Τον πλανήτη Γη, το ηλιακό σύστημα, δισεκατομμύρια άλλα αστέρια και ουράνια σώματα - αυτός είναι ο γαλαξίας μας Γαλαξίας - ένας τεράστιος διαγαλαξιακός σχηματισμός, όπου όλα υπακούουν στους νόμους της βαρύτητας. Δεδομένα σχετικά με τις πραγματικές διαστάσεις του γαλαξία είναι μόνο κατά προσέγγιση. Και το πιο ενδιαφέρον είναι ότι υπάρχουν εκατοντάδες, ίσως ακόμη και χιλιάδες τέτοιοι σχηματισμοί, μεγαλύτεροι ή μικρότεροι.
Γαλαξία Γαλαξίας και αυτό που το περιβάλλει
Όλα τα ουράνια σώματα, συμπεριλαμβανομένων των πλανητών της Γαλαξίας, των φεγγαριών, των αστεροειδών, των κομητών και των αστεριών, βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Γεννημένοι στην κοσμική ανεμοστρόβιλο του Big Bang, όλα αυτά τα αντικείμενα παρεμποδίζουν την ανάπτυξή τους. Μερικοί έχουν μια πιο αρχαία ηλικία, άλλοι - προφανώς νεότεροι.
Νιώστε οπτικά γαλαξιακά όρια αδύνατο. Πριν από 100 χρόνια, ο επιστημονικός κόσμος δεν υποψιαζόταν καν ότι ο γαλαξίας μας Γαλαξία δεν είναι ο μόνος στο Σύμπαν. Μόνο χάρη στις προσπάθειες των Αμερικανών Edwin Hubble, κατέστη σαφές ότι το Σύμπαν είναι κυριολεκτικά γεμάτο με βαρυτικούς σχηματισμούς. Υπάρχουν πολύ μικροί γαλαξίες μεταξύ τους, υπάρχουν μεσαίου μεγέθους σαν τους δικούς μας και υπάρχουν πραγματικοί γίγαντες. Ένα ζωντανό παράδειγμα είναι ο γαλαξίας της Ανδρομέδας που βρίσκεται πιο κοντά στον Γαλαξία, ο οποίος είναι 2-2,5 φορές μεγαλύτερος. Όσο για τους νάνους γαλαξίες, η μοίρα τους δεν είναι αξιοζήλευτη. Είχαν το ρόλο να είναι σύντροφοι μεγαλύτερων σχηματισμών, οι οποίοι αργότερα θα τους καταπλήξουν.
Η διαγαλαξιακή μας μητρόπολη στην εταιρεία των γαλαξιών της Ανδρομέδας και του Τριγώνου σχηματίζει την Τοπική Ομάδα, η οποία, αντίστοιχα, είναι ήδη μέρος ενός μεγαλύτερου σχηματισμού - του Τοπικού Παρεκκλήσι της Παρθένου.
Βασικά χαρακτηριστικά και παραμέτρους
Ο Γαλαξίας είναι ένας τυπικός σπειροειδής γαλαξίας της κατηγορίας SBbc με έναν βραχυκυκλωτήρα. Η διάμετρος του Γαλαξία είναι 100 χιλιάδες έτη φωτός. Μέσα στα όρια αυτά, υπάρχουν από 200 έως 400 δισεκατομμύρια αστέρια διαφόρων τύπων, κάθε ένα από τα οποία βρίσκεται σε ένα ορισμένο στάδιο της ανάπτυξής του. Το πάχος του γαλαξιακού δίσκου κυμαίνεται σε 1000 έτη φωτός.
Η μάζα του γαλαξία Γαλαξία περιλαμβάνει όχι μόνο τη μάζα των αστεριών. Το μεγαλύτερο μέρος του γαλαξιακού δίσκου είναι η μάζα της σκοτεινής ύλης και του διαστρικό αέριο. Όλα αυτά μαζί αποτελούν ένα τεράστιο βάρος 4,8 · 10¹¹ M☉. Με άλλα λόγια, ο Γαλαξίας είναι 150 δισεκατομμύρια φορές βαρύτερος από τον Ήλιο μας.
