Луѓето се интересирале за староста на Универзумот уште од античко време. И иако не можете да побарате од неа пасош за да го видите нејзиниот датум на раѓање, модерната наука успеа да одговори на ова прашање. Точно, неодамна.

Астрономите детално го проучувале универзалниот пасош рана биографијаУниверзум. Но, тие имаа сомнежи за нејзината точна возраст, кои беа отфрлени само во последните неколку децении.

Алексеј Левин

Мудреците од Вавилон и Грција го сметале универзумот вечен и непроменлив, а хиндуистичките хроничари во 150 п.н.е. утврдил дека има точно 1.972.949.091 година (патем, во однос на редот на големината, тие не погрешиле многу!). Во 1642 година, англискиот теолог Џон Лајтфут, преку скрупулозна анализа на библиските текстови, пресметал дека создавањето на светот се случило во 3929 година п.н.е.; неколку години подоцна, ирскиот бискуп Џејмс Ашер го преселил во 4004 година. Основачи модерната наукаЈоханес Кеплер и Исак Њутн исто така не ја игнорираа оваа тема. Иако тие апелираа не само на Библијата, туку и на астрономијата, нивните резултати се покажаа слични на пресметките на теолозите - 3993 и 3988 п.н.е. Во нашите просветлени времиња, староста на Универзумот се одредува на други начини. За да ги видиме во историска перспектива, прво да ја погледнеме нашата планета и нејзината космичка средина.

Астрономите детално ја проучувале раната биографија на Универзумот. Но, тие имаа сомнежи за нејзината точна возраст, кои беа отфрлени само во последните неколку децении.

Гатање по камења

Од вториот половина на XVIIIвек, научниците почнаа да ја проценуваат староста на Земјата и Сонцето врз основа на физички модели. Така, во 1787 година, францускиот натуралист Жорж-Луј Леклер дошол до заклучок дека ако нашата планета била топче од стопено железо при раѓањето, ќе и требаат од 75 до 168 илјади години за да се олади до сегашната температура. По 108 години, ирскиот математичар и инженер Џон Пери повторно ја пресметал топлинската историја на Земјата и ја утврдил нејзината старост на 2-3 милијарди години. На самиот почеток на 20 век, лордот Келвин дошол до заклучок дека ако Сонцето постепено се собира и свети исклучиво поради ослободување на гравитационата енергија, тогаш неговата старост (и, следствено, максималната старост на Земјата и другите планети) може да биде неколку стотици милиони години. Но, во тоа време, геолозите не можеа ниту да ги потврдат, ниту да ги побијат овие проценки поради недостаток на сигурни геохронолошки методи.

Во средината на првата деценија на дваесеттиот век, Ернест Радерфорд и американскиот хемичар Бертрам Болтвуд ја развија основата на радиометриското датирање на земјените карпи, што покажа дека Пери е многу поблиску до вистината. Во 1920-тите беа пронајдени примероци од минерали чија радиометриска старост беше близу 2 милијарди години. Подоцна, геолозите ја зголемија оваа вредност повеќе од еднаш, а до сега е двојно зголемена - на 4,4 милијарди Дополнителни податоци се дадени со проучување на „небесните камења“ - метеорити. Речиси сите радиометриски проценки за нивната старост спаѓаат во опсег од 4,4–4,6 милијарди години.

Современата хелиосеизмологија овозможува директно да се одреди староста на Сонцето, која, според најновите податоци, е 4,56 - 4,58 милијарди години. Бидејќи времетраењето на гравитациската кондензација на протосоларниот облак беше проценето на само милиони години, можеме со сигурност да кажеме дека од почетокот на овој процес до денес поминале не повеќе од 4,6 милијарди години. Во исто време, сончевата материја содржи многу елементи потешки од хелиумот, кои се формирале во термонуклеарните печки на масивните ѕвезди од претходните генерации кои изгореле и експлодирале во супернови. Ова значи дека постоењето на Универзумот во голема мера ја надминува староста на Сончевиот систем. За да го одредите степенот на овој вишок, прво треба да отидете во нашата Галакси, а потоа надвор од нејзините граници.

Следејќи ги белите џуџиња

Животниот век на нашата Галакси може да се одреди на различни начини, но ние ќе се ограничиме на двете најсигурни. Првиот метод се заснова на следење на сјајот на белите џуџиња. Овие компактни (со големина на Земјата) и првично многу жешки небесни тела ја претставуваат последната фаза од животот на сите ѕвезди освен најмасивните. За да се трансформира во бело џуџе, ѕвездата мора целосно да го изгори целото свое термонуклеарно гориво и да претрпи неколку катаклизми - на пример, некое време да стане црвен џин.

Природен часовник

Според радиометриското датирање, најстарите карпи на Земјата сега се сметаат за сиви гнајсеви на брегот на Големото ропско езеро во северозападна Канада - нивната старост е утврдена на 4,03 милијарди години. Уште порано (пред 4,4 милијарди години), се кристализираа ситни зрна од минералот циркон, природен циркониум силикат кој се наоѓа во гнајсевите во западна Австралија. И бидејќи во тие денови веќе постоеше земјината кора, нашата планета треба да биде нешто постара.
Што се однесува до метеоритите, најточните информации се дадени со датирање на вклучувања на калциум-алуминиум во материјалот на јаглеродните хондритни метеорити, кои останаа практично непроменети по неговото формирање од облакот гас-прашина што го опкружуваше новороденото Сонце. Радиометриската старост на слични структури во метеоритот Ефремовка, пронајден во 1962 година во регионот Павлодар во Казахстан, изнесува 4 милијарди 567 милиони години.

