połknięta przez większą formację. Zamiast dwóch dużych formacji spiralnych we Wszechświecie pojawi się nowa galaktyka eliptyczna. Do tego czasu nasza galaktyka poradzi sobie ze swoimi satelitami. Dwie galaktyki karłowate – Wielki i Mały Obłok Magellana – zostaną wchłonięte przez Drogę Mleczną za 4 miliardy lat.
Jeśli masz jakieś pytania - zostaw je w komentarzach pod artykułem. My lub nasi goście chętnie na nie odpowiemy.
Jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że Droga Mleczna to gromada gwiazd na niebie, według której nawigowali nasi przodkowie. Ale w rzeczywistości to coś więcej niż zwykłe nocne luminarze - to ogromny i niezbadany świat.
Ten artykuł jest przeznaczony dla osób powyżej 18 roku życia.
Masz już ukończone 18 lat?
Struktura galaktyki Drogi Mlecznej
Czasami wydaje się to niewiarygodne, jak dynamicznie rozwija się nauka o kosmosie. Trudno to sobie wyobrazić, ale 4 wieki temu nawet stwierdzenie, że Ziemia kręci się wokół Słońca, wywołało potępienie i odrzucenie w społeczeństwie. Osądy dotyczące tych i innych zjawisk kosmicznych mogły doprowadzić nie tylko do uwięzienia, ale i śmierci. Na szczęście czasy się zmieniły, a badanie Wszechświata od dawna jest priorytetem w nauce. Szczególnie ważne w tym względzie jest badanie Drogi Mlecznej - galaktyki tysięcy gwiazd, z których jedną jest nasze Słońce.
Badanie struktury galaktyki i jej rozwoju pomaga odpowiedzieć na główne pytania, które interesowały ludzkość od zarania dziejów. To takie sakramentalne tajemnice o tym, jak powstał Układ Słoneczny, jakie czynniki przyczyniły się do powstania życia na Ziemi i czy życie istnieje na innych planetach.
Fakt, że Droga Mleczna jest ogromnym ramieniem nieskończonego układu gwiezdnego, stał się znany stosunkowo niedawno - nieco ponad pół wieku temu. Struktura naszej Galaktyki jest podobna do kolosalnej spirali, w której nasz Układ Słoneczny znajduje się gdzieś na obrzeżach. Z boku wygląda jak gigantyczna lupa z obustronnie wypukłym środkiem z koroną.
Czym jest galaktyka Drogi Mlecznej? Są to miliardy gwiazd i planet, które są połączone pewnym algorytmem struktury Wszechświata. Oprócz gwiazd Droga Mleczna zawiera gaz międzygwiezdny, pył galaktyczny i gromady kuliste gwiazd.
Dysk naszej galaktyki nieustannie obraca się wokół centralnej części, która znajduje się w gwiazdozbiorze Strzelca. Jeden pełny obrót wokół własnej osi zajmuje Drodze Mlecznej 220 milionów lat (i to pomimo faktu, że obrót odbywa się z prędkością 250 kilometrów na sekundę). W ten sposób wszystkie gwiazdy naszej galaktyki poruszają się zgodnie przez wiele lat, a wraz z nimi nasz Układ Słoneczny. Co sprawia, że obracają się wokół jądra z naprawdę szaloną prędkością? Naukowcy sugerują, że zarówno kolosalna waga centrum, jak i niemal niezrozumiała ilość energii (może przekraczać wielkość 150 milionów słońc).
Dlaczego nie widzimy ani spiral, ani gigantycznego rdzenia, dlaczego nie czujemy tego uniwersalnego obrotu? Faktem jest, że znajdujemy się w rękawie tego spiralnego Wszechświata, a szaleńczy rytm jego życia dostrzegamy każdego dnia.
Oczywiście znajdą się sceptycy, którzy zaprzeczą takiej budowie naszej galaktyki, twierdząc, że nie ma (i nie może być) dokładnego obrazu dysku galaktycznego. Faktem jest, że Wszechświat w żaden sposób nie ogranicza się do Drogi Mlecznej, a takich formacji w kosmosie jest bardzo dużo. Są bardzo podobne w strukturze do naszej galaktyki - są to te same dyski z centrum, wokół którego krążą gwiazdy. Oznacza to, że poza naszą Drogą Mleczną istnieją miliardy układów podobnych do Słońca.