Ο βαρυτικός σχηματισμός περιστρέφεται γύρω από το κέντρο, ενώ τα μεμονωμένα μέρη του γαλαξία περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες. Εάν στο κέντρο η ταχύτητα περιστροφής του γαλαξιακού δίσκου είναι αρκετά μέτρια, τότε στην περιφέρεια αυτή η παράμετρος φθάνει τα 200-250 km / s. Σε έναν από αυτούς τους χώρους, πιο κοντά στο κέντρο του γαλαξιακού δίσκου, βρίσκεται ο Ήλιος. Η απόσταση από αυτό στο κέντρο του γαλαξία είναι 25-28 χιλιάδες έτη φωτός. Μια πλήρης περιστροφή γύρω από τον κεντρικό άξονα του βαρυτικού σχηματισμού του Ήλιου και του Ηλιακού Συστήματος φτάνει τα 225-250 εκατομμύρια χρόνια. Κατά συνέπεια, σε ολόκληρη την ιστορία της ύπαρξής του, το Ηλιακό σύστημα περιστράφηκε γύρω από το κέντρο 30 φορές.
Η θέση του γαλαξία στο σύμπαν
Θα πρέπει να σημειωθεί ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό. Η θέση του Ήλιου και, κατά συνέπεια, του πλανήτη Γη είναι πολύ βολική. Στον γαλαξιακό δίσκο, συμβαίνει συνεχώς η διαδικασία συμπύκνωσης. Αυτός ο μηχανισμός οφείλεται στην απόκλιση μεταξύ της ταχύτητας περιστροφής των σπειροειδών κλαδιών και της κίνησης των αστεριών που κινούνται μέσα στο γαλαξιακό δίσκο σύμφωνα με τους νόμους τους. Οι ζωντανές διεργασίες εμφανίζονται κατά τη συμπύκνωση, συνοδευόμενες από έντονη υπεριώδη ακτινοβολία. Ο ήλιος και η γη είναι άνετα τοποθετημένοι στον κύκλο διάσπασης όπου δεν υπάρχει τέτοια έντονη δραστηριότητα: ανάμεσα σε δύο σπειροειδή κλαδιά στα όρια των μανικιών του Γαλαξία - Τοξότης και Περσέα. Αυτό εξηγεί την ηρεμία στην οποία είμαστε τόσο καιρό. Για περισσότερα από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, οι κοσμικοί κατακλυσμοί δεν μας έχουν επηρεάσει.
Η δομή του γαλαξία Γαλαξία
Ο γαλαξιακός δίσκος δεν είναι ομοιογενής στη σύνθεση. Όπως και άλλα συστήματα βαρύτητας σπειροειδούς, ο Γαλαξίας έχει τρεις ξεχωριστές περιοχές:
- πυρήνας που σχηματίζεται από ένα πυκνό σύμπλεγμα αστέρι που αριθμεί ένα δισεκατομμύριο αστέρια διαφόρων ηλικιών.
- ο ίδιος ο γαλαξιακός δίσκος, που σχηματίζεται από συστάδες αστεριών, αστρικό αέριο και σκόνη.
- Κορώνα, σφαιρικό φωτοστέφανο - μια περιοχή στην οποία βρίσκονται σφαιροειδείς συστάδες, νάνοι γαλαξίες, ξεχωριστές ομάδες αστεριών, κοσμική σκόνη και αέριο.
Κοντά στο επίπεδο του γαλαξιακού δίσκου είναι μικρά αστέρια που συλλέγονται σε ομάδες. Η πυκνότητα των συστάδων αστέρων στο κέντρο του δίσκου είναι υψηλότερη. Κοντά στο κέντρο, η πυκνότητα είναι 10.000 αστέρια ανά κυβικό parsec. Στην περιοχή όπου βρίσκεται το ηλιακό σύστημα, η πυκνότητα των αστεριών είναι ήδη 1-2 αστέρια σε 16 κυβικά parsec. Κατά κανόνα, η ηλικία αυτών των ουράνιων σωμάτων δεν υπερβαίνει τα αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια.
Το διαστρικό αέριο συγκεντρώνεται επίσης γύρω από το επίπεδο του δίσκου, υπακούοντας στις φυγόκεντρες δυνάμεις. Παρά τη σταθερή ταχύτητα περιστροφής των σπειροειδών κλαδιών, το διαστρικό αέριο είναι άνισα κατανεμημένο, σχηματίζοντας μεγάλες και μικρές ζώνες νέφους, νεφελώματα. Ωστόσο, το κύριο γαλαξιακό οικοδομικό υλικό είναι η σκοτεινή ύλη. Η μάζα του κυριαρχεί πάνω από τη συνολική μάζα όλων των ουράνιων σωμάτων που αποτελούν τον γαλαξία του Γαλαξία.
Εάν η δομή των γαλαξιών είναι σαφής και διαφανής στο διάγραμμα, τότε στην πραγματικότητα είναι σχεδόν αδύνατο να εξεταστούν οι κεντρικές περιοχές του γαλαξιακού δίσκου. Τα σύννεφα αερίων και σκόνης και τα συσσωματώματα αστρικού αερίου κρύβουν από την άποψή μας το φως από το κέντρο του Γαλαξία, στο οποίο ζει ένα τέρας πραγματικού χώρου - μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Η μάζα αυτού του supergiant είναι περίπου 4,3 εκατομμύρια M. Δίπλα στο supergiant υπάρχει μικρότερη μαύρη τρύπα. Συμπληρώνει αυτή τη ζοφερή εταιρεία εκατοντάδες μαύρες τρύπες νάνος. Οι μαύρες τρύπες του Γαλαξία δεν είναι μόνο καταβροχθιστές της αστρικής ύλης, αλλά και εκτελούν τη λειτουργία του νοσοκομείου μητρότητας, ρίπτοντας τεράστιους θρόμβους πρωτονίων, νετρονίων και ηλεκτρονίων στο διάστημα. Από αυτούς σχηματίζεται ατομικό υδρογόνο - το κύριο καύσιμο της φυλής των αστεριών.
Ο βραχίονας είναι ένας φραγμός που βρίσκεται στην περιοχή του γαλαξιακού πυρήνα. Το μήκος του είναι 27 χιλιάδες έτη φωτός. Παλιά αστέρια βασιλεύουν εδώ, κόκκινοι γίγαντες, των οποίων η μαύρη ύλη τροφοδοτεί την αστρική ύλη. Το κύριο μέρος του μοριακού υδρογόνου, το οποίο είναι το κύριο δομικό υλικό της διαδικασίας σχηματισμού αστεριών, είναι συγκεντρωμένο σε αυτόν τον τομέα.
Γεωμετρικά, η δομή του γαλαξία φαίνεται απλή. Κάθε σπειροειδής βραχίονας, και υπάρχουν τέσσερις από αυτές στο Γαλαξία, προέρχεται από ένα δακτύλιο αερίου. Τα μανίκια αποκλίνουν υπό γωνία 20⁰. Στα εξωτερικά άκρα του γαλαξιακού δίσκου, το κύριο στοιχείο είναι το ατομικό υδρογόνο, το οποίο διαδίδεται από το κέντρο του γαλαξία στην περιφέρεια. Το πάχος του στρώματος υδρογόνου στα περίχωρα του Γαλαξία είναι πολύ μεγαλύτερο από το κέντρο, ενώ η πυκνότητα του είναι εξαιρετικά χαμηλή. Η απόρριψη του στρώματος υδρογόνου προωθείται από την επίδραση των νάνων γαλαξιών, οι οποίοι ήταν συνεχώς αδιαχώριστοι από τον γαλαξία μας για δεκάδες δισεκατομμύρια χρόνια.