Типично бело џуџе е речиси целосно составено од јаглерод и кислородни јони вградени во дегенериран електронски гас и има тенка атмосфера во која доминираат водород или хелиум. Температурата на нејзината површина се движи од 8.000 до 40.000 К, додека централната зона се загрева до милиони, па дури и десетици милиони степени. Според теоретските модели, може да се родат и џуџиња кои се состојат претежно од кислород, неон и магнезиум (кои, под одредени услови, се трансформираат во ѕвезди со маса од 8 до 10,5 или дури и до 12 соларни маси), но нивното постоење сè уште не е е докажано. Теоријата, исто така, вели дека ѕвездите со најмалку половина од масата на Сонцето завршуваат како хелиумски бели џуџиња. Таквите ѕвезди се многубројни, но тие согоруваат водород исклучително бавно и затоа живеат многу десетици и стотици милиони години. Досега, тие едноставно немаа доволно време да го исцрпат нивното водородно гориво (многу малку хелиумски џуџиња откриени до денес живеат во бинарни системи и настанале на сосема поинаков начин).

Бидејќи белото џуџе не може да поддржува реакции термонуклеарна фузија, сјае поради акумулираната енергија и затоа полека се лади. Брзината на ова ладење може да се пресмета и, врз основа на тоа, времето потребно за намалување на температурата на површината од почетната (за типично џуџеова е приближно 150.000 К) во однос на набљудуваниот. Бидејќи сме заинтересирани за староста на Галаксијата, треба да ги бараме најдолговечните, а со тоа и најстудените, бели џуџиња. Современите телескопи овозможуваат откривање на интрагалактички џуџиња со површинска температура помала од 4000 К, чија сјајност е 30.000 пати помала од онаа на Сонцето. Засега не се пронајдени - или воопшто ги нема, или ги има многу малку. Оттука произлегува дека нашата галаксија не може да биде постара од 15 милијарди години, во спротивно тие би биле присутни во забележителни количини.

До денес карпите, се користи анализа на содржината на различни производи за распаѓање во нив. радиоактивни изотопи. Во зависност од видот на карпата и времето на датирање, се користат различни парови на изотопи.

Ова е горната старосна граница. Што можеме да кажеме за дното? Најкул бели џуџиња познати во моментов беа откриени од вселенскиот телескоп Хабл во 2002 и 2007 година. Пресметките покажаа дека нивната возраст е 11,5 - 12 милијарди години. На ова мора да ја додадеме и староста на ѕвездите претходници (од половина милијарда до милијарда години). Следи дека Млечниот Пат не е помлад од 13 милијарди години. Значи, конечната проценка на нејзината старост, добиена врз основа на набљудувањата на белите џуџиња, е приближно 13-15 милијарди години.

Сертификати за топка

Вториот метод се заснова на проучување на сферични ѕвездени јата кои се наоѓаат во периферната зона на Млечниот Пат и орбитираат околу неговото јадро. Тие содржат од стотици илјади до повеќе од милион ѕвезди поврзани со взаемна привлечност.

Глобуларни јата се наоѓаат во речиси сите големи галаксии, а нивниот број понекогаш достигнува многу илјади. Таму речиси и да не се раѓаат нови ѕвезди, но постарите ѕвезди ги има во изобилство. Околу 160 вакви топчести јата се регистрирани во нашата Галакси, а можеби ќе бидат откриени уште дваесетина до триесетина. Механизмите на нивното формирање не се целосно јасни, но, најверојатно, многу од нив се појавија веднаш по раѓањето на самата Галакси. Затоа, датирањето на формирањето на најстарите глобуларни јата овозможува да се воспостави долна граница на галактичката возраст.

Ова датирање е многу технички сложено, но се заснова на многу едноставна идеја. Сите ѕвезди во јатото (од супермасивни до најлесни) се формирани од истиот гасен облак и затоа се раѓаат речиси истовремено. Со текот на времето, тие ги согоруваат главните резерви на водород - некои порано, други подоцна. Во оваа фаза, ѕвездата ја напушта главната низа и претрпува низа трансформации кои кулминираат или со целосен гравитациски колапс (проследен со формирање на неутронска ѕвезда или црна дупка) или со појава на бело џуџе. Затоа, проучувањето на составот на топчестиот кластер овозможува сосема точно да се одреди неговата возраст. За веродостојна статистика, бројот на проучувани кластери треба да биде најмалку неколку десетици.

Оваа работа беше спроведена пред три години од тим астрономи со помош на камерата ACS (Advanced Camera for Survey) на вселенскиот телескоп Хабл. Следењето на 41 глобуларни јата во нашата галаксија покажа дека тие средна возрасте стар 12,8 милијарди години. Рекордери беа кластерите NGC 6937 и NGC 6752, лоцирани на 7.200 и 13.000 светлосни години од Сонцето. Речиси сигурно не се помлади од 13 милијарди години, а најверојатниот животен век на второто јато е 13,4 милијарди години (иако со грешка од плус или минус милијарда).

Ѕвездите со маса по редот на Сонцето, бидејќи нивните резерви на водород се исцрпуваат, отекуваат и стануваат црвени џуџиња, по што нивното јадро на хелиум се загрева за време на компресија и започнува согорувањето на хелиумот. По некое време, ѕвездата ја фрла својата обвивка, формирајќи планетарна маглина, а потоа станува бело џуџе и потоа се лади.

Сепак, нашата Галаксија мора да биде постара од нејзините јата. Нејзините први супермасивни ѕвезди експлодираа како супернови и ги исфрлија јадрата на многу елементи во вселената, особено јадрата на стабилниот изотоп берилиум-берилиум-9. Кога почнале да се формираат глобуларни јата, нивните новородени ѕвезди веќе содржеле берилиум, а уште повеќе колку подоцна настанале. Врз основа на содржината на берилиум во нивните атмосфери, може да се одреди колку кластерите се помлади од Галаксијата. Како што е потврдено од податоците за кластерот NGC 6937, оваа разлика е 200 - 300 милиони години. Значи, без многу да се протегаме, можеме да кажеме дека возраста на Млечниот Пат надминува 13 милијарди години и, можеби, достигнува 13,3 - 13,4 милијарди. но тоа е добиено на сосема поинаков начин.

Хабловиот закон

Научната формулација на прашањето за староста на универзумот стана возможна дури на почетокот на втората четвртина од минатиот век. Во доцните 1920-ти, Едвин Хабл и неговиот помошник Милтон Хумасон почнаа да ги разјаснуваат растојанијата до десетици маглини надвор од Млечниот Пат, кои само неколку години претходно станаа независни галаксии.

