Это компонент структуры линзовидных и спиральных галактик. Галактика Скульптор (NGC 253) является примером галактики, имеющей диск. Галактический диск представляет собой плоскость, в которой находятся спирали, рукава и перемычки. В галактическом… … Википедия

Галактика M106. Рукава легко различимы в общей структуре. Галактический рукав структурный элемент спиральной галактики. В рукавах содержится значительная часть пыли и газа, также множество звёздных скоплений. Вещество в них вращается вокруг… … Википедия

Запрос «Рукав Ориона» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Структура Млечного пути. Расположение Солн … Википедия

В Викисловаре есть статья «рукав» Рукав: Рукав (деталь одежды) Речной рукав ответвление реки от основного русла … Википедия

Изображение, размером 400 на 900 световых лет, составленное из нескольких фотографий телескопа «Чандра», с сотнями … Википедия

Структура Млечного пути. Расположение Солнечной системы обозначено большой жёлтой точкой … Википедия

Космос, который мы стараемся изучить, представляет собой огромное и бескрайнее пространство, в котором существуют десятки, сотни, тысячи триллионов звезд, объединенные в определенные группы. Наша Земля не живет сама по себе. Мы входим в состав солнечной системы, которая является маленькой частицей и входит в состав Млечного Пути — более крупного космического образования.

Наша Земля, как и другие планеты Млечного Пути, наша звезда по имени Солнце, как и другие звезды Млечного Пути, двигаются во Вселенной в определенном порядке и занимают отведенные места. Постараемся подробнее разобраться, каково строение Млечного Пути, и каковы основные особенности нашей галактики?

Происхождение Млечного Пути

Наша галактика имеет свою историю, как и другие области космического пространства, и является продуктом катастрофы вселенского масштаба. Основная теория происхождения Вселенной, которая сегодня доминирует в научном сообществе – Большой Взрыв. Модель, которая прекрасно характеризует теорию Большого Взрыва — цепная ядерная реакция на микроскопическом уровне. Изначально существовала какая-то субстанция, которая в силу определенных причин в одно мгновение пришла в движение и взорвалась. Об условиях, приведших к началу взрывной реакции, говорить не стоит. Это далеко от нашего понимания. Сейчас образовавшаяся 15 млрд. лет назад в результате катаклизма Вселенная представляет собой огромный, бескрайний полигон.

Первичные продукты взрыва сначала представляли скопления и облака газа. В дальнейшем под воздействием гравитационных сил и других физических процессов произошло образование более крупных объектов вселенского масштаба. Все произошло очень быстро по космическим меркам, в течение миллиардов лет. Сначала было формирование звезд, которые сформировали скопления и позже объединились в галактики, точное количество которых неизвестно. По своему составу галактическое вещество – это атомы водорода и гелия в компании других элементов, которые являются строительным материалом для образования звезд и других космических объектов.

Сказать точно, в каком месте Вселенной находится Млечный Путь, не представляется возможным, так как точно неизвестен центр мироздания.

Ввиду схожести процессов, сформировавших Вселенную, наша галактика очень похожа по своей структуре на многие другие. По своему типу это типичная спиральная галактика, тип объектов, который распространен во Вселенной в огромном множестве. По своим размерам галактика находится в золотой середине — не маленькая и не огромная. Меньших соседей по звездному дому у нашей галактики гораздо больше, чем тех, кто обладает колоссальными размерами.

Одинаков и возраст всех галактик, которые существуют в космическом пространстве. Наша галактика практически ровесница Вселенной и имеет возраст 14,5 млрд. лет. За этот громадный промежуток времени неоднократно менялась структура Млечного Пути, происходит это и сегодня, только незаметно, в сравнении с темпами земной жизни.

Любопытна история с названием нашей галактики. Ученые считают, что название Млечный Путь легендарно. Это попытка связать расположение звезд на нашем небосклоне с древнегреческим мифом об отце богов Кроносе, который пожирал собственных детей. Последний ребенок, которого ожидала такая же печальная участь, оказался худым и был отдан кормилице на откорм. Во время кормления брызги молока упали на небо, тем самым создав молочную дорожку. Впоследствии ученые и астрономы всех времен и народов сходились во мнении, что наша галактика действительно очень похожа на молочную дорогу.

