Где находится наше солнце относительно ядра галактики

Солнце

Где находится Солнце?

Положение Солнца в галактике Млечный путь

В 50-х годах прошлого века учёным удалось составить картину распределения облаков ионизированного водорода, находящихся в галактической окрестности Солнца. Выяснилось, что существуют по крайней мере три участка, которые можно было бы отождествить со спиральными рукавами Млечного Пути. Один из них, ближайший к нам, учёные назвали рукавом Ориона-Лебедя. Более далёкий от нас и, соответственно, близкий к центру Галактики назван рукавом Стрельца-Киля, а периферийный — рукавом Персея.

Но исследуемая галактическая окрестность ограничена: межзвездная пыль поглощает свет далеких звёзд и водорода, так что понять дальнейший рисунок спиральных ветвей становится невозможным.

Определить положение Солнца внутри Галактики позволило изучение близких цефеи́д — переменных звёзд, пульсирующих благодаря внутренним физическим процессам, изменяющим их блеск. Изменения блеска происходят с определенным периодом: чем период больше, тем выше светимость цефеи́ды, а значит и энергия, выделяемая звездой в единицу времени. А по ней можно определить и расстояние до звезды. Первопроходцем здесь был американский астрофизик Харлоу Ше́пли. Одним из объектов его интереса стали шаровы́е звёздные скопления, настолько плотные, что их сердцевина сливается в сплошное сияние. Наиболее богатая шаровы́ми скоплениями область расположена в направлении зодиакального созвездия Стрельца. Известны они и в других галактиках, причём эти скопления всегда концентрируются вблизи галактических ядер. Если предположить, что законы для Вселенной едины, можно сделать вывод, что подобным образом должна быть устроена и наша Галактика. Ше́пли отыскал в её шаровых скоплениях цефеи́ды и измерил расстояние до них.

Оказалось, что Солнце расположено вовсе не в центре Млечного Пути, а на его окраине, можно сказать, в звёздной провинции, на расстоянии 25 тысяч световых лет от центра. Так, второй раз после Коперника было разве́нчано представление о нашем особом привилегированном положении во Вселенной. Солнце расположено в плоскости нашей Галактики и удалено от её центра на 8 кпк и от плоскости Галактики примерно на 25 пк . В области Галактики, где расположено наше Солнце, звёздная плотность составляет 0,12 звёзд на пк 3 .

Путь Солнца в Галактике

Положение Солнца в Галактике

Все звёзды в Галактике, включая Солнце, обращаются вокруг её ядра. Чтобы совершить полный оборот, Солнцу требуется ни много ни мало 250 миллионов лет, которые составляют галактический год (скорость движения Солнца — 220 км/с). Земля уже облетела вокруг центра Галактики 25-30 раз. Значит, ей именно столько галактических лет.

Проследить путь Солнца через Млечный Путь очень сложно. Но современные телескопы могут обнаружить и это движение. В частности, определить, как меняется вид звездного неба при перемещении Солнца относительно ближайших звезд. Точка, в направлении которой со скоростью около 19,5-20 км/с движется Солнце, называется апекс и расположена в созвездии Геркулеса, на границе с созвездием Лиры, её координаты α ≈ 18h, δ ≈ +30°. Полёт Солнца (а заодно и всей Солнечной системы) происходит примерно под углом 25 градусов к плоскости Галактики. Точка на небесной сфере, противоположная апексу, называется антиа́пекс. В этой точке пересекаются направления собственных скоростей ближайших к Солнцу звёзд.

Каждые 33 миллиона лет Солнце пересекает галактический экватор, затем поднимается над его плоскостью на высоту в 230 световых лет и снова опускается вниз, к экватору. На совершение полного оборота Солнцу требуется, как уже было сказано, около 250 миллионов лет. Но следует различать движение Солнца относительно центра Галактики и движение относительно близких звёзд. Солнечную систему окружает местное межзвёздное облако, тёплое и плотное, которое, как и все облака́, состоит из газа и пы́ли. Причём масса пы́ли составляет всего 1% от массы всего межзвёздного о́блака. А газ в нём это на 90% водород и на 9,99% — гелий. Более тяжелые элементы в сумме дают не более 0.01% по массе. Солнце расположено внутри этого облака в районе, который иногда называют местным «пузырем», представляющим собой большое и относительно пустое пространство. Между прочим, в космосе настолько пусто, что это даже вообразить сложно! Представьте: самый лучший, самый «пустой» современный лабораторный вакуум в 10000 раз плотнее обычных межзвездных облаков, (вполне видимых на фотографиях, сделанных с помощью телескопов) которые в тысячи раз плотнее местного «пузыря»! Плотность этого «пузыря» всего лишь 0.001 атом в кубическом сантиметре! Зато температура у него – действительно астрономическая: около миллиона градусов по кельвину! По сравнению с ним окружающее «пузырь» местное межзвездное облако слегка тёплое, его температура 7000 градусов по кельвину.