Овие галаксии се оддалечуваат од Сонцето со радијални брзини кои беа измерени со црвено поместување на нивните спектри. Иако растојанијата до повеќето од овие галаксии може да се одредат со голема грешка, Хабл сепак открил дека тие се приближно пропорционални со радијалните брзини, како што напишал во една статија објавена на почетокот на 1929 година. Две години подоцна, Хабл и Хумјсон го потврдија овој заклучок врз основа на набљудувања на други галаксии - некои од нив се оддалечени повеќе од 100 милиони светлосни години.

Овие податоци ја формираа основата на познатата формула v=H0d, позната како Хабловиот закон. Овде v е радијалната брзина на галаксијата во однос на Земјата, d е растојанието, H0 е коефициентот на пропорционалност, чија димензија, како што е лесно да се види, е инверзна на димензијата на времето (претходно се нарекуваше Хаблова константа , што е неточно, бидејќи во претходните епохи вредноста на H0 била различна од сегашната). Самиот Хабл и многу други астрономи долго време ги отфрлаа претпоставките за физичка смислаовој параметар. Сепак, Жорж Леметр уште во 1927 година покажа дека општата теорија на релативноста ни овозможува да го толкуваме проширувањето на галаксиите како доказ за проширувањето на Универзумот. Четири години подоцна, тој имаше храброст да го доведе овој заклучок до неговиот логичен заклучок, поставувајќи ја хипотезата дека Универзумот настанал од речиси точкаст ембрион, кој тој, поради недостаток на подобар термин, го нарекол атом. Овој исконски атом можеше да остане во статична состојба во секое време до бесконечност, но неговата „експлозија“ роди простор што се шири исполнет со материја и зрачење, што во одредено време го роди сегашниот Универзум. Веќе во својата прва статија, Леметр заклучи комплетен аналогФормулата на Хабл и, знаејќи ги дотогаш податоците за брзините и растојанијата на голем број галаксии, ја добија приближно истата вредност на коефициентот на пропорционалност помеѓу растојанија и брзини како Хабл. Сепак, неговата статија беше објавена на францускиво малку познато белгиско списание и првично остана незабележано. На повеќето астрономи им стана познато дури во 1931 година по објавувањето на неговиот англиски превод.

Детерминирана е еволуцијата на универзумот почетна брзинанеговото проширување, како и влијанието на гравитацијата (вклучувајќи ја темната материја) и антигравитацијата (темната енергија). Во зависност од односот помеѓу овие фактори, графикот на големината на Универзумот има различна форма и во иднина и во минатото, што влијае на проценката на неговата старост. Тековните набљудувања покажуваат дека Универзумот експоненцијално се шири (црвен график).

Време на Хабл

Од оваа работа на Леметр и подоцнежните дела на самиот Хабл и другите космолози директно следеше дека староста на Универзумот (природно, мерена од почетниот момент на неговото ширење) зависи од вредноста 1/H0, која сега се нарекува Хабл време. Природата на оваа зависност е одредена од специфичниот модел на универзумот. Ако претпоставиме дека живееме во рамен универзум исполнет со гравитирачка материја и зрачење, тогаш за да се пресмета неговата старост 1/H0 мора да се помножи со 2/3.

Тука настана финтата. Од мерењата на Хабл и Хумјсон произлегува дека нумеричката вредност на 1/H0 е приближно еднаква на 1,8 милијарди години. Следеше дека Универзумот се родил пред 1,2 милијарди години, што очигледно е во спротивност дури и со многу потценетите проценки за староста на Земјата во тоа време. Може да се излезе од оваа тешкотија ако се претпостави дека галаксиите се оддалечуваат побавно отколку што мислеше Хабл. Со текот на времето, оваа претпоставка беше потврдена, но не го реши проблемот. Според податоците добиени до крајот на минатиот век користејќи оптичка астрономија, 1/H0 се движи од 13 до 15 милијарди години. Така, несовпаѓањето сè уште остана, бидејќи просторот на Универзумот бил и се смета за рамен, а две третини од времето на Хабл е многу помалку од дури и најскромните проценки за староста на Галаксијата.

Празен свет

Според најновите мерења на параметарот Хабл долната границаВремето на Хабл е 13,5 милијарди години, а горното е 14 милијарди години. Излегува дека сегашната возраст на Универзумот е приближно еднаква на моменталното време на Хабл. Таквата еднаквост мора строго и непроменливо да се почитува за апсолутно празен универзум, каде што нема ниту гравитирачка материја ниту анти-гравитирачки полиња. Но, во нашиот свет има доволно од двете. Факт е дека просторот прво полека се ширел, потоа брзината на неговото проширување почна да се зголемува и во сегашната ераовие спротивставени трендови речиси се компензираа еден за друг.

ВО општ погледоваа противречност беше елиминирана во 1998 - 1999 година, кога два тима астрономи докажаа дека последните 5 - 6 милијарди години надворешниот просторсе проширува не со опаѓачка, туку со зголемена стапка. Ова забрзување обично се објаснува со фактот дека во нашиот Универзум расте влијанието на антигравитациониот фактор, таканаречената темна енергија, чија густина не се менува со текот на времето. Бидејќи густината на гравитирачката материја се намалува како што се шири Космосот, темна енергијасè поуспешно се натпреварува со гравитацијата. Времетраењето на постоењето на Универзум со антигравитациска компонента не мора да биде еднакво на две третини од времето на Хабл. Затоа, откривањето на забрзаното ширење на Универзумот (забележано во 2011 година) Нобеловата награда) овозможи да се елиминира несовпаѓањето помеѓу космолошките и астрономските проценки за неговиот животен век. Тоа беше и увертира за развојот на нов метод за датира нејзиното раѓање.

