Mysteriet om Melkeveien hjemsøkte mennesker i mange århundrer. I myter og legender fra mange folkeslag i verden ble det kalt Gudenes vei, den mystiske Star Bridge som fører til himmelen, den magiske himmelske elven fylt med guddommelig melk. Det antas at det var han som mente da gamle russiske eventyr snakket om en melkeelv med gelébanker. Og innbyggerne i det gamle Hellas kalte ham Galaxias kuklos, som betyr "melkesirkel". Det er her ordet Galaxy, kjent i dag, kommer fra.
Men uansett ble Melkeveien, som alt som kan sees på himmelen, betraktet som hellig. Han ble tilbedt, templer ble bygget til ære for ham. For øvrig, de færreste vet at treet som vi pynter til det nye året ikke er annet enn et ekko av de gamle kultene da Melkeveien virket for våre forfedre aksen til universet, World Tree, på de usynlige grenene som stjernenees frukt modnes av. Det er på nyttårsaften at Melkeveien "står" loddrett, som en koffert som stiger opp fra horisonten. Det er grunnen til at det jordiske treet ble kledd opp i begynnelsen av den nye årlige syklus, i etterligning av det himmelske treet, evig bære frukt. De trodde at dette ga håp om en fremtidig høst og gudenes gunst.
Hva er Melkeveien, hvorfor gløder den, og den gløder ujevn, så flyter den langs en bred kanal, så plutselig deler den seg i to armer?
Den vitenskapelige historien til dette nummeret kan telles minst 2000 år. Så kalte Platon Melkeveien en søm som forbinder himmelkhelene, Democritus og Anaxagoras sa at den ble belyst av stjernene, og Aristoteles forklarte det med lysende par som ligger under Månen. Det var et annet forslag fra den romerske dikteren Marcus Manilius: kanskje Melkeveien er den sammenslående gløden til små stjerner. Hvor nær han var fra sannheten. Men det var umulig å bekrefte det ved å observere stjernene med det blotte øye.
Mysteriet om Melkeveien ble avslørt først i 1610, da den berømte Galileo Galilei rettet sitt første teleskop mot det, der han så "en enorm klynge av stjerner" slå seg sammen til en solid hvit stripe for det blotte øye. Galileo ble forbløffet, han innså at heterogeniteten, til og med den spredte strukturen i den hvite stripen, forklares med at den består av mange stjerneklynger og mørke skyer. Kombinasjonen deres skaper et unikt bilde av Melkeveien. Hvorfor svake stjerner er konsentrert i et smalt bånd, var det imidlertid umulig å forstå den gangen.
I bevegelse av stjerner i galaksen skiller forskere hele stjernestrømmer. Stjernene i dem er koblet til hverandre. Ikke forveksle stjernestrømmer med konstellasjoner, hvis omriss ofte kan være et enkelt naturspill og representerer en tilkoblet gruppe bare når den observeres fra solsystemet. Faktisk hender det at i samme konstellasjon er det stjerner som tilhører forskjellige bekker. For eksempel, i den kjente Ursa Major-bøtta (den mest merkbare figuren i denne stjernebildet), hører bare fem stjerner fra midten av bøtta til en strøm, den første og siste i en karakteristisk figur fra en annen strøm. Og på samme tid, i den samme strømmen med de fem midtstjernene, er det den berømte Sirius - den lyseste stjernen på himmelen vår, som tilhører en helt annen konstellasjon.
En annen oppdagelsesreisende av Melkeveien var William Herschel på 1700-tallet. Som musiker og komponist var han involvert i vitenskapen om stjerner og teleskopproduksjon. Den siste av dem veide et tonn, hadde en speildiameter på 147 centimeter og en rørlengde på 12 meter. Imidlertid gjorde de fleste av funnene hans, som ble en naturlig belønning for flid, Herschel med et teleskop som var halvparten av størrelsen på denne giganten.
