Солнце
© Владимир Каланов
«Знания-сила».
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.
Источник
Галактика Млечный Путь: структура, особенности, характеристики, строение
Галактика Млечный Путь представляет для астрономов наибольший интерес, поскольку в ней расположена Солнечная система, где находится Земля. Все звезды, которые способен разглядеть человеческий глаз без использования дополнительной техники, находятся в данном скоплении. Астрономы ежедневно изучают Млечный Путь и совершают открытия, которые помогают составить общее понимание об устройстве космоса.
Какую форму имеет Млечный Путь?
Эдвин Хаббл при наблюдении космоса и изучении галактик установил, что они могут иметь форму двух видов: спиральную и эллиптическую. Первые визуально выглядят как вращающийся диск, состоящий из изогнутых рукавов, плотно прилегающих друг к другу. К такому виду относится и Млечный Путь.
До изобретения радиотелескопов у человечества отсутствовала возможность точно определить размер и форму галактики. Поскольку в космическом пространстве присутствует пыль, она препятствует прохождению света от звезд. Это порождает погрешности при изучении. Однако эти телескопы позволяют наблюдать за радиоволнами, которые проходят сквозь быль.
Изобретение помогло определить точное расстояние большинства звезд Млечного Пути и установить их скорость движения. После соединения данных о каждом объекте стало понятно, что все они вращаются по спирали и находятся в отдельных рукавах.
Млечный Путь: главные особенности
Одна из основных особенностей галактики кроется в ее названии. Существует древнегреческая легенда, что титан Кронос поедал младенцев, которые рожала от него Рея. Мать сильно горевала по этому поводу, и когда пятеро детей были съедены, она решила спасти Зевса, последнего сына. Рея завернула в одеяло камень и отнесла Кроносу. Он ощупал сверток и попросил покормить младенца, чтобы тот набрал вес. Девушка брызнула на камень молоком, и то отскочило от него, разместившись на небе в виде Млечного Пути. Когда Зевс вырос, он сверг титана и стал главным среди богов.
Другая особенность галактики – способность поглощать другие. Вокруг млечного пути постепенно движется несколько звездных скоплений, находящихся в разных созвездиях. Они попадают под влияние Млечного Пути и затягиваются в его рукава.
Однако галактика не всегда будет затягивать меньших собратьев. Сейчас она уже взаимодействует с Андромедой, которая значительно больше по габаритам. Ученые полагают, что через 3-4 млрд лет обе галактики столкнутся, и Млечный Путь будет поглощен.
Основные характеристики и параметры Млечного Пути
Поскольку Солнечная система находится внутри Млечного Пути, эта галактика стала первой, которую начали изучать ученые при появлении соответствующих технологий. Сейчас она хорошо изучена, и большинство параметров установлены с максимальной точностью.
Характеристики млечного пути выглядят следующим образом:
- относится к типу спиральных галактик;
- вместе с близлежащими скоплениями входит в Местную группу;
- диаметр Млечного Пути равен примерно 100 тысяч световых лет;
- галактика насчитывает от 200 до 400 млрд звезд;
- Солнце расположено в отдалении от центра на 27 тысяч световых лет;
- Солнечная система вращается вокруг галактического центра со скоростью 230 км/с;
- общая масса объектов Млечного Пути составляет полтора триллиона солнечных масс.
Нужно понимать, что из-за большого размера характеристики могут иметь погрешность.
Структура и состав Млечного пути
В центре галактики находится яркое ядро, состоящее из миллиардов звезд. Его размер трудно измерить, но ученые полагают, что протяженность составляет несколько тысяч парсек (1 пар = 30,86 трлн км). Также существует мнение, что в центре Млечного Пути располагается черная дыра.
Через середину галактики проходит перемычка длинною в 27 тысяч световых лет. Причем она располагается под углом в 44 градуса относительно Солнца. Млечный Путь состоит преимущественно из звезд, пыли, газа и созвездий. Причем молодые объекты удалены от центра.
Вокруг Млечного Пути находится темное гало, где присутствуют карликовые галактики и звездные скопления. Они подвергаются влиянию столь большого объекта и вращаются относительно него.