Космички ритми

На 30 јуни 2001 година, НАСА го испрати Explorer 80 во вселената, две години подоцна преименувана во WMAP, Вилкинсон Микробранова анизотропија сонда. Неговата опрема овозможи снимање на температурни флуктуации во микробранова печка космичко микробранова позадинско зрачењесо аголна резолуција помала од три десетини од степенот. Тогаш веќе беше познато дека спектарот на ова зрачење речиси целосно се совпаѓа со спектарот на идеално црно тело загреано до 2,725 К, а неговите температурни флуктуации во „крупно-зрнести“ мерења со аголна резолуција од 10 степени не надминуваат 0,000036 К Меѓутоа, во „ситно-зрнести“ мерења на скалата на сондата WMAP, амплитудите на таквите флуктуации беа шест пати поголеми (околу 0,0002 К). Се покажа дека космичкото зрачење на позадината на микробрановата е дамка, тесно испреплетена со малку повеќе и малку помалку загреани области.

Флуктуациите во космичкото микробранова позадинско зрачење се генерираат од флуктуации во густината на гасот електрон-фотон што некогаш го исполнувал вселената. Таа падна на речиси нула околу 380.000 години подоцна голема експлозија, кога речиси сите слободни електрони се комбинираа со јадрата на водород, хелиум и литиум и со тоа ја поставија основата за неутралните атоми. Се додека тоа не се случило, звучните бранови се ширеле во гасот електрон-фотон, на кои било под влијание гравитациони полињачестички на темната материја. Овие бранови, или, како што велат астрофизичарите, акустични осцилации, оставија свој белег на спектарот на космичкото зрачење на микробрановата позадина. Овој спектар може да се дешифрира со помош на теоретскиот апарат на космологијата и магнетната хидродинамика, што овозможува повторно да се процени староста на Универзумот. Како што покажуваат најновите пресметки, неговиот најверојатен опсег е 13,72 милијарди години. Сега се смета за стандардна проценка на животниот век на Универзумот. Ако ги земеме предвид сите можни неточности, толеранции и приближувања, можеме да заклучиме дека, според резултатите од сондата WMAP, Универзумот постои помеѓу 13,5 и 14 милијарди години.

Така, астрономите, ја проценуваат возраста на универзумот за три на различни начини, доби доста компатибилни резултати. Затоа, сега знаеме (или, да бидеме повнимателни, мислиме дека знаеме) кога настанал нашиот универзум - барем со точност од неколку стотици милиони години. Веројатно, потомците ќе го додадат решението на оваа вековна загатка на листата на највпечатливите достигнувања на астрономијата и астрофизиката.

> >> Колку ѕвезди има на Млечниот Пат

Колку ѕвезди има во галаксијата Млечен Пат?: како да се одреди бројот, истражување на телескопот Хабл, структура на спирална галаксија, методи на набљудување.

Доколку имате можност да му се восхитувате на темното небо, тогаш пред вас имате неверојатна колекција на ѕвезди. Од кое било место можете да видите 2500 ѕвезди на Млечниот Пат без употреба на технологија и 5800-8000 ако имате двоглед или телескоп скриен при рака. Но, ова е само мал дел од нивниот број. Значи, колку ѕвезди има во галаксијата Млечен Пат?

Научниците веруваат дека вкупниот број на ѕвезди во Млечниот Пат се движи од 100 до 400 милијарди, иако има и такви кои се искачуваат на трилиони. Зошто такви разлики? Факт е дека имаме отворен поглед одвнатре и има места скриени од зоната на видливост на земјата.

Галактичка структура и нејзиното влијание врз бројот на ѕвезди

Да почнеме со фактот дека соларниот системлоциран во галактички диск од спирален тип со должина од 100.000 светлосни години. Од центарот сме оддалечени 30.000 светлосни години. Односно, меѓу нас и спротивна странаима огромна бездна.

Потоа се појавува друга тешкотија за набљудување. Некои ѕвезди се посветли од другите и понекогаш нивната светлина ги надминува нивните соседи. Најоддалечените ѕвезди видливи со голо око се наоѓаат на растојание од 1000 светлосни години. Млечниот Пат е исполнет со блескави светла, но многу од нив се скриени зад магла од гас и прашина. Токму оваа издолжена трага се нарекува „млеко“.

Ѕвездите во нашиот галактички „регион“ се отворени за набљудување. Замислете дека сте на забава во просторија каде што целата област е преполна со луѓе. Стоите во еден агол и од вас се бара да го наведете точниот број на присутни. Но, тоа не е се. Еден од гостите ја вклучува машината за чад, а целата соба е исполнета со густа магла, прикривајќи ги сите што стојат подалеку од вас. Сега сметајте!

Методи за визуелизирање на бројот на ѕвезди

Но, нема потреба од паника, бидејќи секогаш има дупки. Инфрацрвените камери ви овозможуваат да поминете низ прашина и чад. Слични проекти вклучуваат телескопот Спицер, COBE, WISE и Германската вселенска опсерваторија.

Сите тие се појавија во последните десет години за да го проучуваат вселената со инфрацрвени бранови должини. Ова помага да се пронајдат скриени ѕвезди. Но, дури и ова не ни дозволува да видиме сè, па научниците се принудени да прават пресметки и да изнесуваат шпекулативни бројки. Набљудувањата започнуваат од ѕвездените орбити на галактичкиот диск. Благодарение на ова, се пресметуваат орбиталната брзина и периодот на ротација (движење) на Млечниот Пат.

Заклучоци за тоа колку ѕвезди има во Млечниот Пат

На Сончевиот систем му се потребни 225-250 милиони години за да заврши една ротација околу галактичкиот центар. Односно, брзината на галаксијата е 600 km/s.

Следно, се одредува масата (ореол на темната материја - 90%) и се пресметува просечната маса (се проучуваат масите и видовите ѕвезди). На крајот излегува дека просечен рејтингброј на ѕвезди во галаксијата Млечен Пат – 200-400 милијарди небесни тела.

Идните технологии ќе овозможат да се најде секоја ѕвезда. Или сонди ќе можат да достигнат неверојатни растојанија и да ја фотографираат галаксијата од „северот“ - над центарот. Засега можеме да се потпреме само на математички пресметки.

Сончевиот систем се наоѓа во галаксија која понекогаш се нарекува Млечен Пат. Астрономите се согласија да ја напишат „нашата“ галаксија со Големи букви, и други галаксии, надвор од нашиот ѕвезден систем - со мала буква - галаксии.