Najbliższą nam galaktyką są Wielki i Mały Obłok Magellana. Można je zobaczyć niemal gołym okiem na półkuli południowej. Te dwa małe świecące punkciki, podobne do chmur, zostały po raz pierwszy opisane przez wielkiego podróżnika, w imieniu którego powstały nazwy obiektów kosmicznych. Średnica Obłoków Magellana jest stosunkowo niewielka - to mniej niż połowa Drogi Mlecznej. A w Obłokach jest znacznie mniej układów gwiezdnych.
Czy biznesowa Mgławica Andromeda. To kolejna spiralna galaktyka, która jest bardzo podobna pod względem wyglądu i składu do Drogi Mlecznej. Jej wymiary są zdumiewające – według najbardziej konserwatywnych szacunków jest trzykrotnie większa od naszej Drogi. A liczba takich gigantycznych galaktyk we Wszechświecie już dawno przekroczyła miliard - to tylko to, co możemy zobaczyć na tym etapie rozwoju astronomii. Niewykluczone, że za kilka lat dowiemy się o istnieniu innej, wcześniej niezauważonej galaktyki.
Charakterystyka Drogi Mlecznej
Jak wspomniano wcześniej, Droga Mleczna to gromada milionów gwiazd z własnymi systemami, podobnymi do Słońca. Ile planet znajduje się w naszej galaktyce, to prawdziwa zagadka, nad rozwiązaniem której zmagało się niejedne pokolenie astronomów. Chociaż, szczerze mówiąc, bardziej martwi ich inne pytanie - jakie jest prawdopodobieństwo, że w naszej galaktyce istnieje układ gwiezdny o cechach podobnych do naszego? Naukowcy są szczególnie zainteresowani gwiazdami, które mają podobne prędkości obrotowe i parametry techniczne do Słońca, a także zajmują nasze miejsce w skali galaktyki. Dzieje się tak dlatego, że na planetach, które mają wiek i warunki zbliżone do naszej Ziemi, istnieje duże prawdopodobieństwo obecności inteligentnego życia.
Niestety próby znalezienia przez naukowców czegoś podobnego do Układu Słonecznego w ramionach galaktyki zakończyły się niepowodzeniem. I to jest chyba najlepsze. Wciąż nie wiadomo, kto lub co może na nas czekać w nieznanej nam konstelacji.
Czarna dziura – zabójca planet czy twórca galaktyk?
Pod koniec swojego życia gwiazda zrzuca otoczkę gazową, a jej jądro zaczyna się bardzo szybko kurczyć. Pod warunkiem, że masa gwiazdy jest wystarczająco duża (1,4 razy większa niż masa Słońca), na jej miejscu powstaje czarna dziura. Jest to obiekt o krytycznej prędkości, której żaden obiekt nie jest w stanie pokonać. W rezultacie to, co wpada do Czarnej Dziury, znika w niej na zawsze. Oznacza to, że w rzeczywistości ten kosmiczny element jest biletem w jedną stronę. Każdy obiekt, który zbliży się wystarczająco blisko Dziury, zniknie na zawsze.
Smutne, prawda? Ale w Czarnej Dziurze jest też pozytywny punkt – dzięki niemu różne obiekty kosmiczne są stopniowo podciągane i powstają nowe galaktyki. Okazuje się, że rdzeniem każdego ze znanych układów gwiezdnych jest Czarna Dziura.
Dlaczego nasza galaktyka nazywa się Drogą Mleczną?
Każdy naród ma swoje własne legendy o tym, jak powstała widoczna część Drogi Mlecznej. Na przykład starożytni Grecy wierzyli, że powstał z rozlanego mleka bogini Hery. Ale w Mezopotamii istniała legenda o rzece z tego samego napoju. Tak więc wiele ludów kojarzyło dużą gromadę gwiazd z mlekiem, dzięki czemu nasza galaktyka ma swoją nazwę.