Рукава движутся вокруг центра, представляя собой спиральный диск. Из-за этого галактика является довольно плоской, если наблюдать ее сбоку. Выделяют пять основных рукавов:
Солнечная система располагается в рукаве Ориона, ближе к внутренней стороне.
Размер
Принято считать, что диаметр Млечного Пути составляет 100 000 световых лет, а в ширину – 1000 световых лет. Однако несколько лет назад ученые из Канарского института провели детальное исследование и установили, что протяженность галактики может составлять 200 000 световых лет.
В 2020 году астрофизики завершили новое исследование, по результатам которого новый диаметр Млечного Пути может составлять 1 900 000 световых лет. Однако данная информация еще не подтверждена.
Число звезд – Сколько звезд в Млечном пути?
В состав Млечного Пути входит примерно 400 миллиардов звезд, большая часть из которых находится в прилегающих рукавах. Помимо них в галактике содержатся от 25 до 110 миллиардов бурых карликов. Их яркости и размеров недостаточно, чтобы отнести к полноценным звездам.
Масса
Вокруг Млечного Пути, в гало, содержится темная материя, которая и составляет большую часть массы. Из-за этого ученым трудно вычислить точное значение. В 2009-ом году считалось, что масса галактики составляет 6 * 10’42 кг.
Но спустя 10 лет были проведены более точные исследования. В 2019-ом было доказано, что на протяженности в 130 000 световых лет этот параметр в 2 раза больше.
Чтобы более детально изучить диск Млечного Пути, ученые до сих пор разрабатывают универсальные технологии. Благодаря этому удается наблюдать объекты на больших расстояниях и получать новые сведения.
Диск имеет протяженность в 100 000 световых лет и постоянно вращается, причем в определенных областях делает это по-разному. В центре объекты находятся в статичном состоянии, но при отдалении некоторые звезды начинают двигаться со скоростью 200-230 км/с, а то и быстрее.
Плоский диск состоит преимущественно из молодых звезд, возраст которых не больше нескольких миллиардов лет. Возраст самих же рукавов составляет 10 миллиардов лет. На отдалении от Млечного Пути располагаются более взрослые объекты.
В центре Млечного Пути расположено большое шарообразное уплотнение длинною в 27 тысяч световых лет, называемое балджем. Предположительно, в нем располагаются большая черная дыра Стрелец А и еще одна средних размеров. Они окружены звездами, которые и заставляют ядро светиться.
Через центр галактики пролегает перемычка, состоящая в основном из красных звезд, являющихся очень старыми. В 2016-ом году японские астрономы обнаружили на расстоянии в 200 световых лет от нее гигантскую черную дыру, масса которой равна ста тысячам Солнц. А спустя два года были открыты 12 систем, находящихся рядом с ядром, внутри которых также могут располагаться черные дыры.
Рукава
Поскольку Млечный Путь – спиральная галактика, у нее имеются рукава, лежащие в дисковой плоскости. Вокруг них находится гало, также называемое “короной”. Поскольку Солнечная система находится в рукаве Ориона, внутри диска, ученые не могут взглянуть на его структуру со стороны.
Однако продвинутые исследования с использованием свойств водорода помогают составить теоретическую картину того, как выглядят рукава. Предполагается, что они плотно расположены друг к другу, более того, среди них могут быть двойные, имеющие общую область. А не так давно астрономы выдвинули теорию, что Млечный Путь может иметь четырехрукавную структуру.
Гало окутывает диск Млечного Пути и имеет сферическую форму. Его протяженность в разные стороны по оценкам составляет от 5 до 10 тысяч световых лет. В нем находятся звезды и скопления большого возраста.
Предположительно гало образовалось 12 миллиардов лет назад. На это указывают старые скопления, включающие в себя до миллиона звезд. Все имеющиеся объекты внутри сферы вращаются по вытянутым орбитам, находясь под влиянием диска. Они могут двигаться в разных направлениях, но их скорость всегда невысока. И если в последнем содержится немало газа и пыли, из которых образуются объекты, то в гало они практически полностью отсутствуют. Из-за этого его структура является полностью сформированной, и в ней не появляются новые звезды.
