В какой галактике мы живем?

Содержание

Самая тяжелая звезда

Первое место на пьедестале самых массивных звезд Вселенной занимает R136a1, расположенная в туманности Тарантул. Эта область плазмы находится в галактике Большое Магелланово Облако, удаленной от Млечного пути на 163 тысячи световых лет.

R136a1

R136a1 была открыта британский астрономом Полом Кроутером и его исследовательской группой в 2010 году. При изучении скопления RMC 136a они обнаружили объект невероятно больших размеров. Светило оказалось наиболее крупным в данном формировании, да и во всей наблюдаемой Вселенной.

Характеристики звездного исполина

R136a1 является голубым гипергигантом. Это редкий разряд звезд, обладающих самыми большими размерами, массой и яркостью, но имеющих короткий срок жизни.

Масса звездного великана превышает солнечную в 315 раз. Это одна из загадок для ученых, т.к. ранее считалось, что ни одно светило не может иметь массу больше 150 масс Солнца. Но это правило действует для первичных небесных светил, образованных из гелиево-водородных облаков. R136a1, скорее всего, сформировалась путем слияния нескольких больших объектов.

Радиус этой звезды равен 36 солнечным, а по яркости она превосходит Солнце почти в 9 млн. раз. Из-за своих размеров гипергигант выбрасывает очень мощные потоки ионов, схожих с солнечным ветром. Это делает невозможным существование жизни на телах вблизи нее.

Продолжительность жизни R136a1, как и других светил с массой  от 150 солнечных, довольна коротка. После истощений запаса водорода в ядре эти космические объекты взрываются, образуя гиперновые. Мощность такого взрыва превышает мощность сверхновой более чем в 10 раз. При этом образуются огромные всплески гамма-излучения. Считается, что именно взрыв одной из таких гиперновых вблизи Солнечной системы обусловил вымирание жизни на Земле около 450 млн. лет назад. «Смерть» самой тяжелой звезды по Вселенной, по расчетам астрономов, не принесет какого-либо вреда нашей планете.

Звёздное пространство

Если посмотреть на ночное звездное небо, Млечный Путь можно увидеть абсолютно с любой точки земного шара в виде полосы светловатого цвета (поскольку наша звёздная система находится внутри рукава Ориона, для обзора доступна лишь часть Галактики).

https://youtube.com/watch?v=QUmLohLA0uM

Карта Млечного Пути показывает, что наше Светило находится почти на диске Галактики, у самого её края, и его расстояние до ядра составляет от 26-28 тыс. световых лет. Учитывая, что Солнце двигается на скорости около 240 км/ч, чтобы сделать один оборот, ему нужно затратить около 200 млн. лет (за весь период своего существования наша звезда не облетела Галактику и тридцати раз).

Интересно, что наша планета расположена в коротационном кругу – месте, где скорость вращения звёзд совпадает со скоростью вращения рукавов, поэтому звёзды никогда эти рукава не покидают, или не входят в них. Для этого круга характерен высокий уровень радиации, поэтому считается, что жизнь может возникнуть лишь на планетах, возле которых находится очень мало звёзд.

Именно этот факт и относится к нашей Земле. Находясь на периферии, она размещается в довольно спокойном месте Галактики, а потому на протяжении нескольких миллиардов лет почти не подвергалась глобальным катаклизмам, на которые так богата Вселенная. Возможно, это и является одной из основных причин того, что на нашей планете смогла зародиться и сохраниться жизнь.

Основные характеристики туманности Андромеды

Интересно, что существует несколько названий этой галактики. Ещё её называют туманностью. Также официально известна она как М31. Под этим номером её указал Шарль Мессье. А новый каталог туманных объектов присвоил ей имя NGC 224.

Шарль Мессье

Как мы выяснили, это соседняя нам галактика большего размера. В её состав входит примерно тысяча миллиардов звёзд. Поэтому она очень яркая. По последним данным, по характеру многие звёзды очень схожи с нашим Солнцем.

Помимо всего, Андромеда является спиральной галактикой. А её масса примерно 800 млрд солнечных масс. Возраст галактики точно назвать нельзя. Хотя известна она еще с древних времён.