В настоящее время Млечный Путь пребывает в середине своего цикла развития. Другими словами, космический газ и вещество для формирования новых звезд подходят к концу. Существующие при этом звезды еще достаточно молоды. Как и в истории с Солнцем, которая возможно через 6-7 млрд. лет превратиться в Красный Гигант, наши потомки будут наблюдать трансформацию других звезд и всей галактики в целом в красную последовательность.

Прекратить свое существование наша галактика может и в результате очередного вселенского катаклизма. Темы исследований последних лет ориентируются на предстоящую в далеком будущем встречу Млечного Пути с ближайшей нашей соседкой — галактикой Андромеда. Вероятно, Млечный Путь после встречи с галактикой Андромеды распадется на несколько маленьких галактик. В любом случае это станет поводом для появления новых звезд и переустройства ближайшего к нам космоса. Остается только предполагать, какая судьба Вселенной и нашей галактики в далеком будущем.

Астрофизические параметры Млечного Пути

Для того чтобы представить, как выглядит Млечный Путь в масштабах космоса, достаточно взглянуть на саму Вселенную и сравнить отдельные ее части. Наша галактика входит в подгруппу, которая в свою очередь является частью Местной группы, более крупного образования. Здесь наш космический мегаполис соседствует с галактиками Андромеда и Треугольника. Окружение троице составляют более 40 мелких галактик. Местная группа уже входит в состав еще более крупного образования и является частью сверхскопления Девы. Некоторые утверждают, что это только приблизительные предположения о том, где находится наша галактика. Масштабы образований настолько огромны, что все это представить практически невозможно. Сегодня мы знаем расстояние до ближайших соседствующих галактик. Другие объекты глубокого космоса находятся за пределами видимости. Только теоретически и математически допускается их существование.

Местоположение галактики стало известно только благодаря приблизительным расчетам, определившим расстояние до ближайших соседей. Спутниками Млечного Пути являются карликовые галактики – Малое и Большое Магелланово Облако. Всего, по мнению ученых, насчитывается до 14 галактик-спутников, которые составляют эскорт вселенской колесницы под названием Млечный Путь.

Что касается обозримого мира, то сегодня имеется достаточно информации о том, как выглядит наша галактика. Существующая модель, а вместе с ней и карта Млечного Пути, составлена на основании математических расчетов, данных полученных в результате астрофизических наблюдений. Каждое космическое тело или фрагмент галактики занимает свое место. Это, как и во Вселенной, только в меньшем масштабе. Интересны астрофизические параметры нашего космического мегаполиса, а они впечатляют.

Наша галактика спирального типа с перемычкой, которую на звездных картах обозначают индексом SBbc. Диаметр галактического диска Млечного Пути составляет порядка 50-90 тысяч световых лет или 30 тысяч парсек. Для сравнения радиус галактики Андромеды равен 110 тыс. световых лет в масштабах Вселенной. Можно только представить насколько больше Млечного Пути наша соседка. Размеры же ближайших к Млечному Пути карликовых галактик в десятки раз меньше параметров нашей галактики. Магеллановы облака имеют диаметр всего 7-10 тыс. световых лет. В этом огромном звездном круговороте насчитывается порядка 200-400 миллиардов звезд. Эти звезды собраны в скопления и туманности. Значительная ее часть – это рукава Млечного Пути, в одном из которых находится наша солнечная система.

Все остальное — это темная материя, облака космического газа и пузыри, которые заполняют межзвездное пространство. Чем ближе к центру галактики, тем больше звезд, тем теснее становится космическое пространство. Наше Солнце располагается в области космоса, состоящем из более мелких космических объектов, находящихся на значительном расстоянии друг от друга.