Читайте также: Солнце сушит кожу лица

Источник

Галактика Млечный Путь

Млечный Путь и Солнце

Если «население» Вселенной разделить на социальные группы, наша галактика Млечный Путь будет принадлежать к крепкому «среднему классу». Так, она относится к самому распространенному виду галактик, но в то же время не является средней по размеру или массе. Галактик, которые мельче Млечного Пути, больше чем тех, что крупнее его. Еще наш «звездный остров» обладает как минимум 14-ю спутниками — другими карликовыми галактиками. Они обречены кружить вокруг Млечного Пути, пока не будут им поглощены, или же не улетят прочь от межгалактического столкновения. Ну и пока что это единственное место, где наверняка существует жизнь — то есть мы с вами.

Но еще Млечный путь остается наиболее загадочной галактикой во Вселенной: находясь на самом краю «звездного острова», мы видим лишь часть из миллиардов его звезд. А сердце галактики и вовсе невидимо — оно закрыто плотными рукавами звезд, газа и пыли. О фактах и тайнах Млечного Пути и пойдет сегодня речь.

Млечный Путь: главные особенности

Карта Млечного Пути

У секрета названия нашей галактики, связанного с богами, есть еще одна, менее известная версия. В древнегреческом пантеоне были два титана: Кронос и Рея, которые дали жизнь всем олимпийским богам. Однако процесс деторождения сперва шел медленно: гигант Кронос опасался, что дети захватят его трон, и потому поедал их всех. Рее, как матери, было больно смотреть на кончину собственных детей. Поэтому последнего ребенка, Зевса, она спрятала, а вместо него в пеленки завернула камень и отдала его мужу. Кронос, ощупав «младенца», заявил, что ребенок слишком твердый и худой, и попросил его откормить. Брызги молока богини, которые отразились от холодного камня в небо, и стали звездной полосой Млечного Пути. А спасенный Зевс позже сверг отца-тирана.

К чему вся эта страшная история? Дело в том, что галактика Млечный Путь полностью унаследовала характер своего мифологического отца. Она большая, словно титан, и все также поедает своих спутников-детей. Прямо сейчас внутрь нашего «звездного острова» затягивается карликовая галактика Стрельца. Похожая участь ждет и другие спутники, который видны глазу — Большое и Малое Магеллановы Облака. Гравитационные взаимодействия с Млечным Путем уже сейчас разрушают их спиральные структуры, сбивая «звездные острова» в расплывчатые облака из газа и звезд.

Большое и Малое Магеллановы Облака

Поглощение, что правда, не ведет к мгновенной смерти звездного острова. «Проглоченные» галактики могут спокойно пройти сквозь Млечный Путь, растеряв немного звезд, и продолжить кружить вокруг него. Но как и в мифе, гиганта ждет возмездие. В Местной Группе галактик Млечный Путь лишь на втором месте по размеру и массе, уступая первенство галактике Андромеды. От ее «рук» наша галактика и примет свою гибель — большая соседка поглотит ее через 3-4 миллиарда лет.

О том, как произойдет столкновение и чем оно грозит, мы уже вам рассказывали. А в этой статье пойдет речь о Млечном пути как уникальной спиральной галактике, которую нам повезло увидеть изнутри.

Характеристики Млечного Пути

Физику создают конкретные цифры и точные параметры — именно они помогают узнать судьбу всего: от падающего на пол бутерброда до громадных галактик, которые простираются на миллионы световых лет. Млечный Путь не является исключением. Давайте посмотрим, чем примечателен наш дом.

Галактика NGC 6744, которая считается очень похожей на Млечный Путь.