Строение галактики

Удивительно, но в центре туманности расположена сверхмассивная чёрная дыра. Недавно, было обнаружено скопление молодых звёзд. Всё они голубые и движутся вокруг центра. Сейчас их насчитывают примерно 400 штук. Так же определили расположение красных звёзд. Они постарше и являются холодными. Помимо того, состоит Андромеда из звёздных скоплений, межзвёздного газа, а также из других галактик и чёрных дыр.Еще учёные обнаружили на окраине туманности несколько карликовых галактик. Вероятно, Андромеда поглотила их. И теперь они её неразрывные спутники. Вдобавок существует гипотеза о наличии планет в галактике Андромеда. Но, на сегодняшний день, никаких доказательств этому нет.

Фото автомата Вал

Столкновение Млечного Пути с галактикой Андромеды

Причина, по которой столкновение происходит на несколько миллиардов лет раньше запланированного срока, заключается в том, что галактика Андромеды намного больше, чем кажется. Яркий звездный диск этой галактики имеет диаметр около 120 000 световых лет, что немного больше Млечного Пути. В последние годы исследования Андромеды с использованием гигантских телескопов выявили обширную популяцию звезд, в результате чего ее общий диаметр увеличился примерно до 200 000 световых лет. Однако это ничто по сравнению с последним исследованием.

Николас Ленер из Университета Нотр-Дам и его коллеги определили, что гало Андромеды — ее внешняя оболочка из тонкого горячего газа, похожая на «галактическую атмосферу» — удалено на 2 миллиона световых лет от ее центра. Команда проекта AMIGA также выявила, что оболочка разделена на два слоя: внутренний, где бушуют взрывы сверхновых, и внешний, который намного более спокойный.

Класс и общее строение

Изображение Млечного Пути с выраженными рукавами

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.

Интересный факт: балдж является самой яркой составляющей Млечного Пути, но с Земли его света не видно из-за рукавов.

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.

Технические характеристики

Каковы прогнозы учёных

Есть мнение, что образовался Млечный путь как итог слияния галактик меньших размеров. И данное явление продолжается до сих пор, поскольку галактика Андромеды приближается к нам (огромный эллипс произойдёт спустя 3-4 млрд лет). Эти два объекта не пребывают в изоляции, а наоборот, имеют отношение к местной категории, которая выступает в качестве части Сверхскопления Девы. На этой гигантской по размерам площади находится 100 групп и скоплений.

Если хочется посмотреть на Млечный путь и увидеть его максимально чётко и точно, стоит выехать за пределы города, отыскать хорошее тёмное место, предполагающее доступ к открытому небу, а затем насладится этой интересной и уникальной коллекцией. Сделать это можно не только в реальном, но и в виртуальном режиме. Модель способствует ознакомлению с особенностями всех звёзд, заметных на небе, а также поиску этих тел в самостоятельном порядке. Увидеть все эти объекты можно через телескоп или на карте звёздного неба. Несмотря на относительную изученность, галактическая система вызывает интерес учёных до сих пор.

Терминология

Взрывы в галактике Млечный Путь

Как отмечают авторы нового исследования, опубликованного в журнале Astronomy and Astrophysics, им удалось показать, что 6 миллиардов лет назад планеты подвергались многим взрывным событиям, а сила некоторых из них вполне могла стать причиной массового вымирания. Отметим, что исследователи исключили периферийные области Млечного Пути, в которых из-за высокой скорости звездообразования было относительно мало планет.

Гамма-всплески (Gamma-Ray Bursts, GRBs) – масштабные выбросы гамма-излучения, длительность которых составляет от нескольких долей секунды до нескольких минут. Считается, что на просторах Вселенной они происходят практически ежедневно. Известно также, что гамма-всплески происходят на огромных расстояниях от Земли – у границ наблюдаемой Вселенной. Если попытаться описать гамма-всплески совсем простыми словами, то ими ученые называют самые мощные из космических взрывов, высвобождающих столько энергии, сколько Солнце выделило бы за десять миллиардов лет.

Взрывы сверхновых звезд знаменуют собой отнюдь не рождение звезды, а ее гибель.