Ile gwiazd jest w Drodze Mlecznej?
Dokładne obliczenie liczby gwiazd w naszej galaktyce jest raczej trudne, ponieważ mówią, że jest ich ponad 200 miliardów.Jak rozumiesz, badanie ich wszystkich przy współczesnym rozwoju nauki jest bardzo problematyczne, więc naukowcy zwracają się swoją uwagę tylko na najciekawszych przedstawicieli tych kosmicznych obiektów. Weź przynajmniej gwiazdę alfa z konstelacji Carina (Kilonia). To gwiazda nadolbrzyma, która przez długi czas nosiła tytuł największej i najjaśniejszej.
Słońce jest również jedną z gwiazd Drogi Mlecznej, która jednak nie posiada żadnych wyróżniających się cech. To mały żółty karzeł, który zasłynął tylko z tego, że przez miliony lat był źródłem życia na naszej planecie.
Astronomowie z całego świata od dawna sporządzają listy gwiazd o wyjątkowej masie lub jasności. Ale to wcale nie oznacza, że \u200b\u200bkażdy z nich otrzymał własne imię. Zwykle nazwy gwiazd składają się z liter, cyfr i nazw gwiazdozbiorów, do których się odnoszą. Tak więc najjaśniejsza gwiazda Drogi Mlecznej oznaczona jest na mapach astronomicznych jako R136a1, a R136 to nic innego jak nazwa mgławicy, z której pochodzi. Ta gwiazda ma nieopisaną moc, której nie da się porównać z niczym. R136a1 świeci 8,7 miliona razy jaśniej niż nasze Słońce, dlatego bardzo trudno wyobrazić sobie przynajmniej życie w jego pobliżu.
Ale kolosalna moc wcale nie oznacza, że R136a1 ma imponujące wymiary. Na czele listy największych gwiazd znajduje się Tarcza UY, która jest 1,7 tysiąca razy większa od naszej gwiazdy. To znaczy, gdyby zamiast Słońca była ta gwiazda, to zajęłaby całe miejsce od centrum naszego układu do Saturna.
Bez względu na to, jak duże i potężne byłyby te gwiazdy, całkowita liczba ich mas nie może się równać z masą Czarnej Dziury, która znajduje się w centrum galaktyki. To jej kolosalna energia utrzymuje Drogę Mleczną, zmuszając ją do poruszania się w określonej kolejności.
Nasza galaktyka to nie tylko zlepek gwiazd na nocnym niebie. To ogromny system, który składa się z setek miliardów gwiazd, wśród których jest nasze Słońce.
Droga Mleczna to nasza macierzysta galaktyka, w której znajduje się Układ Słoneczny, w której znajduje się planeta Ziemia, na której żyją ludzie. Należy do galaktyk spiralnych z poprzeczką i jest zaliczana do Lokalnej Grupy Galaktyk wraz z Galaktyką Andromedy, Galaktyką Trójkąta i 40 galaktykami karłowatymi. Średnica Drogi Mlecznej wynosi 100 000 lat świetlnych. W naszej galaktyce jest około 200-400 miliardów gwiazd. Nasz Układ Słoneczny znajduje się na obrzeżach dysku galaktyki, w stosunkowo spokojnym miejscu, które umożliwiło powstanie życia na naszej planecie. Być może nie jesteśmy jedynymi mieszkańcami Drogi Mlecznej, ale to się dopiero okaże. Chociaż w oceanie Wszechświata cała historia ludzkości to nic innego jak ledwie zauważalna zmarszczka, bardzo interesujące jest dla nas poznawanie Drogi Mlecznej i śledzenie rozwoju wydarzeń w naszej własnej galaktyce.
Według astronomów większość gwiazd powoli obraca się wokół centrów galaktyk z prędkością nie większą niż 100 kilometrów na sekundę. Istnieją jednak wyjątki od tej reguły. W ciągu ostatnich kilku dekad naukowcy odkryli w naszej galaktyce około 20 superszybkich gwiazd. Najnowszym takim odkryciem jest PSR J0002+6216. jego ruch wynosi 1130 kilometrów na sekundę lub ponad cztery miliony kilometrów na godzinę. Wystarczająco dużo, aby dostać się na ten sam księżyc w 6 minut. Zdaniem astronomów z amerykańskiego National Radio Astronomy Observatory, którzy ją odkryli, jeśli ta dynamika się utrzyma, obiekt w odległej przyszłości ucieknie z naszej galaktyki.