М31 - маглина Андромеда

Сите ѕвезди и други објекти што ги гледаме со голо око припаѓаат на нашата галаксија. Исклучок е маглината Андромеда, која е близок роднина и сосед на нашата Галаксија. Токму со набљудување на оваа галаксија Едвин Хабл (по кого и вселенски телескоп) можеше да го „разреди“ во поединечни ѕвезди во 1924 година. По што исчезнаа сите сомнежи за физичката природа на оваа и другите галаксии, забележани во форма на матни точки - маглини.

Нашата галаксија е со големина од околу 100-120 илјади светлосни години (светлосна година е растојанието што светлината го поминува за една Земја година, приближно 9.460.730.472.580 km). Нашиот Сончев систем се наоѓа на приближно 27.000 светлосни години од центарот на Галаксијата, во еден од спиралните краци наречени Орион. Од средината на 80-тите години на 20 век, познато е дека нашата Галаксија има мост во центарот помеѓу спиралните краци. Како и другите ѕвезди, Сонцето ротира околу центарот на Галаксијата со брзина од околу 240 km/s (другите ѕвезди имаат различна брзина). Во период од околу 200 милиони години, Сонцето и планетите од Сончевиот систем создаваат целосен пресвртоколу центарот на галаксијата. Ова објаснува некои феномени во геолошка историјаЗемјата која во текот на своето постоење успеала 30 пати да се врти околу центарот на Галаксијата.

Нашата Галакси има форма на сплескан диск кога се гледа од страна. Сепак, овој диск има неправилна форма. Двата сателити на нашата галаксија, големиот и малиот магеланов облак (не се видливи на северната хемисфера на Земјата), ја искривуваат формата на нашата галаксија преку дејството на нивната гравитација.

Ја гледаме нашата Галаксија одвнатре, како да гледаме детска рингишпил додека седиме на еден од коњите на рингишпилот. Оние ѕвезди на Галаксијата што можеме да ги набљудуваме се наоѓаат во форма на лента со нееднаква ширина, која ја нарекуваме Млечен Пат. Фактот дека Млечниот пат, познат уште од античките времиња, се состои од многу слаби ѕвезди, бил откриен во 1610 година од Галилео Галилеј, насочувајќи го својот телескоп кон ноќното небо.

Астрономите веруваат дека нашата галаксија има ореол што не можеме да го видиме („темна материја“), но кој вклучува 90% од масата на нашата галаксија. Постоењето на „темна материја“ не само во нашата галаксија, туку и во универзумот произлегува од теориите што користат Општа теоријаРелативитет (GTR) на Ајнштајн. Сепак, сè уште не е факт дека општата релативност е точна (постојат и други теории за гравитација), така што Галактичкиот ореол може да има друго објаснување.

Во нашата галаксија има од 200 до 400 милијарди ѕвезди. Ова не е многу според стандардите на Универзумот. Постојат галаксии кои содржат трилиони ѕвезди, на пример, галаксијата IC 1101 има приближно 300 трилиони.

10-15% од масата на нашата Галаксија е прашина и расеан меѓуѕвезден гас (главно водород). Поради прашината, ја гледаме нашата Галаксија на ноќното небо како Млечниот Пат како светла лента. Ако прашината не ја апсорбираше светлината од другите ѕвезди во Галаксијата, ќе видиме светол прстен од милијарди ѕвезди, особено светли во соѕвездието Стрелец, каде што се наоѓа центарот на Галаксијата. Меѓутоа, во други опсези на електромагнетни бранови, галактичкото јадро е јасно видливо, на пример, во опсегот на радио (извор Стрелец А), инфрацрвени зраци и рентген.

Според претпоставките на научниците (повторно, поврзани со општата релативност), во центарот на нашата Галаксија (и повеќето други галаксии) постои „ црна дупка" Се верува дека има маса од приближно 40.000 соларни маси. Движењето на материјата во Галаксијата кон нејзиниот центар создава најмоќното зрачење од центарот на Галаксијата, што го набљудуваат астрономите во различни опсези на електромагнетниот спектар.

Не можеме да ја видиме Галаксијата одозгора или од страна, бидејќи сме внатре во неа. Сите слики на нашата Галакси однадвор се имагинација на уметниците. Сепак, имаме прилично добра идеја за изгледот и обликот на Галаксијата, бидејќи можеме да набљудуваме други спирални галаксии во Универзумот кои се слични на нашата.

Староста на Галаксијата е приближно 13,6 милијарди години, што е не многу помалку од староста на целиот универзум (13,7 милијарди години) според научниците. Најстарите ѕвезди во галаксијата се наоѓаат во топчести јата.

Нашата галаксија е дел од поголема група други галаксии, која ја нарекуваме Локална група на галаксии, која ги вклучува сателитите на галаксијата Големи и Мали Магеланови Облаци, Маглината Андромеда (M 31, NGC 224), Галаксијата Триаголник (M33 , NGC 598) и приближно 50 други галаксии. За возврат, Локалната група на галаксии е дел од суперкластерот Девица, која има големина од 150 милиони светлосни години.

Навикнати сме на фактот дека Млечниот Пат е кластер од ѕвезди на небото по кои пловеле нашите предци. Но, всушност, ова е повеќе од обични ноќни светилки - ова е огромен и непознат свет.

Оваа статија е наменета за лица постари од 18 години

Дали веќе наполнивте 18 години?

Структура на галаксијата Млечен Пат

Понекогаш изгледа неверојатно колку динамично се развива вселенската наука. Тешко е да се замисли, но пред 4 века дури и изјавата дека Земјата се врти околу Сонцето предизвика осуда и отфрлање во општеството. Пресуди за овие и други космички феномениможе да доведе не само до затвор, туку и до смрт. За среќа, времињата се сменија, а проучувањето на Универзумот одамна е приоритетна насокаво науката. Особено важни во овој поглед се студиите за Млечниот пат, галаксија од илјадници ѕвезди, од кои едната е и нашето Сонце.

Проучувањето на структурата на галаксијата и нејзиниот развој помага да се одговори на главните прашања што го интересирале човештвото од почетокот на времето. Ова се такви свети мистерии за тоа како настанал Сончевиот систем, кои фактори придонеле за појава на живот на Земјата и дали постои живот на други планети.