Et av de viktigste funnene, som Herschel selv kalte det, var Universets store plan. Metoden han brukte viste seg å være en enkel telling av stjernene i teleskopets synsfelt. Og naturlig nok ble det funnet forskjellige antall stjerner i forskjellige deler av himmelen. (Det var mer enn tusen deler av himmelen der stjernene ble talt.) Basert på disse observasjonene konkluderte Herschel med at formen på Melkeveien allerede var en fantastisk øy i universet, som solen også hører til. Han tegnet til og med en skjematisk tegning, som viser at stjernesystemet vårt har en uregelmessig langstrakt form og ligner en gigantisk kvernstein. Vel, siden denne kvernsteinen omgir verdenen vår med en ring, er solen følgelig inni den og ligger et sted nær den sentrale delen. Slik malte Herschel,og denne ideen overlevde i hodet til forskere nesten til midten av forrige århundre.
Salgsfremmende video:
Basert på konklusjonene fra Herschel og hans etterfølgere, viste det seg at Solen har en spesiell sentral posisjon i galaksen kalt Melkeveien. Denne strukturen var noe lik det geosentriske systemet i verden, adoptert før den kopernikanske epoken, med den eneste forskjellen at tidligere Jorden ble ansett som sentrum av universet, og nå er solen.
Og likevel forble det uklart om det er andre stjerner utenfor stjerneøya, ellers vår Galaxy? Herschels teleskoper gjorde det mulig å komme nærmere løsningen på dette mysteriet. Forskeren oppdaget mange svake tåkeflekker på himmelen og undersøkte de lyseste av dem. Da Herschel hadde sett at noen av flekkene går i stykker, trakk han en dristig konklusjon om at dette ikke er mer enn andre stjerneøyer, som Melkeveien vår, bare veldig fjernt. Det var da han foreslo, for å unngå forvirring, å skrive navnet på vår verden med en stor bokstav, og resten - med en liten bokstav. Det samme skjedde med ordet Galaxy. Når vi skriver det med store bokstaver, mener vi Melkeveien vår, med en liten bokstav - alle andre galakser. I dag kaller astronomer Melkeveien "melkeelven" som er synlig på nattehimmelen, og hele Galaxy vår,bestående av hundrevis av milliarder stjerner. Dermed blir dette uttrykket brukt i to sanser: i den ene - når vi snakker om stjernene på jordens himmel, i den andre - når vi diskuterer universets struktur.
Forskere forklarer tilstedeværelsen av spiralgrener i galaksen ved gigantiske bølger av kompresjon og rarefaksjon av interstellar gass som beveger seg langs den galaktiske disken. På grunn av det faktum at omkretshastigheten til Solen nesten falt sammen med hastigheten på kompresjonsbølgene, har den holdt seg foran bølgefronten i flere milliarder år. Denne omstendigheten var av stor betydning for fremveksten av liv på jorden.
Spiralarmene inneholder mange stjerner med høy lysstyrke og masse. Og hvis massen til en stjerne er stor, omtrent ti ganger solenes masse, venter en uunngåelig skjebne den, som ender i en grandios kosmisk katastrofe - en eksplosjon kalt en supernovaeksplosjon. I dette tilfellet er blusset så sterkt at denne stjernen lyser som alle stjernene i Galaxy kombinert. Astronomer registrerer ofte slike katastrofer i andre galakser, men dette har ikke skjedd i oss de siste hundre årene. Når en supernova eksploderer, genereres det en kraftig bølge av hard stråling som kan ødelegge alt liv på vei. Kanskje er det nettopp på grunn av den unike posisjonen i galaksen at vår sivilisasjon har klart å utvikle seg i en slik grad at representantene prøver å bli kjent med stjerneøya. Det viser segat mulige brødre i tankene bare kan søkes i stille galaktiske”kriker” som våre.