Галактический диск Млечного Пути простирается на расстояние 50-90 тысяч световых лет во все стороны от центра. Как мы уже знаем, это немного, но и не так мало. Радиус крупнейших спутников галактики, Магеллановых Облаков, составляет всего 7 тысяч с.л. Но ближайшая наша соседка, галактика Андромеды, значительно больше Млечного Пути. Чтобы добраться от ее ядра к самому краю, световому лучу нужно 110 тысяч лет.
Наше Солнце удалено от ядра Млечного пути приблизительно на 27 тысяч световых лет. Считается, что оно ближе к краю диска, чем к центру. Поэтому размеры Млечного Пути обычно рассматривают в меньшем промежутке. А еще наше светило движется с громадной скоростью вокруг галактического центра — от 200 до 250 км/сек. Но даже так на полный круг по Млечному Пути нам нужно 240 миллионов лет. А чтобы преодолеть притяжение галактики и отправиться в межгалактическое путешествие, Солнцу надо разогнаться в два раза быстрее, до скорости 550 км/сек.
Однако настоящий критерий размера галактики — это количество звезд. Точную оценку, разумеется, никто не может провести. Но именно количество видимого вещества позволяет судить о массивности и концентрации. В Млечном Пути насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд — все зависит от того, как оценивать количество звезд, закрытое от нас галактическим центром и другими рукавами.

Рукав Млечного Пути с Земли. Все видимые звезды на снимке принадлежат галактике

Впрочем, с массой галактики все куда более однозначно — она составляет от 1 до 1,5 триллиона масс Солнца. Эта цифра не поможет подсчитать количество звезд, поскольку большую часть массы покрывает невидимая темная материя, но зато позволяет нагляднее сравнивать Млечный Путь с соседями.

Все эти данные приблизительные, и обличены в числа лишь из-за необходимости в тех или иных вычислениях. Несмотря на развитые инструменты астрономов, точно измерить параметры галактики невозможно. Тем более изнутри, где большая часть звезд скрыта от взора. Поэтому ученые первоочередно задаются другими вопросами — например, как устроен Млечный Путь, и как его устройство работает. Об этом дальше.

Класс и общее строение

Наша галактика — типичная спиральная галактика с перемычкой, SBbc. Сегодня считается, что спиральные галактики составляют 55% от числа всех галактик Вселенной. А галактики с перемычкой являются наиболее распространенным подтипом — это две третьих всех спиральных галактик. Спирально-перемычечные «звездные острова» ученые считают достаточно молодым типом галактик. Со временем, когда ресурсы галактики исчерпываются, перемычка исчезает.

Снимок центра Млечного Пути

А в чем вообще суть этой перемычки, и как она выглядит? Давайте вкратце разберемся, как построен наш Млечный Путь. Ибо его составные части — единственные вещи относительно галактик, в которых астрономы более-менее уверены.

Вы уже точно знаете, что внутри Млечного Пути находится ядро — центральная часть галактики, сосредоточение ее массы, вокруг которой располагаются все остальные части «звездного острова». Во Млечном Пути его образует группа звезд и туч пыли, которые на большой скорости движутся вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. Ядро нашей галактики принадлежит к активным, поскольку выделяет больше энергии, чем суммарно все составляющие его звезды.
Дальше идет балдж (от англ. «вздутие, выпуклость») — сферическая объемная оболочка центра Млечного Пути. Его составляют крупные звезды-гиганты, старые светила и раскаленные газы, которые вращаются вокруг ядра с громадными скоростями. Балдж — самая концентрированная и наиболее яркая часть не только нашей, но и любой другой галактики. Но мы почти его не видим, поскольку он закрыт он нас рукавами Млечного Пути и собственной облачной оболочкой.

Центр, балдж и гало

По обе стороны от балджа отходит перемычка — мостик, к которому крепятся галактические рукава Млечного Пути. Часто ее не выделяют в отдельный компонент: без рукавов на фоне, балдж сливается с перемычкой, оставляя только небольшое утолщение в центре. Перемычку можно сравнить с оживленным и бурным руслом реки. Здесь постоянно нагнетаются потоки галактических газов и пыли, что приводит к активному образованию звезд.
От краев перемычки раскручиваются два главных рукава спирали Млечного Пути — рукава Щита-Кентавра и Персея. Их назвали в честь созвездий земного неба, совпадающих с ними. Существует еще минимум 5 меньших рукавов, которые ответвляются параллельно главным. Однако они являются всего лишь частью галактического диска — тонкого слоя галактики, в котором концентрируется большая часть ее видимого вещества. Толщина диска Млечного Пути равна 2 тысячам световых лет, что довольно мало в сравнении с 180 тысячами с.л. диаметра.