Фактот дека галаксијата Млечен Пат е огромен крак на бесконечен ѕвезден систем стана познат релативно неодамна - пред нешто повеќе од половина век. Структурата на нашата галаксија е слична на колосална спирала, во која нашиот сончев систем се наоѓа некаде на периферијата. Од страна изгледа како џиновска лупа со две страни конвексен центарсо круна.

Што е галаксијата Млечен Пат? Тоа се милијарди ѕвезди и планети кои се поврзани една со друга со некој алгоритам за структурата на Универзумот. Покрај ѕвездите, Млечниот Пат содржи меѓуѕвезден гас, галактички прав и ѕвездени глобуларни јата.

Дискот на нашата галаксија постојано ротира околу централниот дел, кој се наоѓа во соѕвездието Стрелец. Потребни се 220 милиони години за Млечниот Пат да направи една целосна револуција околу својата оска (и тоа и покрај фактот што ротацијата се случува со брзина од 250 километри во секунда). Така, сите ѕвезди на нашата галаксија се движат во еден импулс многу години, а заедно со нив и нашиот Сончев систем. Што ги тера да ротираат околу јадрото со навистина избезумена брзина? Научниците сугерираат и на колосалната тежина на центарот и на речиси неразбирливата количина на енергија (може да ја надмине големината на 150 милиони сонца).

Зошто не гледаме никакви спирали или џиновско јадро, зошто не ја чувствуваме оваа универзална ротација? Факт е дека ние сме во ракавот на овој спирален универзум, а избезумениот ритам на неговиот живот го перцепираме на секојдневен начин.

Секако, ќе има скептици кои ќе ја негираат оваа структура на нашата галаксија, наведувајќи го фактот дека не постои точна фотографија од галактичкиот диск (а не може да има). Факт е дека Универзумот во никој случај не е ограничен на галаксијата Млечен Пат и има многу слични формации во вселената. Тие по структура се многу слични на нашата галаксија - тоа се истите дискови со центар околу кој се вртат ѕвездите. Односно, надвор од нашиот Млечен Пат има милијарди системи слични на Сончевиот.

Најблиската галаксија до нас е Големиот и Малиот Магеланов Облак. Тие можат да се видат речиси со голо око внатре Јужната хемисфера. Овие две мали светлечки точки, слични на облаците, прв ги опиша големиот патник, од чие име потекнуваат имињата на вселенските објекти. Дијаметарот на Магелановите облаци е релативно мал - помалку од половина од Млечниот Пат. И има многу помалку ѕвездени системи во Облаците.

Или маглината Андромеда. Ова е уште една галаксија во форма на спирала која е многу слична по изглед и состав со Млечниот Пат. Неговата големина е неверојатна - според најконзервативните проценки, таа е три пати поголема од нашата Патека. И бројот на такви гигантски галаксии во Универзумот одамна надмина милијарда - ова е само она што можеме да го видиме во оваа фаза од развојот на астрономијата. Сосема е можно за неколку години да станеме свесни за друга, претходно незабележана галаксија.

Карактеристики на Млечниот Пат

Како што споменавме порано, Млечниот Пат е збирка од милиони ѕвезди со свои системи, слични на сончевиот. Колку планети има во нашата галаксија е вистинска мистерија, која повеќе од една генерација астрономи се мачеа да ја решат. Иако, да бидам искрен, нив повеќе ги загрижува друго прашање - колкава е веројатноста во нашата галаксија да постои ѕвезден систем чии карактеристики се слични на нашите? Научниците се особено заинтересирани за ѕвезди кои имаат брзина на ротација слична на Сонцето и технички спецификации, како и да го заземеме нашето место на галактичката скала. Тоа е затоа што на планети слични по старост и услови на нашата Земја, постои голема веројатност за интелигентен живот.

За жал, обидите на научниците да најдат барем нешто слично на Сончевиот систем во рацете на галаксијата не беа успешни. И ова е веројатно за најдобро. Сè уште не е познато кој или што може да не чека во непознато соѕвездие.

Дали Црната дупка е убиец на планети или креатор на галаксија?

На крајот од својот живот, ѕвездата ја отфрла гасната обвивка, а нејзиното јадро почнува многу брзо да се собира. Под услов масата на ѕвездата да биде доволно голема (1,4 пати поголем од сонцето), на нејзино место се формира Црна дупка. Ова е објект со критична брзина што ниту еден објект не може да ја надмине. Како резултат на тоа, она што паѓа во Црната дупка исчезнува во неа засекогаш. Тоа е, во суштина, овој космички елемент е билет во еден правец. Секој предмет што ќе се приближи доволно до Дупката ќе исчезне засекогаш.

Тажно е, нели? Но, има и позитивен момент во Црната дупка - благодарение на неа, разновиден вселенски објектии се формираат нови галаксии. Излегува дека јадрото на секој од познатите ѕвездени системи е Црна дупка.

Зошто нашата галаксија се нарекува Млечен Пат?

Секоја нација има свои легенди за тоа како се формирал видливиот дел од Млечниот Пат. На пример, старите Грци верувале дека е формирано од истуреното млеко на божицата Хера. Но, во Месопотамија постоела легенда за река направена од истиот пијалок. Така, многу народи поврзале големо јато ѕвезди со млеко, така што нашата галаксија го добила своето име.

Колку ѕвезди има на Млечниот Пат?

Прилично е тешко точно да се пресмета бројот на ѕвезди во нашата галаксија, бидејќи тие велат дека има повеќе од 200 милијарди од нив, како што разбирате, тешко е да се проучат сите модерен развојнауката е многу проблематична, па научниците го обрнуваат своето внимание само на најинтересните претставници на овие вселенски објекти. Земете ја, на пример, алфа ѕвездата од соѕвездието Карина (Карина). Ова е суперџинска ѕвезда, која долго време ја држеше титулата најголема и најсветла.

Сонцето е исто така една од ѕвездите на Млечниот Пат, која, сепак, нема никакви извонредни карактеристики. Ова е мало жолто џуџе, кое стана познато само по тоа што е извор на живот на нашата планета со милиони години.