Studier av Andromeda-tåken spilte en viktig rolle i forståelsen av strukturen til den "egen" galaksen. Tåkeflekker på himmelen har vært kjent i lang tid, men de ble ansett som enten lapper som brøt vekk fra Melkeveien, eller fusjonerte til en solid masse av fjerne stjerner. Men en av disse flekkene, kjent som Andromeda-tåken, var den lyseste og mest oppmerksomhetsrike. Den ble sammenlignet med både en lysende sky og en stearinlysflamme, og en astronom mente til og med at på dette stedet krystallens himmelkuppel er tynnere enn i andre, og lyset fra Guds rike strømmer gjennom det til jorden.
Andromeda-tåken er virkelig et spektakulært syn. Hvis øynene våre var mer følsomme for lys, ville det ikke vises for oss som en liten langstrakt tåkete flekk, et sted i fjerdedelen av måneskiven (dette er dens sentrale del), men som en formasjon syv ganger større enn fullmånen. Men det er ikke alt. Moderne teleskoper ser Andromeda-tåken på en slik måte at opptil 70 fulle måner passer inn i området. Det var mulig å forstå strukturen til Andromeda-tåken først på 20-tallet av forrige århundre. Dette ble gjort ved hjelp av et teleskop med en speildiameter på 2,5 m av den amerikanske astrofysikeren Edwin Hubble. Han fikk bilder der han flauntet, nå var det ingen tvil om, en gigantisk stjerneøy, bestående av milliarder av stjerner - en annen galakse. Og observasjonen av individuelle stjerner i Andromeda-tåken tillot oss å løse et annet problem - å beregne avstanden til den. Fakta er at i universet er det såkalte Cepheids - variable stjerner, pulserende på grunn av indre fysiske prosesser som endrer lysstyrken. Disse endringene skjer med en viss periode: jo lengre periode, jo høyere er lysstyrken til Cepheid - energien som frigjøres av stjernen per tidsenhet. Og ut fra det kan du bestemme avstanden til stjernen. For eksempel gjorde Cepheidene i Andromeda-tåken det mulig å bestemme avstanden til den. Det viste seg å være enormt - 2 millioner lysår. Imidlertid er dette bare en av galaksene nærmest oss, som det viste seg at det er veldig mange i universet.jo høyere lysstyrke av Cepheid - energien som frigjøres av stjernen per tidsenhet. Og ut fra det kan du bestemme avstanden til stjernen. For eksempel gjorde Cepheidene i Andromeda-tåken det mulig å bestemme avstanden til den. Det viste seg å være enormt - 2 millioner lysår. Imidlertid er dette bare en av galaksene nærmest oss, som det viste seg at det er veldig mange i universet.jo høyere lysstyrke av Cepheid - energien som frigjøres av stjernen per tidsenhet. Og ut fra det kan du bestemme avstanden til stjernen. For eksempel gjorde Cepheidene i Andromeda-tåken det mulig å bestemme avstanden til den. Det viste seg å være enormt - 2 millioner lysår. Imidlertid er dette bare en av galaksene nærmest oss, som det viste seg at det er veldig mange i universet.
Jo kraftigere teleskopene ble, jo tydeligere ble det skissert alternativene for strukturen til galakser observert av astronomer, noe som viste seg å være veldig uvanlig. Blant dem er det de såkalte uregelmessige, som ikke har en symmetrisk struktur, det er elliptiske, og det er spiralformede. Her ser de ut til å være de mest interessante og mystiske. Se for deg en lysende kjerne som gigantiske glødende spiralgrener dukker opp fra. Det er galakser der kjernen er mer uttalt, mens grenene dominerer i andre. Det er også galakser der grener ikke kommer ut av kjernen, men fra en spesiell bro - stangen.
Så hvilken type Melkevei tilhører? Når alt kommer til alt å være inne i Galaxy, er det mye vanskeligere å forstå strukturen enn å observere fra siden. Naturen selv bidro til å svare på dette spørsmålet: galakser i forhold til oss er "spredt" i forskjellige posisjoner. Noen kan vi se fra kanten, andre “flate”, og andre fra forskjellige vinkler.