Интересный факт. Рукава — это весьма необычная структура. Когда газ и пыль сохраняют свою спиральную форму и вращаются вместе с галактикой, звезды полностью самостоятельные — они покидают «родительские» рукава и улетают в другие. Существует только один небольшой промежуток, где движение звезд и рукавов синхронно — в этом секторе находится наше Солнце. Астрономы считают, что именно нахождение в таком спокойном месте позволило жизни на Земле сформироваться. Столкновения с облаками галактической пыли и близкие контакты с другими звездами серьезно бы повлияли на планетную систему Солнца.

Галактические рукава и невидимая зона Млечного Пути

Остальную же часть галактики составляет гало. Никто не знает, как далеко оно простирается и где заканчивается. Гало преимущественно заполнено темной материей, которую не так-то просто обнаружить. Однако в нем присутствуют и видимые части. В астрономии их называют сфероидальным компонентом Млечного Пути. Это те видимые светила и облака газов, которые не причисляются к звездному диску — например, шаровые скопления. Светила в них сбиты очень тесно: на кубический парсек в них от 700 до 7000 раз больше звезд!

Шаровые скопления звезд движутся по вытянутым орбитам вокруг Млечного Пути и не контактируют с его газопылевым диском, «заправочной станцией» звездообразования. Поэтому газов у них почти нет, а все звезды приблизительно одного поколения. Но есть скопления, которые выбиваются из этого правила. Они очень плотны, их масса достигает миллионов солнечных масс, и состоят из звезд различного возраста.

Спутники Млечного Пути

Загадка происхождения столь необычных объектов оказалась проста — это остатки ядер тех галактик, которые Млечный Путь поглотил в прошлом. Невероятно, но такие вот «косточки» бывших спутников составляют около четверти всех шаровых звездных скоплений нашей галактики.

История и будущее Млечного Пути

Самой старой звезде, обнаруженной в нашей галактике, HD 140283, астрофизики дают 13,7 миллиарда лет — она только на 100 миллионов лет моложе самой Вселенной. В ту пору галактика развивалась очень бурно. Так как именно в звездах формируются тяжелые элементы вроде кислорода, углерода или железа, первые после Большого Взрыва светила галактики состояли только из гелия и водорода. Без тяжелых веществ, которые играют роль стабилизаторов, новые звезды вырастали очень большими, и существовали считанные миллионы лет до взрыва. По наличию металлов в составе Солнца и газопылевом диске можно сказать точно, что почти все вещество Млечного Пути хоть раз, но было внутри другой звезды.

А что в это время делал сам Млечный Путь? Как и все новые галактики, он активно поглощал разбросанное в пределах своего гало вещество. Этим он занимается и до сих пор. Высокоскоростные газовые облака движутся вокруг галактики и падают на ее диск, обеспечивая материалом для новых звезд. Также в раннем периоде Млечный путь активно поглощал меньшие, карликовые галактики, которые попадались на его пути. Поэтому из множества спутников у галактики осталось лишь 14.

На видео ниже — компьютерная модель столкновения двух галактик, и одна из наиболее качественных на сегодняшний момент.

Но через 4 миллиарда лет спутники ждет поглощение Млечным Путем. Ученые считают, что оно уже началось. Два спутника нашей галактики, которые видны невооруженным глазом — Большое и Малое Магеллановы Облака — прямо сейчас теряют свое вещество, которое наматывается на южный полюс Млечного Пути. Ученые считают, что раньше все галактики-спутники выглядели как одно громадное кольцо, которое распалось во время раскручивания нашей галактики.

Сейчас Млечный Путь принадлежит к «зеленому промежутку» галактик, и находится ровно посередине своего жизненного пути — газ для формирования новых звезд начинает заканчиваться, но сами звезды еще молоды. Однако вырождаться в галактику «красной последовательности» Млечный Путь пока не собирается. После того как он разделается со своими спутниками, его ждет уже известное вам столкновение. После него Млечный Путь и Андромеда объединят свои ресурсы, и их ждет кратковременный рост количества новых звезд.

А дальнейшие перспективы не берутся загадывать даже фантасты. Ведь 5 миллиардов лет, которые требуются для слияния галактик — больше, чем возраст всего живого на текущий момент. ‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Галактика Млечный Путь» title=»Галактика Млечный Путь»>