Астрономите од целиот свет одамна составуваат списоци на ѕвезди кои се разликуваат по нивната извонредна маса или сјај. Но, тоа воопшто не значи дека секој од нив добил дадено име. Вообичаено, имињата на ѕвездите се состојат од букви, бројки и имиња на соѕвездијата на кои припаѓаат. Така, најсветлата ѕвезда во Млечниот Пат е означена на астрономските мапи како R136a1, а R136 не е ништо повеќе од името на маглината од која доаѓа. Оваа ѕвезда има неопислива моќ што не може да се спореди со ништо. R136a1 сјае 8,7 милиони пати посветло од нашето Сонце, што го прави многу тешко да се замисли каков било живот во негова близина.

Но, колосалната моќ не значи дека R136a1 има импресивни димензии. Список на најмногу големи ѕвездие предводена од UY Scuti, која е 1,7 илјади пати поголема од големината на нашата ѕвезда. Односно, ако наместо Сонцето постоеше оваа ѕвезда, тогаш таа ќе го окупира целиот простор од центарот на нашиот систем до Сатурн.

Иако без разлика колку се големи и моќни овие ѕвезди, нивната вкупна маса не може да се спореди со масата на Црната дупка, која се наоѓа во центарот на галаксијата. Нејзината колосална енергија е таа што го држи Млечниот пат, принудувајќи го да се движи во одреден редослед.

Нашата галаксија не е само расејување на ѕвезди на ноќното небо. Ова е огромен систем кој се состои од стотици милијарди ѕвезди, вклучувајќи го и нашето Сонце.

Ѕвезденото небо уште од античко време го привлекувало погледот на луѓето. Најдобрите умовиСите народи се обидоа да го сфатат нашето место во Универзумот, да ја замислат и оправдаат неговата структура. Научниот напредок овозможи да се премине во проучувањето на огромните простори од романтични и религиозни конструкции до логично потврдени теории засновани на бројни фактички материјали. Сега секој ученик има идеја за тоа како изгледа нашата Галаксија според најновите истражувања, кој, зошто и кога и дал такво поетско име и каква е нејзината очекувана иднина.

Потекло на името

Изразот „Галаксија на Млечниот пат“ во суштина е тавтологија. Галактикос грубо преведен од старогрчки значи „млеко“. Така жителите на Пелопонез го нарекоа кластерот ѕвезди на ноќното небо, припишувајќи го неговото потекло на вжештената Хера: божицата не сакаше да го нахрани Херакле, вонбрачен синЗевс, и во гнев го прска мајчиното млеко. Капките формираа ѕвездена трага, видлива во ведрите ноќи. Со векови подоцна, научниците открија дека набљудуваните светилки се само незначителен дел од постојните небесни тела. Тие го дадоа името Галаксија или Млечниот Пат на просторот на Универзумот во кој се наоѓа нашата планета. Откако ја потврдија претпоставката за постоење на други слични формации во вселената, првиот термин стана универзален за нив.

Поглед од внатре

Научното знаење за структурата на делот од Универзумот, вклучувајќи го и Сончевиот систем, малку научило од античките Грци. Разбирањето за тоа како изгледа нашата Галаксија еволуирало од сферичниот универзум на Аристотел до модерни теории, во кој има место за црни дупки и темна материја.

Фактот дека Земјата е дел од системот на Млечниот Пат им наметнува одредени ограничувања на оние кои се обидуваат да дознаат каква форма има нашата Галаксија. За да се одговори недвосмислено на ова прашање, потребен е поглед однадвор и на голема оддалеченост од објектот на набљудување. Сега науката е лишена од таква можност. Еден вид замена за надворешен набљудувач е собирањето податоци за структурата на Галаксијата и нејзината корелација со параметрите на другите вселенски системи достапни за проучување.

Собраните информации ни овозможуваат со сигурност да кажеме дека нашата Галакси има форма на диск со задебелување (испакнување) во средината и спирални краци кои се оддалечуваат од центарот. Последните содржат најмногу светли ѕвездисистеми. Дијаметарот на дискот е повеќе од 100 илјади светлосни години.

Структура

Центарот на Галаксијата е скриен од меѓуѕвездена прашина, што го отежнува проучувањето на системот. Методите на радио астрономија помагаат да се справите со проблемот. Брановите со одредена должина лесно ги надминуваат сите пречки и ви овозможуваат да ја добиете толку посакуваната слика. Нашата Галаксија, според добиените податоци, има нехомогена структура.

Конвенционално, можеме да разликуваме два елементи поврзани еден со друг: ореол и самиот диск. Првиот потсистем ги има следниве карактеристики:

• обликот е сфера;

• неговиот центар се смета за испакнатост;
• најголемата концентрација на ѕвезди во ореолот е карактеристична за неговиот среден дел како што се приближувате до рабовите, густината значително се намалува;
• Ротацијата на оваа зона на галаксијата е прилично бавна;
• ореолот главно содржи стари ѕвезди со релативно мала маса;
• значителен простор на потсистемот е исполнет со темна материја.

Густината на ѕвездите во галактичкиот диск значително го надминува ореолот. Во ракавите има млади, па дури и само што се појавуваат

Центар и јадро

„Срцето“ на Млечниот Пат се наоѓа во Без проучување, тешко е целосно да се разбере каква е нашата Галаксија. Името „јадро“ во научни трудовиили се однесува само на централниот регион со дијаметар од само неколку парсеци, или вклучува испакнатост и гасен прстен, за кои се верува дека е родното место на ѕвездите. Во продолжение ќе се користи првата верзија на терминот.

Видливата светлина тешко продира во центарот на Млечниот Пат: се судира со голем бројкосмичка прашина крие како изгледа нашата Галакси. Фотографиите и сликите направени во инфрацрвениот опсег значително го прошируваат знаењето на астрономите за јадрото.

Податоците за карактеристиките на зрачењето во централниот дел на Галаксијата ги наведоа научниците да веруваат дека постои црна дупка во јадрото на јадрото. Неговата маса е повеќе од 2,5 милиони пати поголема од масата на Сонцето. Околу овој објект, според истражувачите, ротира друга, но помалку импресивна по своите параметри, црна дупка. Современо знаењеза особеностите на структурата на вселената сугерираат дека таквите објекти се наоѓаат во централниот дел на повеќето галаксии.