I lang tid ble det antatt at den nærmeste galaksen for oss er den store magellanske skyen. I dag er det kjent at det ikke er slik. I 1994 ble kosmiske avstander målt mer nøyaktig, og en dverggalakse i stjernebildet Skytten tok ledelsen. Men ganske nylig måtte denne uttalelsen også revideres. En enda nærmere nabo til vår Galaxy ble oppdaget i stjernebildet Canis Major. Det er bare 42 tusen lysår fra Melkeveien sentrum.
Totalt er 25 galakser kjent som utgjør det såkalte Local System, det vil si et fellesskap av galakser som er direkte koblet til hverandre av gravitasjonskrefter. Det lokale galaksenes system er omtrent tre millioner lysår på tvers. I tillegg til Melkeveien vår og dens satellitter, inkluderer det lokale systemet også Andromeda Nebula, den nærmeste gigantiske galaksen med satellittene, og en annen spiral galakse i stjernebildet Triangulum. Hun blir vendt til oss "flat". Dominerer det lokale systemet, selvfølgelig Andromeda-tåken. Den er halvannen gang mer massiv enn Melkeveien.
Hvis Cepheids fra Andromeda-tåken gjorde det mulig å forstå at den er langt utenfor vår Galaxy, så gjorde studien av nærmere Cepheids det mulig å bestemme solens plassering inne i Galaxy. Pioneren her var den amerikanske astrofysikeren Harlow Shapley. Et av gjenstandene for hans interesse var kuleklynger, så tette at kjernen deres smelter sammen til en solid glød. Regionen som er rikest på kuleklynger, ligger i retning av dyrekretsen stjerneskuddet Skytten. De er også kjent i andre galakser, og disse klyngene er alltid konsentrert i nærheten av galaktiske kjerner. Hvis vi antar at lovene for universet er de samme, kan vi konkludere med at galaksen vår bør ordnes på en lignende måte. Shapley fant Cepheids i sine kuleklynger og målte avstanden til dem. Det viste segat solen overhodet ikke ligger i sentrum av Melkeveien, men i utkanten kan man si, i en fantastisk provins, i en avstand på 25 tusen lysår fra sentrum. Så for andre gang etter Copernicus, ble ideen om vår spesielle privilegerte posisjon i universet avbrutt.
Når de ble klar over at vi er i periferien av Galaxy, ble forskerne interessert i sentrum. I likhet med andre stjerneøyer, ble det forventet å ha en kjerne som spiralgrener kommer ut fra. Vi ser dem som den lyse stripen på Melkeveien, men - vi ser fra innsiden, fra kanten. Disse spiralgrenene, som projiserer på hverandre, lar oss ikke forstå hvor mange det er og hvordan de er ordnet. Dessuten lyser kjernen i andre galakser sterkt. Men hvorfor er ikke denne utstrålingen synlig i vår Galaxy, er det mulig at den ikke har en kjerne? Løsningen kom igjen takket være observasjoner fra andre. Forskere har lagt merke til at i spiralnebularer, til den typen galaksen vår også ble tilskrevet, er et mørkt lag tydelig synlig. Dette er ikke mer enn en ansamling av interstellar gass og støv. Det var de som tillot å svare på spørsmålet - hvorfor ser vi ikke vår egen kjerne:solsystemet vårt ligger nøyaktig på et slikt punkt i galaksen at gigantiske mørke skyer blokkerer kjernen for en observatør på jorden. Nå kan vi svare på spørsmålet: hvorfor splitter Melkeveien i to armer? Da det viste seg, er den sentrale delen tilslørt av kraftige støvskyer. Faktisk er det milliarder av stjerner bak støvet, inkludert sentrum av galaksen vår.