Светимость
Как и большинство объектов во Вселенной, Млечный Путь имеет определенную яркость, которая равна примерно 21 m. Такое же значение получится, если совместить свет от 10 миллиардов Солнц. Аналогичное свечение испускает лампочка, мощность которой составляет 8,3 * 10’36 Вт.
Место Млечного пути во Вселенной
В 2015-ом году ученые из гавайского Астрономического института решили определить точное расположение Млечного Пути во вселенной. Помимо того, что галактика относится к Местной группе, она входит в Ланиакею. Это область протяженностью в 500 миллионов световых лет, где находятся сотни тысяч звездных скоплений.
Но Ланиакея далеко не крупнейший объект во Вселенной. Она является лишь частью сверхскопления Кита, который, в свою очередь, входит в группу Рыб – пространственных областей, где сосредоточено огромное количество галактик.
Ученые до сих пор не могут точно отследить движение объектов внутри Ланиакеи. На данный момент считается, что Млечный Путь постепенно уходит вглубь скопления.
Галактика Млечный Путь и что ее окружает
С тех пор, как произошел Большой Взрыв, и образовалась Вселенная, все объекты в пространстве находятся в непрерывном движении. Некоторые являются настолько древними, что уже успели пройти большую часть своего пути, а другие еще только начинают формироваться.
Всего лишь пару веков назад астрономы полагали, что Млечный Путь – это и есть Вселенная, и за его границами нет ничего. Но изобретение более современных телескопов позволило узнать, что существуют и другие галактики.
Млечный Путь окружают объекты, входящие в состав Местной группы. Самым крупным из них считается Андромеда, размеры которой в два раза больше. Также в отдалении находится спиральная галактика Треугольника. Вокруг данных объектов располагаются их спутники. Они представлены в виде карликовых скоплений, которые движутся вокруг.
В состав Местной группы также входят неправильные и эллиптические галактики, лежащие в определенных созвездиях.
Класс и общее строение
По классу Млечный Путь относится к спиральным галактикам с пролегающей через центр перемычкой. Данный тип считается самым распространенным во Вселенной. Спиральные составляют примерно 56% от общего количества галактик, и 65% из них имеют перемычку.
В центре Млечного Пути располагается активное ядро, выпускающее в пространство большое количество энергии. Вокруг него сосредоточен диск, состоящий из газа, пыли и объектов, вращающихся на большой скорости. Возле центра располагается балдж, через который проходит перемычка. Он состоит из большого количества гигантских звезд.
Через балдж проходит перемычка, к которой прикреплены рукава. В ней сосредоточено большое количество газа, из-за чего здесь до сих пор появляются новые звезды. Объекты внутри рукавов вращаются с разными скоростями, причем ту область, где располагается Солнечная система, можно назвать самой спокойной. Здесь отсутствуют большие скопления галактической пыли, которые отрицательно влияют на звезды и планеты.
Вокруг видимого диска Млечного Пути располагается гало – гигантская сферическая область, в которой встречаются разовые скопления. Они также движутся относительно центра галактики, но гораздо медленнее и хаотичнее, нежели объекты внутри диска. Не так давно астрономы установили, что скопления внутри гало – это бывшие карликовые галактики, которые поглотил Млечный Путь.
Теоретические модели нашей галактики
Еще в древности ученые полагали, что звезды на ночном небе являются частью единого целого, и все они движутся под взаимным влиянием. Однако технологий того времени не хватало, чтобы построить точную модель галактики. Лишь в 1700-ом году Уильям Гершель смог доказать, что Млечный Путь имеет форму диска.
Во второй половине XIX века астроном Якобус Корнели Каптейн составил теоретическую модель галактики. Ее протяженность составила 70 тысяч световых лет. Также ученый установил, что Солнечная система не возле ядра, а в стороне от него.
В первой половине XX века Эдвин Хаббл определил, что галактики двигаются в пространстве. Также он разделил их на спиральные и эллиптические. Данных сведений хватило, чтобы в будущем определить тип Млечного Пути и составить его модель, которая является максимально достоверной.