Θεωρητικά μοντέλα του γαλαξία μας
Ακόμη και οι αρχαίοι αστρονόμοι προσπάθησαν να αποδείξουν ότι η ορατή ζώνη στον ουρανό ήταν μέρος ενός τεράστιου αστρικού δίσκου, περιστρεφόμενου γύρω από το κέντρο του. Αυτή η δήλωση διευκολύνεται από τους διεξαγόμενους μαθηματικούς υπολογισμούς. Ήταν δυνατόν να έχουμε μια ιδέα για τον γαλαξία μας μόνο χιλιάδες χρόνια αργότερα, όταν οι βοηθητικές μέθοδοι εξερεύνησης του διαστήματος ήρθαν να βοηθήσουν την επιστήμη. Μια σημαντική ανακάλυψη στη μελέτη της φύσης του Γαλαξία ήταν το έργο του Άγγλου William Herschel. Το 1700, ήταν σε θέση να αποδείξει εμπειρικά ότι ο γαλαξίας μας έχει σχήμα δίσκου.
Ήδη στην εποχή μας, η έρευνα έχει κάνει μια διαφορετική στροφή. Οι επιστήμονες βασίστηκαν στη σύγκριση της κίνησης των αστεριών, μεταξύ των οποίων υπήρχε μια διαφορετική απόσταση. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο parallax, ο Jacob Kaptein κατάφερε να καθορίσει κατά προσέγγιση τη διάμετρο ενός γαλαξία, ο οποίος, σύμφωνα με τους υπολογισμούς του, είναι 60-70 χιλιάδες έτη φωτός. Κατά συνέπεια, ο τόπος του Ήλιου καθορίστηκε. Αποδείχθηκε ότι βρίσκεται μακριά από το κέντρο του γαλαξία και σε μια αξιοπρεπή απόσταση από την περιφέρεια του Γαλαξία.
Η θεμελιώδης θεωρία της ύπαρξης των γαλαξιών είναι η θεωρία της αμερικανικής αστροφυσικής Edwin Hubble. Είχε την ιδέα να ταξινομήσει όλους τους βαρυτικούς σχηματισμούς, χωρίζοντάς τους σε ελλειπτικούς γαλαξίες και σχηματισμούς σπειροειδούς τύπου. Οι τελευταίοι, οι σπειροειδείς γαλαξίες αντιπροσωπεύουν την πιο εκτεταμένη ομάδα, η οποία περιλαμβάνει σχηματισμούς διαφόρων μεγεθών. Ο μεγαλύτερος από τους σπειροειδείς γαλαξίες που βρέθηκαν πρόσφατα είναι το NGC 6872, η διάμετρος του οποίου υπερβαίνει τα 552 χιλιάδες έτη φωτός.
Αναμενόμενο μέλλον και προβλέψεις
Ο Γαλαξίας Γαλαξίας μας μοιάζει με έναν συμπαγή και διατεταγμένο σχηματισμό βαρύτητας. Σε αντίθεση με τους γείτονές του, στο διαγαλαξιακό μας σπίτι είναι μάλλον ήρεμος. Οι μαύρες τρύπες επηρεάζουν συστηματικά τον γαλαξιακό δίσκο, μειώνοντάς τον σε μέγεθος. Αυτή η διαδικασία έχει ήδη διαρκέσει δεκάδες δισεκατομμύρια χρόνια και δεν είναι γνωστό πόσο καιρό θα συνεχιστεί. Η μόνη απειλή που κρέμεται πάνω από τον γαλαξία μας προέρχεται από τον κοντινότερο γείτονά της. Ο Γαλαξίας της Ανδρομέδας πλησιάζει γρήγορα. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι η σύγκρουση δύο συστημάτων βαρύτητας μπορεί να συμβεί σε 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Μια τέτοια συνάντηση-συγχώνευση θα σηματοδοτήσει το τέλος του κόσμου στο οποίο κατοικούσαμε. Ο μικρότερος Γαλαξίας θα απορροφηθεί από έναν μεγαλύτερο σχηματισμό. Αντί για δύο μεγάλους σπειροειδείς σχηματισμούς στο Σύμπαν θα εμφανιστεί ένας νέος ελλειπτικός γαλαξίας. Μέχρι αυτή τη φορά, ο γαλαξίας μας θα μπορέσει να αντιμετωπίσει τους δορυφόρους του. Δύο γαλαξίες νάνος - τα Μεγάλα και Μικρά Μαγγελικά Σύννεφα - θα καταναλώνουν τον Γαλαξία σε 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