Масса Млечного Пути составляет 6х1042 кг, что в триллионы раз больше массы нашего Солнца. Практически все звезды, населяющие нашу звездную страну, расположены в плоскости одного диска, толщина которого составляет по разным оценкам 1000 световых лет. Узнать точную массу нашей галактики не представляется возможным, так как большая часть видимого спектра звезд, скрыта от нас рукавами Млечного Пути. К тому же неизвестна масса темной материи, которая занимает огромные межзвездные пространства.

Расстояние от Солнца до центра нашей галактики составляет 27 тыс. световых лет. Находясь на относительной периферии, Солнце стремительно движется вокруг центра галактики, совершая полный оборот за 240 млн. лет.

Центр галактики имеет диаметр 1000 парсек и состоит из ядра с интересной последовательностью. Центр ядра имеет форму выпуклости, в которой сосредоточены крупнейшие звезды и скопление раскаленных газов. Именно эта область выделяет огромное количество энергии, которая по совокупности больше, чем излучают миллиарды звезд, входящие в состав галактики. Эта часть ядра самая активная и самая яркая часть галактики. По краям ядра имеется перемычка, которая является началом рукавов нашей галактики. Такой мостик возникает в результате колоссальной силы гравитации, вызванной стремительной скоростью вращения самой галактики.

Рассматривая центральную часть галактики, парадоксальным выглядит следующий факт. Ученые долгое время не могли понять, что находится в центре Млечного Пути. Оказывается, в самом центре звездной страны под названием Млечный Путь устроилась сверхмассивная черная дыра, диаметр которой составляет порядка 140 км. Именно туда и уходит большая часть энергии, выделяемой ядром галактики, именно в этой бездонной бездне растворяются и умирают звезды. Присутствие черной дыры в центре Млечного Пути свидетельствует о том, что все процессы образования во Вселенной, должны когда-то закончиться. Материя превратится в антиматерию и все повторится снова. Как будет себя вести это чудовище через миллионы и миллиарды лет, черная бездна молчит, что указывает на то, что процессы поглощения материи только набирают силу.

От центра отходят два главных рукава галактики — Щит Кентавра и Персея. Названия эти структурные образования получили по расположеным на небе созвездиям. В дополнение к главным рукавам галактику опоясывают еще 5 малых рукавов.

Ближайшее и далекое будущее

Рожденные ядром Млечного Пути рукава раскручиваются по спирали, заполняя звездами и космическими материалом космическое пространство. Здесь уместна аналогия с космическими телами, которые вращаются вокруг Солнца в нашей звездной системе. Огромная масса звезд, больших и малых, скоплений и туманностей, космических объектов разной величины и природы, вертится на гигантской карусели. Все они создают чудесную картину звездного неба, на которое человек глядит уже не одну тысячу лет. Изучая нашу галактику, следует знать, что звезды в галактике живут по своим законам, находясь сегодня в одном из рукавов галактики, завтра они начнут путь в другую сторону, покидая один рукав и перелетая в другой.

Земля в галактике Млечный Путь — далеко не единственная планета, пригодная для жизни. Это всего лишь частица пыли, размером с атом, которая затерялась в огромном звездном мире нашей галактики. Таких планет, похожих на Землю, в галактике может быть огромное количество. Достаточно представить количество звезд, которые так или иначе имеют свои звездные планетарные системы. Другая жизнь может быть далеко, на самом краю галактики, в десятках тысяч световых лет или, наоборот, присутствовать в соседних областях, которые скрыты от нас рукавами Млечного Пути.

На протяжении долгого времени астрономы спорят о том, сколько спиральных рукавов насчитывает Млечный путь: четыре (как у свастики) или все же два?

Получено новое подтверждение того, что у Млечного пути четыре спиральных рукава.

Спиральная структура нашей галактики изучена недостаточно хорошо. Большинство ученых считают, что Млечный путь имеет четыре спиральных рукава, однако сравнительно недавние наблюдения с помощью телескопа «Спитцер» агентства НАСА заставили исследователей усомниться в этом. Данные, полученные от телескопа, дали основания предположить, что у нашей галактики лишь два спиральных рукава. В 2013 году, когда астрономы наносили на карту области звездообразования, они обнаружили два затерянных спиральных рукава. Таким образом, исследователи вернулись к версии, согласно которой в нашей галактике насчитывается 4 рукава.