Czytając ten artykuł siedzisz, stoisz lub leżysz i nie czujesz, że Ziemia obraca się wokół własnej osi z zawrotną prędkością – na równiku około 1700 km/h. Jednak prędkość obrotowa nie wydaje się tak szybka po przeliczeniu na km/s. Okazuje się, że 0,5 km / s - ledwo zauważalny błysk na radarze w porównaniu z innymi prędkościami wokół nas.
Podobnie jak inne planety w Układzie Słonecznym, Ziemia krąży wokół Słońca. Aby pozostać na swojej orbicie, porusza się z prędkością 30 km / s. Wenus i Merkury, które są bliżej Słońca, poruszają się szybciej, Mars, którego orbita mija orbitę Ziemi, porusza się znacznie wolniej.
Ale nawet Słońce nie stoi w miejscu. Nasza galaktyka Droga Mleczna jest ogromna, masywna i mobilna! Wszystkie gwiazdy, planety, obłoki gazu, cząsteczki pyłu, czarne dziury, ciemna materia - wszystko to porusza się względem wspólnego środka masy.
Według naukowców Słońce znajduje się w odległości 25 000 lat świetlnych od centrum naszej galaktyki i porusza się po eliptycznej orbicie, dokonując pełnego obrotu co 220-250 milionów lat. Okazuje się, że prędkość Słońca wynosi około 200-220 km/s, czyli jest setki razy większa niż prędkość Ziemi wokół własnej osi i dziesiątki razy większa niż prędkość jej ruchu wokół Słońca. Tak wygląda ruch naszego Układu Słonecznego.
Czy galaktyka jest nieruchoma? Znowu nie. Gigantyczne obiekty kosmiczne mają dużą masę, a zatem wytwarzają silne pola grawitacyjne. Dajmy Wszechświatowi trochę czasu (a mieliśmy go - około 13,8 miliarda lat), a wszystko zacznie zmierzać w kierunku największego przyciągania. Dlatego Wszechświat nie jest jednorodny, ale składa się z galaktyk i grup galaktyk.
Co to oznacza dla nas?
Oznacza to, że Droga Mleczna jest przyciągana do siebie przez inne galaktyki i grupy galaktyk znajdujące się w pobliżu. Oznacza to, że masywne obiekty dominują w tym procesie. A to oznacza, że nie tylko nasza galaktyka, ale także wszyscy wokół nas znajdują się pod wpływem owych "traktorów". Jesteśmy coraz bliżej zrozumienia tego, co dzieje się z nami w kosmosie, ale wciąż brakuje nam faktów, np.:
- jakie były początkowe warunki narodzin wszechświata;
- jak różne masy w galaktyce poruszają się i zmieniają w czasie;
- jak powstała Droga Mleczna oraz otaczające ją galaktyki i gromady;
- i jak to jest teraz.
Istnieje jednak sztuczka, która pomoże nam to rozgryźć.
Wszechświat jest wypełniony kosmicznym mikrofalowym promieniowaniem tła o temperaturze 2,725 K, które utrzymuje się od czasów Wielkiego Wybuchu. W niektórych miejscach występują niewielkie odchylenia - około 100 μK, ale ogólne tło temperaturowe jest stałe.
Dzieje się tak dlatego, że wszechświat powstał w Wielkim Wybuchu 13,8 miliarda lat temu i nadal się rozszerza i ochładza.
380 000 lat po Wielkim Wybuchu Wszechświat ostygł do takiej temperatury, że możliwe stało się tworzenie atomów wodoru. Wcześniej fotony stale oddziaływały z resztą cząstek plazmy: zderzały się z nimi i wymieniały energię. Gdy wszechświat się ochładza, jest mniej naładowanych cząstek i więcej przestrzeni między nimi. Fotony mogły swobodnie poruszać się w przestrzeni. Promieniowanie reliktowe to fotony, które zostały wyemitowane przez plazmę w kierunku przyszłej lokalizacji Ziemi, ale uniknęły rozproszenia, ponieważ rekombinacja już się rozpoczęła. Docierają na Ziemię przez przestrzeń Wszechświata, który wciąż się rozszerza.
Sam możesz „zobaczyć” to promieniowanie. Zakłócenia, które występują na pustym kanale telewizyjnym, jeśli używasz prostej anteny z uszami królika, wynoszą 1% z powodu CMB.
A jednak temperatura tła tła nie jest taka sama we wszystkich kierunkach. Według wyników badań misji Planck, temperatura różni się nieco na przeciwległych półkulach sfery niebieskiej: jest nieco wyższa w obszarach nieba na południe od ekliptyki – około 2,728 K, a niższa w drugiej połowie – około 2,722 tys.
Mikrofalowa mapa tła wykonana za pomocą teleskopu Planck.Ta różnica jest prawie 100 razy większa niż pozostałe obserwowane wahania temperatury KMPT, co jest mylące. Dlaczego to się dzieje? Odpowiedź jest oczywista - ta różnica nie wynika z wahań promieniowania tła, pojawia się z powodu ruchu!
Kiedy zbliżasz się do źródła światła lub ono zbliża się do ciebie, linie widmowe w widmie źródła przesuwają się w kierunku fal krótkich (przesunięcie fioletu), kiedy oddalasz się od niego lub ono od ciebie, linie widmowe przesuwają się w kierunku fal długich ( przesunięcie ku czerwieni).
Promieniowanie reliktowe nie może być mniej lub bardziej energetyczne, co oznacza, że poruszamy się w przestrzeni. Efekt Dopplera pomaga ustalić, że nasz Układ Słoneczny porusza się względem CMB z prędkością 368 ± 2 km/s, a lokalna grupa galaktyk, w tym Droga Mleczna, Galaktyka Andromedy i Galaktyka Trójkąta, porusza się z prędkością prędkość 627 ± 22 km/s względem CMB. Są to tak zwane prędkości osobliwe galaktyk, które wynoszą kilkaset km/s. Oprócz nich istnieją również prędkości kosmologiczne wynikające z rozszerzania się Wszechświata i obliczane zgodnie z prawem Hubble'a.
Dzięki resztkowemu promieniowaniu z Wielkiego Wybuchu możemy zaobserwować, że wszystko we wszechświecie nieustannie się porusza i zmienia. A nasza galaktyka jest tylko częścią tego procesu.
Układ Słoneczny zanurzony jest w ogromnym układzie gwiezdnym - Galaktyce, liczącym setki miliardów gwiazd o najróżniejszej jasności i kolorze (Gwiazdy w dziale: "Życie gwiazd"). Właściwości różnych typów gwiazd w Galaktyce są dobrze znane astronomom. Nasi sąsiedzi to nie tylko typowe gwiazdy i inne ciała niebieskie, ale raczej przedstawiciele najliczniejszych „plemion” Galaktyki. Obecnie zbadano wszystkie lub prawie wszystkie gwiazdy w pobliżu Słońca, z wyjątkiem bardzo karłowatych, które emitują bardzo mało światła. Większość z nich to bardzo słabe czerwone karły - ich masy są 3-10 razy mniejsze niż masa Słońca. Gwiazdy podobne do Słońca są bardzo rzadkie, tylko 6% z nich. Wielu naszych sąsiadów (72%) jest zgrupowanych w wiele systemów, w których elementy są połączone ze sobą siłami grawitacyjnymi. Która z setek pobliskich gwiazd może poszczycić się tytułem najbliższego sąsiada Słońca? Teraz jest uważany za składnik dobrze znanego potrójnego układu Alpha Centauri - słabego czerwonego karła Proxima. Odległość do proximy wynosi 1,31 szt., światło z niej dociera do nas w ciągu 4,2 lat. Statystyki populacji okołosłonecznej dają wyobrażenie o ewolucji dysku galaktycznego i całej galaktyki. Na przykład rozkład jasności gwiazd typu słonecznego pokazuje, że wiek dysku wynosi 10-13 miliardów lat.
W XVII wieku, po wynalezieniu teleskopu, naukowcy po raz pierwszy zdali sobie sprawę, jak duża jest liczba gwiazd w kosmosie. W 1755 roku niemiecki filozof i przyrodnik Immanuel Kant zasugerował, że gwiazdy tworzą grupy w przestrzeni, tak jak planety tworzą Układ Słoneczny. Grupy te nazwał „gwiezdnymi wyspami”. Według Kanta jedną z tych niezliczonych wysp jest Droga Mleczna - imponująca gromada gwiazd widoczna na niebie jako jasny, mglisty pas. W starożytnej grece słowo „galactikos” oznacza „mleczny”, dlatego Droga Mleczna i podobne układy gwiezdne nazywane są galaktykami.
Wymiary i budowa naszej Galaktyki
Na podstawie wyników swoich obliczeń Herschel podjął próbę określenia wymiarów i tworzy rodzaj grubego dysku: w płaszczyźnie Drogi Mlecznej rozciąga się on na odległość nie większą niż 850 jednostek, a w kierunku prostopadłym - 200 jednostek , jeśli jako jednostkę przyjmiemy odległość do Syriusza. Według współczesnej skali odległości odpowiada to 7300 x 1700 lat świetlnych. To oszacowanie ogólnie poprawnie odzwierciedla strukturę Drogi Mlecznej, chociaż jest wysoce niedokładne. Faktem jest, że oprócz gwiazd dysk Galaktyki zawiera również liczne obłoki gazu i pyłu, które osłabiają światło odległych gwiazd. Pierwsi odkrywcy Galaktyki nie wiedzieli o tej absorbującej substancji i wierzyli, że widzą wszystkie jej gwiazdy.
Prawdziwe wymiary Galaktyki zostały ustalone dopiero w XX wieku. Okazało się, że jest to formacja znacznie bardziej płaska niż wcześniej sądzono. Średnica dysku galaktycznego przekracza 100 tysięcy lat świetlnych, a grubość wynosi około 1000 lat świetlnych. Ze względu na to, że Układ Słoneczny znajduje się praktycznie w płaszczyźnie Galaktyki, wypełnionej materią pochłaniającą, wiele szczegółów budowy Drogi Mlecznej jest ukrytych przed wzrokiem ziemskiego obserwatora. Można je jednak badać na przykładzie innych galaktyk podobnych do Shashi. Tak więc w latach 40. XX wieku, obserwując galaktykę M 31, lepiej znaną jako Mgławica Andromeda, niemiecki astronom Walter Baade zauważył, że płaski soczewkowaty dysk tej ogromnej galaktyki jest zanurzony w bardziej rozrzedzonym kulistym obłoku gwiazd - halo. Ponieważ mgławica jest bardzo podobna do naszej Galaktyki, zasugerował, że Droga Mleczna również ma podobną strukturę. Gwiazdy dysku galaktycznego nazwano populacją typu I, podczas gdy gwiazdy w halo nazwano populacją typu II.
Jak pokazują współczesne badania, te dwa typy populacji gwiazd różnią się nie tylko położeniem przestrzennym, ale także charakterem ich ruchu, a także składem chemicznym. Cechy te związane są przede wszystkim z odmiennym pochodzeniem dysku i komponentu kulistego.
Struktura Galaktyki: Halo
Granice naszej Galaktyki wyznacza rozmiar halo. Promień halo jest znacznie większy niż rozmiar dysku i według niektórych danych sięga kilkuset tysięcy lat świetlnych. Środek symetrii halo Drogi Mlecznej pokrywa się ze środkiem dysku galaktycznego. Halo składa się głównie z bardzo starych, słabych gwiazd o małej masie. Występują zarówno pojedynczo, jak iw postaci gromad kulistych, które mogą zawierać ponad milion gwiazd. Wiek populacji kulistego składnika Galaktyki przekracza 12 miliardów lat. Zwykle przyjmuje się, że jest to wiek samej Galaktyki. Cechą charakterystyczną gwiazd z halo jest ich niezwykle mała zawartość ciężkich pierwiastków chemicznych. Gwiazdy tworzące gromady kuliste zawierają setki razy mniej metali niż Słońce.