Сегодня мы знаем, что и вспышки сверхновых, и гамма-всплески связаны с жизненным циклом звезд и, в частности, с их смертью. Так, когда звезда намного более массивная, чем Солнце, достигает конца своей жизни, она взрывается – именно этот взрыв ученые называют взрывом сверхновой. Гамма-всплески, с другой стороны, представляют собой интенсивную вспышку высокоэнергетического излучения, испускаемого, когда очень массивная и быстро вращающаяся звезда умирает, или когда две нейтронные звезды, или нейтронная звезда и черная дыра (оба являются остатками массивных звезд) сливаются воедино.

«Сверхновые чаще встречаются в регионах звездообразования, где образуются массивные звезды», – объясняют авторы научной работы. Гамма-всплески, с другой стороны, могут наблюдаться в звездообразующих областях, слабо поглощенных тяжелыми элементами – как правило массивные звезды в таких областях теряют меньшую массу в течение своей жизни из-за звездного ветра. Звездным ветром ученые называют постоянно происходящий процесс, который приводит к снижению массы звезды.

Чтобы понять, как эти события распределяются внутри нашей галактики, исследователи начали с модели, которая описывает эволюцию Млечного Пути. Эта модель предсказывает, что внутренние области галактики, в отличие от периферийных, быстро сформировались на ранних этапах ее истории. Так как со временем скорость звездообразования уменьшалась в центре и постепенно увеличивалась на периферии, первичный газ водорода и гелия быстро обогащался более тяжелыми элементами (кислородом, углеродом, азотом) в центре Млечного Пути, в то время как на периферии он обогащался более постепенно.

Гамма-всплески, по мнению ученых, могли стать причиной массовых вымираний на Земле 445 миллионов лет назад.

Энергия, выделяемая гамма-всплесками и взрывом сверхновых звезд, огромна. Сверхновая в полосе высоких энергий выделяет столько же энергии, сколько Млечный Путь, содержащий сотни миллиардов звезд, испускает за несколько часов. А гамма-всплеск за 10 секунд испускает столько энергии, сколько наша галактика накапливает за столетие.

И хотя гамма-всплески являются гораздо более редкими событиями, чем вспышки сверхновых, они способны вызывать массовое вымирание с больших расстояний. Например, воздействие на такую планету, как Земля, было бы катастрофическим. Некоторые исследования предполагают, что гамма-излучение, испускаемое в пределах 3300 световых лет от Земли, разрушит озоновый слой в атмосфере: без этой защиты планета будет подвергаться воздействию ультрафиолетового излучения Солнца, что точно может стать причиной вымирания почти всех форм жизни на поверхности.

Млечный Путь хранит в себе множество тайн.

По этим причинам несколько исследований предположили, что первое из пяти массовых вымираний, которые затронули Землю, были вызвано гамма-всплесками. Что касается «недавнего» прошлого, то исследование показывает, что за последние 500 миллионов лет Млечный Путь стал намного безопаснее, чем в более ранние эпохи, причем периферийные области были более стерилизованы смертоносными гамма-всплесками, а центральные, в пределах 6500 световых лет от центра галактики, в основном подвергались воздействию сверхновых. Так что самое худшее, кажется, позади.

Что будет с Землей после столкновения галактик?

В нынешнем виде столкновение Млечного Пути и Андромеды не представляет для нас никакой опасности. Но что будет, когда галактики сблизятся максимально? Обе галактики будут притягиваться друг к другу до тех пор, пока черные дыры, находящиеся в их центрах, в конечном итоге сольются в одну. Как только это произойдет, наша Солнечная система станет частью совершенно другой галактики – эллиптической.

Эксперты считают, что, несмотря на столь масштабное событие, Земля все-таки выживет. Вместе с остальной Солнечной системой. Ученые предполагают, что наша планета практически не пострадает от этого межгалактического коллапса, так как обе галактики имеют очень много свободного пространства. Тем не менее с Земли наблюдать за событием будет очень интересно.

Если, конечно, жизнь к тому моменту на ней еще сохранится. А то к этому времени Солнце уже может поглотить Землю.

Планеты — гиганты

Существуют четыре газовых гиганта, располагающихся за орбитой Марса: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они находятся во внешней Солнечной системе. Отличаются своей массивностью и газовым составом.