В недавнем времени в защиту этой версии было выдвинуто еще одно доказательство.

Команда бразильских астрономов изучала звездные скопления, чтобы проследить структуру галактики. «Полученные нами результаты выступают в поддержку теории, согласно которой наша галактика имеет четыре рукава. Последние включают в себя рукав Персея, рукав Стрельца и два внешних рукава» , - отмечают исследователи из федерального университета Рио-Гранде-ДУ-Сул.

«Несмотря на все наши усилия, направленные на то, чтобы лучше понять структуру галактики, все еще остается масса вопросов. У ученых нет единого мнения в отношении числа и формы спиральных рукавов галактики», - говорит ведущий автор исследования Д. Камарго (D. Camargo). Он также добавил, что расположение солнца на затененном диске галактики являлось основным фактором, препятствующим нашему пониманию более широкой структуры Млечного Пути. Иными словами, мы не можем изучить нашу галактику с высоты птичьего полета.

Команда исследователей отметила, что молодые внедренные кластеры позволяют отлично проследить структуру галактики. «Результаты последнего исследования показывают, что внедренные кластеры галактики преимущественно расположены в спиральных рукавах», - объясняют ученые. Они также отмечают, что звездообразование может происходить после распада и фрагментации гигантских молекулярных облаков, обнаруженных в спиральных рукавах. Молодые внедренные звездные скопления, что возникают впоследствии, позволяют изучить структуру галактики, так как они не перемещаются далеко от места своего рождения.

Чтобы выявить молодые внедренные кластеры команда исследователей использовала данные от инфракрасного телескопа WISE агентства НАСА. Так, ученым удалось обнаружить 7 новых внедренных кластеров, некоторые из которых могут быть частью более крупного скопления, находящегося в рукаве Персея. Они предположили, что гигантские молекулярные облака были сжаты спиральным рукавом, что могло стать причиной возникновения многочисленных звездных скоплений, схожих по возрасту.

Команда также использовала данные, полученные в ходе обзора неба в инфракрасном диапазоне 2MASS, для того чтобы определить расстояние до обнаруженных звездных скоплений. Исследование было нацелено на то, чтобы установить точные фундаментальные параметры кластера и в результате получить новые сведения о структуре галактики.

Рис. 15. Галактика NGC 6814, сходная с нашей Галактикой, наблюдаемая в плане Галактики, подобные нашей, при наблюдении в плане выглядят как галактика NGC 6814, показанная на рисунке 15.

Из ядра галактики выходят спиральные ветви, рукава. Они огибают ядро и, постепенно расширяясь и разветвляясь, теряют яркость. На определенном расстоянии их след и вовсе пропадает.

Исследования показали, что спиральные ветви других галактик состоят из звезд - горячих гигантов и сверхгигантов, а также из пыли и газа (водорода). Если перечисленные объекты убрать из спиральных галактик, то их ветви-рукава исчезнут. Исчезнет их спиральная структура. Дело в том, что красные и желтые звезды, как карлики, так и гиганты, одинаково равномерно заполняют как области в спиральных ветвях, так и области между спиральными ветвями.

Если мы хотим изучить спиральную структуру нашей Галактики, мы должны проследить расположение в ней звезд - горячих гигантов, а также пыли и газа. Но сделать это непросто, поскольку мы вынуждены наблюдать спиральную структуру Галактики изнутри. При этом различные части спиральных ветвей проектируются друг на друга. Наша задача усложняется и тем, что мы не умеем точно определять расстояние до далеких звезд - горячих гигантов. Можно сказать, что измерять большие расстояния в Галактике вообще нельзя - прежде всего из-за пылевого вещества, которое поглощает свет звезд. Спиральные рукава располагаются в плоскости Галактики. Именно там больше всего пыли. Но пылевое вещество не только поглощает свет и затрудняет измерения расстояний. Оно делает практически невидимыми очень далекие звезды - горячие гиганты. Именно за ними мы должны следить, если хотим узнать расположение спиральных рукавов. Таким образом, методом наблюдения распределения в пространстве звезд - горячих гигантов или звездных ассоциаций изучить спиральные ветви нашей Галактики не удается.