Gwiazdy sferycznego komponentu są skoncentrowane w kierunku centrum Galaktyki. Centralna, najgęstsza część halo w odległości kilku tysięcy lat świetlnych od centrum Galaktyki nazywana jest „zgrubieniem” („pogrubieniem”). Gwiazdy i gwiezdne gromady halo poruszają się wokół centrum Galaktyki po bardzo wydłużonych orbitach. Ze względu na fakt, że rotacja poszczególnych gwiazd odbywa się niemal losowo, halo jako całość obraca się bardzo wolno.
Struktura Galaktyki: Dysk
W porównaniu z aureolą dysk obraca się zauważalnie szybciej. Prędkość jego obrotu nie jest taka sama w różnych odległościach od środka. Szybko wzrasta od zera w centrum do 200-240 km/s w odległości 2 tysięcy lat świetlnych od niego, potem nieco maleje, ponownie wzrasta do mniej więcej tej samej wartości, a następnie pozostaje prawie stała. Badanie cech rotacji dysku umożliwiło oszacowanie jego masy. Okazało się, że jest to 150 miliardów razy więcej niż masa Słońca. Populacja dysku bardzo różni się od populacji halo. W pobliżu płaszczyzny dysku skupione są młode gwiazdy i gromady gwiazd, których wiek nie przekracza kilku miliardów lat. Tworzą tzw. składową płaską. Wśród nich jest wiele jasnych i gorących gwiazd.
Gaz w dysku Galaktyki jest również skoncentrowany głównie w pobliżu jej płaszczyzny. Położona jest nierównomiernie, tworząc liczne obłoki gazowe - od gigantycznych superchmur o niejednorodnej strukturze, długości kilku tysięcy lat świetlnych, do małych obłoków nie większych niż parsek. Wodór jest głównym pierwiastkiem chemicznym w naszej galaktyce. Około 1/4 składa się z helu. W porównaniu z tymi dwoma pierwiastkami reszta występuje w bardzo małych ilościach. Średnio skład chemiczny gwiazd i gazu w dysku jest prawie taki sam jak na Słońcu.
Struktura Galaktyki: Rdzeń
Za jeden z najciekawszych regionów Galaktyki uważa się jej centrum, czyli jądro, położone w kierunku gwiazdozbioru Strzelca. Widoczne promieniowanie centralnych obszarów Galaktyki jest całkowicie ukryte przed nami przez potężne warstwy absorbującej materii. Dlatego zaczęli go badać dopiero po stworzeniu odbiorników promieniowania podczerwonego i radiowego, które jest pochłaniane w mniejszym stopniu. Centralne obszary Galaktyki charakteryzują się silną koncentracją gwiazd: każdy parsek sześcienny w pobliżu centrum zawiera ich wiele tysięcy. Odległości między gwiazdami są dziesiątki i setki razy mniejsze niż w pobliżu Słońca. Gdybyśmy żyli na planecie w pobliżu gwiazdy znajdującej się w pobliżu jądra Galaktyki, wówczas na niebie byłyby widoczne dziesiątki gwiazd o jasności porównywalnej z Księżycem i wiele tysięcy jaśniejszych niż najjaśniejsze gwiazdy na naszym niebie.
Oprócz dużej liczby gwiazd w centralnym obszarze Galaktyki istnieje okołojądrowy dysk gazowy, składający się głównie z wodoru cząsteczkowego. Jej promień przekracza 1000 lat świetlnych. Bliżej centrum znajdują się obszary zjonizowanego wodoru i liczne źródła promieniowania podczerwonego, co wskazuje na powstawanie gwiazd. W samym centrum Galaktyki zakłada się istnienie masywnego, zwartego obiektu - czarnej dziury o masie około miliona mas Słońca. W centrum znajduje się również jasne źródło radiowe Sagittarius A, którego pochodzenie jest związane z aktywnością jądra.