Планеты солнечной системы, масштаб не соблюден

Юпитер

Пятая по счёту от Солнца и крупнейшая планета нашей системы. Радиус её – 69912 км, она в 19 раз больше Земли и всего в 10 раз меньше Солнца. Год на Юпитере не самый долгий в солнечной системе, длится 4333 земных суток (неполных 12 лет). Его же собственные сутки имеют продолжительность около 10 земных часов. Точный состав поверхности планеты пока определить не удалось, однако известно, что криптон, аргон и ксенон имеются на Юпитере в гораздо больших количествах, чем на Солнце.

Юпитер, снимок зонда Вояджер-1

Существует мнение, что один из четырёх газовых гигантов на самом деле – несостоявшаяся звезда. В пользу этой теории говорит и самое большое количество спутников, которых у Юпитера много – целых 67. Чтобы представить себе их поведение на орбите планеты, нужна достаточно точная и чёткая модель солнечной системы. Самые крупные из них – Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. При этом Ганимед является крупнейшим спутником планет во всей солнечной системе, радиус его составляет 2634 км, что на 8% превышает размер Меркурия, самой маленькой планеты нашей системы. Ио отличается тем, что является одним из трёх имеющих атмосферу спутников.

Сатурн

Вторая по размерам планета и шестая по счёту в Солнечной системе. В сравнении с остальными планетами, наиболее схожа с Солнцем составом химических элементов. Радиус поверхности равен 57350 км, год составляет 10 759 суток (почти 30 земных лет). Сутки здесь длятся немногим дольше, чем на Юпитере – 10,5 земных часов. Количеством спутников он ненамного отстал от своего соседа – 62 против 67. Самым крупным спутником Сатурна является Титан, так же, как и Ио, отличающийся наличием атмосферы. Немного меньше него по размеру, но от этого не менее известные – Энцелад, Рея, Диона, Тефия, Япет и Мимас. Именно эти спутники являются объектами для наиболее частого наблюдения, и потому можно сказать, что они наиболее изучены в сравнении с остальными.

Сатурн, снимок космического аппарата Кассини в 2007 году

Долгое время кольца на Сатурне считались уникальным явлением, присущим только ему. Лишь недавно было установлено, что кольца имеются у всех газовых гигантов, но у остальных они не настолько явно видны. Их происхождение до сих пор не установлено, хотя существует несколько гипотез о том, как они появились. Кроме того, совсем недавно было обнаружено, что неким подобием колец обладает и Рея, один из спутников шестой планеты.

Уран

Седьмая по счету и третья по размеру планета, радиус которой составляет 25267 км. Справедливо считается самой холодной планетой среди остальных, температура достигает -224 градусов по Цельсию. Продолжительность года — 30 685 суток в земном исчислении (почти 84 года), сутки же ненамного меньше земных – 17 с небольшим часов. Из-за сильной наклонности оси планеты, иногда создается впечатление, будто она не вращается, как остальные небесные тела нашей системы, а катится, подобно шару. Это может наблюдать любой, кого интересует астрономия, геометрическая модель солнечной системы наглядно продемонстрирует этот эффект.

Уран — снимок Вояджера-2 в 1986 году

Спутников у него гораздо меньше, чем у соседнего Сатурна, всего 27. Наиболее известны Титания, Ариэль, Оберон, Умбриэль и Миранда. Они не настолько крупны, как спутники.

Примечательно, что ведя наблюдения за Ураном в свой телескоп, астроном Уильям Гершель сначала не понял, что он наблюдает за планетой, будучи уверен, что он видит комету.

Нептун

Размером восьмая планета солнечной системы очень близка к своему ближайшему соседу, Урану. Радиус Нептуна равняется 24547 км. Год на планете равняется 60 190 суток (приблизительно 164 земных года). В атмосфере зафиксированы самые сильные ветра в нашей системе, скорость которых достигает 260 м/с.

Нептун, вид с Вояджера-2

По сравнению с остальными планетами-гигантами спутников у него совсем мало – всего 14. Самые известные из них – Тритон, третий в солнечной системе спутник, имеющий атмосферу, Протей и Нереида.

Примечательно, что это – единственная из планет, которая была открыта не благодаря наблюдениям, а с помощью математических расчётов.