Studier har også vist at hvis støvskyen ikke plaget oss, ville jordboere observere et storslått skue: en gigantisk skinnende ellipsoid av kjernen med utallige stjerner ville okkupere et område med mer enn hundre måner på himmelen.
Teleskoper som opererer i slike spekter av elektromagnetisk stråling at støvskjoldet ikke forstyrrer, hjalp til med å se den galaktiske kjernen bak denne støvskyen. Men de fleste av disse utslippene er fanget av jordas atmosfære, og derfor spiller astronautikk og radioastronomi på det nåværende stadiet en viktig rolle i kunnskapen om galaksen. Det viste seg at sentrum av Melkeveien lyser godt i radioområdet. Forskere var spesielt interessert i den såkalte radiokilden Skytten A * - et objekt i galaksen som aktivt avgir radiobølger og røntgenstråler. I dag kan det anses som faktisk bevist at det i stjernekonstellasjonen Skytten er et mystisk romobjekt - et supermassivt svart hull. Det anslås at massen kan være lik massen til 3 millioner soler. Dette objektet med uhyrlig tetthet har et så kraftig tyngdekraftfelt,at selv lys ikke kan flykte fra det.
Naturligvis gløder ikke det sorte hullet i noen rekkevidde, men saken som faller på det avgir røntgenstråler og lar deg finne plasseringen til det kosmiske "monsteret". Riktignok er strålingen av Skytten A * svakere enn den som finnes i kjernen i andre galakser. Kanskje skyldes dette at fallet av materien ikke utføres intenst, men når det inntreffer, registreres et glimt av røntgenstråling. Når lysstyrken til objektet Skytten A * økte bokstavelig talt på få minutter - er dette umulig for en stor formasjon. Derfor er dette objektet kompakt, og det kan bare være et svart hull. For å gjøre Jorden til et svart hull, trenger den forresten å komprimeres til størrelsen på en fyrstikkeske.
Generelt er det oppdaget mange variable røntgenkilder i sentrum av vår Galaxy, som muligens er mindre sorte hull som grupperer seg rundt den sentrale supermassive. De blir overvåket av det amerikanske romrøntgenobservatoriet "Chandra".
En annen bekreftelse på tilstedeværelsen av et supermassivt svart hull i sentrum av kjernen av vår Galaxy ble gitt ved studiet av bevegelsen til stjerner som befinner seg i umiddelbar nærhet av kjernen. Så innenfor det infrarøde området, klarte astronomer å observere bevegelsen til en stjerne som gled fra sentrum av kjernen på en ubetydelig avstand på galaktiske skalaer: bare tre ganger radien til Plutos bane. Parametrene for bevegelsen til denne stjernen indikerer at den befinner seg i nærheten av en kompakt usynlig gjenstand med et uhyrlig gravitasjonsfelt. Dette kan bare være et svart hull, og et supermassivt hull. Forskningen hennes pågår.
Det er overraskende lite informasjon om strukturen til spiralarmene i vår Galaxy. Ved utseendet til Melkeveien kan man bare dømme at galaksen har formen som en disk. Og bare ved hjelp av observasjoner av strålingen av interstellært hydrogen - det mest tallrike elementet i universet - var det mulig å rekonstruere bildet til Melkeveiens armer. Dette ble mulig igjen takket være en analogi: i andre galakser konsentreres hydrogen rett langs spiralarmene. Det er også regioner med stjernedannelse - mange unge stjerner, klynger av støv og gass - gass og støvtåker.
På 50-tallet av forrige århundre klarte forskere å tegne et bilde av fordelingen av skyer med ionisert hydrogen i den galaktiske nærheten av Solen. Det viste seg at det er minst tre områder som kan identifiseres med spiralarmene på Melkeveien. En av dem, nærmest oss, forskere kalte Orion-Cygnus-armen. Den lengre fra oss og følgelig nær sentrum av galaksen kalles Skytten-Carina-armen, og den perifere, Perseus-armen. Men det utforskede galaktiske nabolaget er begrenset: interstellært støv tar opp lyset fra fjerne stjerner og hydrogen, slik at det blir umulig å forstå den videre tegningen av spiralgrenene.
Der optisk astronomi ikke kan hjelpe, kommer imidlertid radioteleskoper til unnsetning. Det er kjent at hydrogenatomer avgir med en bølgelengde på 21 cm. Det var denne strålingen som den nederlandske astrofysikeren Jan Oort begynte å fange. Bildet han fikk i 1954 var imponerende. Spiralarmene på Melkeveien kunne nå spores over store avstander. Det var ingen tvil mer: Melkeveien er et spiralstjernesystem som ligner Andromeda-tåken. Imidlertid har vi ennå ikke et detaljert bilde av spiralmønsteret på Melkeveien: grenene smelter sammen og det er veldig vanskelig å bestemme avstanden til dem.
I dag er det kjent at vår Galaxy er et gigantisk stjernersystem, som inkluderer hundrevis av milliarder stjerner. Alle stjernene som vi ser overhead på en klar natt, tilhører vår Galaxy. Hvis vi kunne bevege oss i verdensrommet og se på Melkeveien fra siden, ville blikket vårt fremstå som en stjerneby i form av en enorm flygende tallerken 100 tusen lysår over. I sentrum vil vi se en merkbar fortykning - en stolpe - 20 tusen lysår i diameter, hvorfra gigantiske spiralgrener går ut i verdensrommet.
Til tross for at Galaxy-utseendet antyder et flatt system, er dette ikke helt sant. Den såkalte glorie, en sky av sjeldne stoffer, strekker seg rundt den. Radien når 150 tusen lysår. Rundt den sentrale bula og kjernen er mange kuleformede stjerneklynger av gamle, kule røde stjerner. Harlow Shapley kalte dem "skjelettet til kroppen" av vår Galaxy. Kule stjerner utgjør det såkalte sfæriske delsystemet til Melkeveien, og dets flate delsystem, med andre ord spiralarmer, er "fantastisk ungdom." Det er mange lyse, fremtredende stjerner med høy lysstyrke.
Unge stjerner i det galaktiske planet dukker opp på grunn av tilstedeværelsen av en enorm mengde støv og gass der. Det er kjent at stjerner blir født på grunn av komprimering av materie i gass og støvskyer. Så, over millioner av år, "blåser" nyfødte stjerner disse skyene og blir synlige. Jorden og solen er ikke det geometriske sentrum av verden - de ligger i et av de stille hjørnene av vår galakse. Og tilsynelatende er denne spesielle beliggenheten ideell for fremvekst og utvikling av livet.
I ti år nå har forskere kunnet oppdage store planeter - på størrelse med Jupiter - i andre stjerner. I dag er de kjent om halvannet hundre. Dette betyr at slike planetariske systemer er utbredt i Galaxy. Bevæpnet med kraftigere teleskoper, kan du finne så små planeter som Jorden, og på dem, kanskje, brødre i tankene.
Alle stjerner i Galaxy beveger seg i banene sine rundt kjernen. Solen har sin egen bane. For å gjøre en fullstendig revolusjon trenger solen ikke mindre enn 250 millioner år, noe som er et galaktisk år (solens hastighet er 220 km / s). Jorden har allerede sirklet sentrum av galaksen 25-30 ganger. Det betyr at det er nøyaktig så mange galaktiske år.
Det er veldig vanskelig å spore Solens vei gjennom Melkeveien. Men moderne teleskoper kan oppdage denne bevegelsen også. Spesielt for å bestemme hvordan utseendet på stjernehimmelen endres når solen beveger seg i forhold til de nærmeste stjernene. Punktet som solsystemet beveger seg mot kalles spissen og ligger i stjernebildet Hercules, på grensen til stjernebildet Lyra.