Получить определенную информацию о спиральных рукавах можно с помощью использования излучения нейтрального водорода на длине волны 21 сантиметр. Мы уже говорили, что таким образом можно вывести закон вращения Галактики. Была измерена плотность нейтрального водорода в различных местах Галактики. Результаты этих измерений показаны на рисунке 16. Видно, что в двух небольших секторах наблюдения отсутствовали. Тем не менее просматривается расположение спиральных ветвей. Дело в том, что водород обычно соседствует со звездами - горячими гигантами. Именно они определяют форму спиральных рукавов. Поэтому места уплотнения водорода должны повторять рисунок спиральной структуры Галактики.

Как уже говорилось, излучение нейтрального водорода с длиной волны 21 сантиметр находится в радиодиапазоне. Пыль не оказывает на него никакого влияния. Поэтому оно доходит до нас от самых далеких областей Галактики.

Астрономы спорят, сколько спиральных рукавов экспонирует наша галактика – два или четыре. Они часто склоняются к варианту, предполагающему четыре ветви, но сравнительно недавние наблюдения с телескопа НАСА «Спитцер» предлагают другой вариант, что наша галактика двухрукавная. В 2013 году астрономы картографировали области звездообразования и утверждали, что они нашли две недостающие руки, в результате чего общее число рукавов вернулось обратно к четырем.

Со временем доказательства четырех рукавов Млечного Пути стали только сильнее. Команда бразильских астрономов использовала звездные скопления, внедренные в их натальные облака, чтобы проследить структуру галактики. «Наши результаты поддерживают версию четырех спиральных рукавов галактики, включающих рукава Стрельца, Персея и внешние рукава», заметила группа из Федерального университета Риу-Гранди-ду-Сул.

«Несмотря на усилия, направленные на улучшение нашего понимания структуры галактики, вопросы остаются. Нет единого мнения по поводу количества и формы спиральных рукавов галактики», отметил ведущий автор Д. Камарго (D. Camargo). Он добавил, что расположение Солнца в затемненном галактическом диске было основным фактором, препятствующим нашему пониманию широкой структуры Млечного Пути. Другими словами, мы не достигаем высоты птичьего полета нашей Галактики.

Команда заметила, что молодые внедренные кластеры являются отличными трейсерами структуры галактики. «Настоящие результаты показывают, что внедренные кластеры галактики находятся преимущественно в спиральных рукавах». Они отметили, что формирование звезд может произойти после распада и фрагментации гигантских молекулярных облаков, найденных в спиральных рукавах и, следовательно, молодые внедренные звездные скопления, появляющиеся впоследствии, становятся отличными зондами галактической структуры, поскольку они не перемещаются далеко от места своего рождения.

Команда использовала данные инфракрасного телескопа НАСА WISE, чтобы определить молодые кластеры, еще внедренные в их натальных облака, часто охваченные значительным количеством пыли. Инфракрасный звездный свет меньше затемняется пылью, чем видимый свет, давая астрономам беспрецедентный вид. В самом деле, группа обнаружила 7 новых внедренных кластеров, некоторые из которых (названные Camargo 441-444) могут принадлежать к большей совокупности, находящейся в рукаве Персея. Они предположили, что гигантское молекулярное облако сжимается спиральным рукавом, что, возможно, вызвало образование звезд в нескольких сгустках, и появление многочисленных звездных скоплений с аналогичным возрастом.

«Встроенные кластеры в данной выборке распределены вдоль рукавов Стрельца, Персея и внешних рукавов», заключила команда. Она также отметила, что поиск новых внедренных кластеров по всей галактике не должен останавливаться, так как такие показатели могут способствовать нашему пониманию структуры галактики.