Светлина и темнина

Комбинираното влијание на црните дупки врз движењето на ѕвездите прави свои прилагодувања на изгледот на нашата Галаксија: тоа доведува до специфични промени во орбитите кои не се типични за космички тела, на пример, во близина на Сончевиот систем. Проучувањето на овие траектории и односот помеѓу брзината на движење и растојанието од центарот на Галаксијата ја формираа основата на сега активно развивачката теорија за темната материја. Неговата природа сè уште е обвиткана во мистерија. Присуството на темната материја, која наводно го сочинува огромното мнозинство од целата материја во Универзумот, е регистрирано само со ефектот на гравитацијата врз орбитите.

Ако ја отфрлиме целата космичка прашина што го крие јадрото од нас, ќе се открие неверојатна слика. И покрај концентрацијата на темната материја, овој дел од Универзумот е полн со светлина емитирана од огромен број ѕвезди. Тука има стотици пати повеќе од нив по единица простор отколку во близина на Сонцето. Околу десет милијарди од нив формираат галактичка лента, наречена и шипка, со необична форма.

Вселенски орев

Проучувањето на центарот на системот во опсегот на долги бранови должини ни овозможи да добиеме детална инфрацрвена слика. Нашата галаксија, како што се испоставува, има структура во неговото јадро што наликува на кикиритки во лушпа. Овој „орев“ е мостот, кој вклучува повеќе од 20 милиони црвени џинови (светли, но помалку жешки ѕвезди).

Спиралните краци на Млечниот Пат зрачат од краевите на шипката.

Работата поврзана со откривањето на „кикириката“ во центарот на ѕвездениот систем не само што фрли светлина врз структурата на нашата галаксија, туку и помогна да се разбере како се развивала. Првично, во просторот на просторот имаше обичен диск, во кој со текот на времето се формираше скокач. Под влијание на внатрешните процеси, шипката ја промени својата форма и почна да личи на орев.

Нашиот дом на мапата на вселената

Активноста се јавува и во шипката и во спиралните краци што ги поседува нашата Галакси. Тие биле именувани по соѕвездијата каде што биле откриени делови од гранките: краците на Персеј, Лебед, Кентаур, Стрелец и Орион. Во близина на вториот (на растојание од најмалку 28 илјади светлосни години од јадрото) се наоѓа Сончевиот систем. Оваа област има одредени карактеристики кои, според експертите, овозможиле појава на живот на Земјата.

Галаксијата и нашиот Сончев систем ротираат заедно со неа. Моделите на движење на поединечните компоненти не се совпаѓаат. ѕвездите понекогаш се вклучени во спиралните гранки, понекогаш одделени од нив. Само светилниците што лежат на границата на кругот на коротација не прават такви „патувања“. Тие го вклучуваат Сонцето, заштитено од моќни процеси кои постојано се случуваат во рацете. Дури и мало поместување би ги негирало сите други придобивки за развојот на организмите на нашата планета.

Небото е во дијаманти

Сонцето е само едно од многуте слични тела со кои е полна нашата галаксија. Ѕвезди, единечни или групирани, вкупен бројнад, според најновите податоци, 400 милијарди Најблиску до нас, Проксима Кентаур, е дел од системот од три ѕвезди заедно со малку пооддалечените Алфа Кентаури А и Алфа Кентаур Б. Најсветлата точка на ноќното небо, Сириус А. , се наоѓа во Неговата сјајност, според различни извори, ја надминува сончевата за 17-23 пати. Сириус, исто така, не е сам, тој е придружуван од сателит со слично име, но со ознака Б.

Децата често почнуваат да се запознаваат со тоа како изгледа нашата Галаксија со пребарување на небото за Северна ѕвезда или Алфа Мала Мечка. Својата популарност ја должи на положбата над Северниот Пол на Земјата. Осветленоста на Поларис е значително повисока од Сириус (речиси две илјади пати посветла од сонцето), но не може да ја предизвика Алфа Канис Мајорис за титулата најсветлиот поради оддалеченоста од Земјата (проценета на 300 до 465 светлосни години).

Видови светилки

Ѕвездите се разликуваат не само по сјајност и оддалеченост од набљудувачот. На секој му е доделена одредена вредност (соодветниот параметар на Сонцето се зема како единица), степенот на загревање на површината и бојата.

Суперџините имаат најимпресивни големини. Неутронските ѕвезди имаат најголема концентрација на материја по единица волумен. Карактеристиката на бојата е нераскинливо поврзана со температурата:

• црвените се најстудени;
• загревањето на површината на 6.000º, како Сонцето, дава жолта нијанса;
• бели и сини светилки имаат температура од повеќе од 10.000º.

Може да варира и да достигне максимум непосредно пред неговиот колапс. Експлозиите на супернова даваат огромен придонес во разбирањето како изгледа нашата Галаксија. Фотографиите од овој процес направени со телескопи се неверојатни.
Податоците собрани на нивна основа помогнаа да се реконструира процесот што доведе до избувнување и да се предвиди судбината на голем број космички тела.

Иднината на Млечниот Пат

Нашата галаксија и другите галаксии постојано се во движење и интеракција. Астрономите откриле дека Млечниот пат постојано ги апсорбирал своите соседи. Слични процеси се очекуваат и во иднина. Со текот на времето, тој ќе го вклучи Магеланов облак и голем број други џуџести системи. Најимпресивниот настан се очекува за 3-5 милијарди години. Ова ќе биде судир со единствениот сосед што е видлив од Земјата со голо око. Како резултат на тоа, Млечниот пат ќе стане елиптична галаксија.

Бескрајните пространства на вселената ја восхитуваат имагинацијата. Тешко е за просечниот човек да ги сфати размерите не само на Млечниот пат или на целиот универзум, туку дури и на Земјата. Сепак, благодарение на достигнувањата на науката, можеме барем приближно да замислиме од каков грандиозен свет сме дел.