Место Солнца в галактике
Как уже говорилось выше, Солнечная система располагается не в ядре Млечного Пути. Солнце появилось между рукавами Стрельца и Персея. Их спиральные ветви отдалены на 4 тысячи световых лет.
Солнечная система размещается ближе к краю галактического диска, нежели к центру. Ее отдаление от последнего составляет примерно 28 тысяч световых лет. Солнце постепенно двигается вокруг ядра Млечного Пути, и на полный оборот уходит более 220 млн лет. Это говорит о том, что Земля с момента появления обогнула галактику примерно 30 раз.
Солнце находится в той области Млечного Пути, где спиральные ветви и светила двигаются с одинаковой скоростью. Из-за этого звезда и планеты не подвергаются непрерывному воздействию газа, пыли и других веществ. Ученые считают, что Солнечной системе очень повезло появиться именно в этой области, ведь иначе существование живых существ на Земле было бы невозможным.
Расположение звезд
Любые звезды, которые способен рассмотреть человеческий глаз на небе, находятся в области рукава Ориона. Как правило, при хорошем освещении можно разглядеть примерно 9 тысяч звезд.
Большое количество светил располагается в центре галактики, именно поэтому он испускает такой яркий свет. Далее по диску распределяются более молодые объекты, входящие в состав разных созвездий и относящихся к одному из рукавов.
В гало также имеются звезды, но их количество очень мало по сравнению с теми, что “обитают” в центре. Если скопления в рукавах могут насчитывать по несколько миллиардов, то в темной области счет идет на миллионы. Причем основная часть звезд в гало уже прожила большую половину своей жизни, и они считаются очень старыми.
История и будущее Млечного Пути
Ученые не могут назвать точный возраст Млечного Пути, но галактика считается довольно древней. Доказательством тому является звезда HD 140283. Она находится в ее области и лишь на 100 млн лет младше, чем Вселенная.
Было установлено, что все вещества, которые находятся в пространстве Млечного Пути и входят в состав его светил, уже раньше принадлежали другим звездам. Однако последние просуществовали недолго и взорвались. Выброшенные в атмосферу газы постепенно притягивались, пока не образовали галактику.
Когда Млечный Путь сформировался, он занялся поглощением своих спутников – карликовых галактик. Даже сейчас его южный полюс постепенно вытягивает газы из обоих Магеллановых облаков.
По данным ученых, галактика уже прожила половину отведенного ей времени. В ее областях практически не осталось газа для формирования новых звезд. Однако последние еще достаточно молоды, поэтому смогут существовать долгое время. Ожидается, что гаснуть светила начнут примерно через 5 млрд лет. И тогда Млечный Путь начнет сближаться с Андромедой. Обе галактики осуществят взаимное поглощение, однако из-за больших размеров у последней больше шансов выйти победителем из этого противостояния.
Но астрономы не гарантируют, что события будут развиваться по этому сценарию. Учитывая, что до них еще несколько миллиардов лет, за этот период времени все может кардинально измениться.
Мифология
В мифологиях разных стран имеются свои легенды о появлении Млечного Пути. В некоторых арабских государствах есть история о боге Ваагне, который украл солому у Баршама и скрылся от него на небе. Убегая, он постепенно терял ветки и тростинки, которые и образовали галактику.
В Венгрии верят в то, что звезды Млечного Пути – это искры из под копыт коня Атиллы, который спустился с неба, чтобы помочь секеям. В Индии есть поверье, что галактика образовалась в результате того, что розовая корова пролила молоко на небо. В Китае и Японии есть мифы, что Млечный Путь – это река, разлившаяся по небу. В маорийской мифологии его считали лодкой, на которой Боги плывут по небу.
Индейцы были убеждены, что галактика состоит из пепла. Его специально рассыпала девушка, которая хотела показать воинам дорогу домой. В Финляндии верили, что Млечный Путь образовался в результате птичьих полетов по небу. Также и другие страны нередко связывают появление галактики с пернатыми и их возможностью летать.
Интересное видео о Млечном Пути
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник