Jossakin määrin tiedämme enemmän kaukaisista tähtijärjestelmistä kuin omasta galaksistamme - Linnunradasta. Sen rakennetta on vaikeampaa tutkia kuin minkään muun galaksin rakennetta, koska sinun on tutkittava sitä sisältäpäin, ja paljon ei ole niin helppoa nähdä. Tähtienväliset pölypilvet absorboivat valoa lukemattomista kaukaisista tähdistä.
Ainoastaan radiostronomian kehittyessä ja infrapunateleskooppien tullessa tutkijat ovat pystyneet ymmärtämään, kuinka galaksimme toimii. Mutta monet yksityiskohdat ovat edelleen epäselviä tähän päivään asti. Jopa tähtien lukumäärä Linnunradalla on karkeasti arvioitu. Uusimmat elektroniset oppaat soittavat 100-300 miljardiin tähtiin.
Ei niin kauan sitten uskottiin, että galaksillamme on 4 isoa asetta. Mutta vuonna 2008 Wisconsinin yliopiston tähtitieteilijät julkaisivat noin 800 000 Spitzer-avaruusteleskoopin ottaman infrapunakuvan käsittelyn tulokset. Heidän analyysinsä osoitti, että Linnunradalla on vain kaksi kättä. Muiden hihojen osalta ne ovat vain kapeita sivuhaaroja. Joten Linnunrata on spiraaligalaksi, jossa on kaksi kättä. On huomattava, että suurimmalla osalla meille tunnetuista spiraaligalakseista on myös vain kaksi kättä.
"Spitzer-teleskoopin ansiosta meillä on mahdollisuus miettiä Linnunradan rakennetta", sanoi tähtitieteilijä Robert Benjamin Wisconsinin yliopistosta puhuessaan American Astronomical Societyn konferenssissa. "Tarkennamme käsitystämme galaksista samalla tavalla kuin vuosisatoja sitten, kun löytäjät matkustivat ympäri maailmaa, he tarkensivat ja muokkaavat aikaisempia ajatuksia maapallon ulkonäöstä."
XX vuosisadan 90-luvun alkupuolelta lähtien infrapuna-alueella tehdyt havainnot ovat muuttaneet tietämystämme Linnunradan rakenteesta yhä enemmän, koska infrapunateleskooppien avulla on mahdollista katsoa kaasu- ja pölypilvien läpi ja nähdä, mihin tavanomaisiin teleskooppiin ei ole pääsyä.
2004 - Galaksimme ikä arvioitiin 13,6 miljardiksi vuodeksi. Se syntyi pian alkuräjähdyksen jälkeen. Alussa se oli diffuusiokaasu, joka sisälsi pääasiassa vetyä ja heliumia. Ajan myötä se muuttui valtavaksi spiraaligalaksiksi, jossa nyt elämme.
yleispiirteet, yleiset piirteet
Mainosvideo:
Mutta miten galaksimme evoluutio eteni? Kuinka se muodostui - hitaasti tai päinvastoin hyvin nopeasti? Kuinka hän oli kyllästynyt raskailla elementeillä? Kuinka Linnunradan muoto ja sen kemiallinen koostumus muuttuivat miljardien vuosien aikana? Tutkijoiden ei ole vielä toimitettu yksityiskohtaisia vastauksia näihin kysymyksiin.
Galaksimme on noin 100 000 valovuotta pitkä, ja galaktisen levyn keskimääräinen paksuus on noin 3000 valovuotta (sen kuperan osan - pullistuman - paksuus saavuttaa 16 000 valovuotta). Kuitenkin vuonna 2008 australialainen tähtitieteilijä Brian Gensler ehdotti pulssien havaintojen tulosten analysoinnin perusteella, että galaktinen levy on todennäköisesti kaksi kertaa niin paksu kuin yleisesti uskotaan.
Onko galaksimme kosmisen mittakaavan mukaan suuri tai pieni? Vertailun vuoksi voidaan todeta, että Andromedan sumu, joka on meille lähin suuri galaksi, on noin 150 000 valovuotta poikki.
Vuoden 2008 lopussa tutkijat totesivat radioastronomian menetelmillä, että Linnunrata kiertää nopeammin kuin aiemmin ajateltiin. Tämän indikaattorin perusteella sen massa on noin puolitoista kertaa suurempi kuin yleisesti uskottiin. Eri arvioiden mukaan se vaihtelee 1,0 - 1,9 biljoonan aurinkomassan välillä. Jälleen vertailun vuoksi: Andromeda-sumun massaksi arvioidaan vähintään 1,2 biljoonaa aurinkomassaa.
Galaksien rakenne
Linnunrata ei ole kooltaan huonompi kuin Andromedan sumu. "Meidän ei pitäisi enää kohdella galaksiamme Andromeda-sumun pikkusiskona", sanoi tähtitieteilijä Mark Reid Harvardin yliopiston Smithsonianin astrofysiikan keskuksesta. Samaan aikaan, koska galaksimme massa on odotettua suurempi, myös sen painovoima on suurempi, mikä tarkoittaa, että todennäköisyys sen törmäyksestä muihin läheisyydessä oleviin galakseihin kasvaa.
Musta aukko
Galaksiamme ympäröi pallomainen halo, joka saavuttaa 165 000 valovuotta. Tähtitieteilijät viittaavat joskus haloon "galaktiseen ilmapiiriin". Se sisältää noin 150 pallomaista joukkoa sekä pienen määrän muinaisia tähtiä. Loput halotila on täynnä harvinaista kaasua sekä pimeää ainetta. Jälkimmäisen massan arvioidaan olevan noin biljoona aurinkomassoja.
Linnunradan spiraalivarret sisältävät valtavia määriä vetyä. Tähtien syntymä jatkuu. Ajan myötä nuoret tähdet jättävät galaksien käsivarret ja "siirtyvät" galaktiselle levylle. Massiivisimmat ja kirkkaimmat tähdet eivät kuitenkaan elää tarpeeksi kauan, joten heillä ei ole aikaa siirtyä pois syntymäpaikastaan. Ei ole sattumaa, että galaksimme käsivarret loistavat niin kirkkaasti. Suurin osa Linnunradasta koostuu pienistä, ei kovin massiivisista tähdistä.
Linnunradan keskiosa sijaitsee Jousimiehen tähdistössä. Tätä aluetta ympäröivät tummat kaasu- ja pölypilvet, joiden ulkopuolella mitään ei näy. Vasta 1950-luvulta lähtien tutkijat ovat voineet vähitellen nähdä tähtitieteellisin keinoin, mikä siellä on. Tässä galaksin osassa löydettiin voimakas radiolähde, nimeltään Jousimies A. Havainnot osoittivat, että massa on keskittynyt tänne, joka ylittää auringon massan useita miljoonia kertoja. Hyväksyttävin selitys tälle tosiasialle on vain mahdollinen: galaksissamme keskellä on musta aukko.
Nyt jostain syystä hän piti tauon itselleen eikä osoita paljon aktiivisuutta. Aineen virtaus täällä on hyvin niukkaa. Ehkä ajan myötä mustalla aukolla on ruokahalu. Sitten se alkaa jälleen absorboida sitä ympäröivää kaasun ja pölyn verhoa, ja Linnunrata liittyy aktiivisten galaksien luetteloon. On mahdollista, että ennen tätä galaksin keskellä tähdet alkavat nousta voimakkaasti. Tällaiset prosessit todennäköisesti toistetaan säännöllisesti.
2010 - Amerikkalaiset tähtitieteilijät, jotka käyttivät gammasäteilyn lähteiden tarkkailemiseen tarkoitettua Fermi-avaruusteleskooppia, löysivät galaksistamme kaksi salaperäistä rakennetta - kaksi valtavaa gammasäteilyä lähettävää kuplaa. Kummankin halkaisija on keskimäärin 25 000 valovuotta. Ne hajoavat galaksin keskustasta pohjoiseen ja etelään. Ehkä puhumme hiukkasten virroista, jotka kerran päästiin mustasta aukosta galaksin keskellä. Muut tutkijat uskovat, että puhumme kaasupilvistä, jotka räjähtivät tähtien syntyessä.
Linnunradan ympärillä on useita kääpiögalakseja. Tunnetuimpia näistä ovat suuret ja pienet Magellanin pilvet, jotka on yhdistetty Linnunradaan eräänlaisella vety-sillalla, valtavalla kaasuputkella, joka ulottuu näiden galaksien taakse. Sen nimi oli "Magellanic Stream". Se ulottuu noin 300 000 valovuoteen. Galaksimme nielee jatkuvasti lähimmät kääpiögalaksit, erityisesti Sagitarius-galaksin, joka sijaitsee 50000 valovuoden päässä galaktisesta keskustasta.
Vielä on lisättävä, että Linnunrata ja Andromedan sumu liikkuvat toisiaan kohti. Oletettavasti 3 miljardin vuoden kuluttua molemmat galaksit sulautuvat yhteen muodostaen suuremman elliptisen galaksin, joka on jo nimetty "Maitohunajaksi".
Linnunradan alkuperä
Pitkän ajan uskottiin, että Linnunrata muodostui vähitellen. 1962 - Olin Eggen, Donald Linden-Bell ja Allan Sandage ehdottivat hypoteesia, joka tunnettiin nimellä ELS-malli (nimetty heidän sukunimensä alkukirjainten mukaan). Hänen mukaansa homogeeninen kaasupilvi pyöri kerran hitaasti Linnunradan tilalla. Se muistutti palloa ja oli noin 300 000 valovuotta ja koostui pääasiassa vedystä ja heliumista. Painovoiman vaikutuksesta protogalaksia kutistui ja muuttui tasaiseksi; samaan aikaan sen pyöriminen kiihtyi huomattavasti.
Andromedan sumu
Lähes kahden vuosikymmenen ajan tämä malli sopi tutkijoille. Uudet havainnot kuitenkin osoittivat, että Linnunrata ei olisi voinut syntyä tavalla, jonka teoreetikot sen sanelivat.
Tämän mallin mukaan muodostetaan ensin halo ja sitten galaktinen levy. Levyllä on kuitenkin myös hyvin ikivanhoja tähtiä, kuten punainen jättiläinen Arcturus, jonka ikä on yli 10 miljardia vuotta, tai lukuisia samanikäisiä valkoisia kääpiöitä.
Sekä galaktisesta levystä että halosta on löydetty pallomaisia klustereita, jotka ovat nuorempia kuin ELS-malli ehdottaa. Ilmeisesti myöhempi galaksimme nielee ne.
Monet tähdet halossa pyörivät eri suuntaan kuin Linnunrata. Ehkä he myös olivat kerran Galaktan ulkopuolella, mutta sitten heidät vedettiin tähän "tähtipyörteeseen" - kuin vahingossa uinut porealtaassa.
1978 Leonard Searle ja Robert Zinn ehdottivat omaa malliaan Linnunradan muodostumiselle. Hänet nimitettiin "malli SZ". Nyt Galaksin historia on muuttunut paljon monimutkaisemmaksi. Ei niin kauan sitten, tähtitieteilijöiden mielessä, hänen nuoruutensa kuvattiin yksinkertaisesti kuin fyysikkojen mielestä suoraviivainen käännösliike. Tapahtuman mekaniikka oli selvästi nähtävissä: siellä oli homogeeninen pilvi; se koostui vain tasaisesti leviävästä kaasusta. Mikään ei läsnäolollaan vaikeuttanut teoreetikoiden laskelmia.
Nyt yhden valtavan pilven sijasta tutkijoiden visioissa ilmestyi kerralla useita pieniä, mielikuvituksellisesti hajallaan olevia pilviä. Heidän joukossaan oli tähtiä; ne kuitenkin sijaitsivat vain halossa. Kaikki sädekehän sisällä kiihtyi: pilvet törmäsivät; kaasumassat sekoitettiin ja tiivistettiin. Ajan myötä tästä seoksesta muodostui galaktinen levy. Uusia tähtiä alkoi ilmestyä siihen. Mutta tätä mallia kritisoitiin myöhemmin.
Oli mahdotonta ymmärtää, mikä liitti halon ja galaktisen levyn. Tällä sakeutuvalla levyllä ja sen ympärillä olevalla harvalla tähtikirjalla ei ollut juurikaan yhteistä. Jo sen jälkeen kun Searle ja Zinn tekivät mallinsa, kävi ilmi, että halo pyörii liian hitaasti muodostaakseen galaktisen levyn. Kemiallisten alkuaineiden jakautumisen perusteella jälkimmäinen syntyi protogalaktisesta kaasusta. Lopuksi levyn kulmamomentti osoittautui 10 kertaa suuremmaksi kuin halo.
Salaisuus on, että molemmat mallit sisältävät jyvän totuutta. Ongelmana on, että ne ovat liian yksinkertaisia ja yksipuolisia. Molemmat näyttävät nyt olevan fragmentteja samasta reseptistä, jolla Linnunrata luotiin. Eggen ja hänen kollegansa lukivat muutaman rivin tästä reseptistä, Searle ja Zinn muutama muu. Siksi, yrittäen kuvitella galaksimme historiaa, huomataan silloin tällöin tuttuja rivejä, jotka on jo luettu kerran.
Linnunrata. Tietokonemalli
Joten kaikki alkoi pian Big Bangin jälkeen.”Nykyään on yleisesti hyväksyttyä, että pimeän aineen tiheyden vaihtelut synnyttivät ensimmäiset rakenteet - ns. Tummat halot. Painovoiman ansiosta nämä rakenteet eivät hajonneet”, toteaa saksalainen tähtitieteilijä Andreas Burkert, uuden galaksin syntymallin kirjoittaja.
Tummista haloista tuli tulevien galaksien alkioita - ytimiä. Kaasua kerääntyi heidän ympärilleen painovoiman vaikutuksesta. Tapahtui homogeeninen romahdus, kuten ELS-malli kuvaa. Jo 500–1000 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen tummia haloja ympäröivistä kaasuklustereista tuli tähtien inkubaattoreita. Pieniä protogalaxioita ilmestyi täällä. Tiheissä kaasupilvissä syntyivät ensimmäiset pallomaiset ryhmät, koska tähdet syntyivät täällä satoja kertoja useammin kuin missään muualla. Protogalaxit törmäsivät yhteen ja sulautuivat toisiinsa - näin muodostui suuria galakseja, mukaan lukien Linnunradamme. Nykyään sitä ympäröi pimeä aine ja halo yksittäisiä tähtiä ja niiden pallomaisia joukkoja, nämä universumin rauniot, joiden ikä on yli 12 miljardia vuotta.
Protogalaxioissa oli monia erittäin massiivisia tähtiä. Alle muutaman kymmenen miljoonan vuoden aikana suurin osa heistä räjähti. Nämä räjähdykset rikastuttivat kaasupilviä raskailla kemiallisilla alkuaineilla. Siksi galaktiselle levylle ei syntynyt sellaisia tähtiä kuin halossa - ne sisälsivät satoja kertoja enemmän metalleja. Lisäksi nämä räjähdykset tuottivat voimakkaita galaktisia pyörteitä, jotka lämmittivät kaasua ja pyyhkäisivät sen pois protogalaksista. Kaasumassojen ja pimeän aineen erottaminen on tapahtunut. Tämä oli galaksien muodostumisen tärkein vaihe, jota ei ole aiemmin otettu huomioon missään mallissa.
Samaan aikaan tummat halot törmäsivät yhä enemmän toisiinsa. Lisäksi protogalaxiat venyttivät tai hajosivat. Nämä katastrofit muistuttavat tähtiketjuja, jotka ovat säilyneet Linnunradan sädekehässä "nuoruuden" päivistä lähtien. Tutkimalla heidän sijaintiaan on mahdollista arvioida tuolloin tapahtuneita tapahtumia. Vähitellen näistä tähdistä muodostui valtava pallo - halo, jonka näemme. Jäähtyessään kaasupilvet tunkeutuivat siihen. Heidän kulmamomentinsa säilyi, koska ne eivät romahtaneet yhdeksi pisteeksi, vaan muodostivat pyörivän levyn. Kaikki tämä tapahtui yli 12 miljardia vuotta sitten. Kaasu puristettiin nyt ELS-mallissa kuvatulla tavalla.
Tällöin muodostuu myös Linnunradan "pullistuma" - sen keskiosa, joka muistuttaa ellipsoidia. Bulge koostuu hyvin vanhoista tähdistä. Se syntyi todennäköisesti yhdistämällä suurimmat protogalaxit, jotka pitivät kaasupilviä pisimpään. Niiden joukossa oli neutronitähtiä ja pieniä mustia aukkoja - räjähtävien supernovien pyhäinjäännöksiä. Ne sulautuivat toisiinsa absorboivat samanaikaisesti kaasuvirtoja. Ehkä näin syntyi valtava musta aukko, joka on nyt galaksimme keskellä.
Linnunradan historia on paljon kaoottisempaa kuin aiemmin ajateltiin. Kotigalaksimme, jopa kosmisten mittasuhteiden mukaan vaikuttava, muodostui useiden iskujen ja fuusioiden jälkeen - joukon kosmisia katastrofeja. Näiden vanhojen tapahtumien jälkiä löytyy edelleen tänään.
Joten esimerkiksi kaikki Linnunradan tähdet eivät pyöri galaktisen keskuksen ympärillä. Todennäköisesti yli miljardien vuosien olemassaolonsa galaksissamme on "nielty" monia muita matkustajia. Jokainen kymmenes tähti galaktisessa halossa on alle 10 miljardia vuotta vanha. Siihen mennessä Linnunrata oli jo muodostunut. Ehkä nämä ovat jäänteitä kerran vangituista kääpiögalakseista. Gerard Gilmourin johtaman brittiläisen tähtitieteellisen instituutin (Cambridge) brittiläisten tutkijoiden ryhmä laski, että Linnunrata voisi ilmeisesti absorboida 40-60 kääpiögalaksia, kuten Karin.
Lisäksi Linnunrata houkuttelee valtavia kaasumassoja. Joten vuonna 1958 hollantilaiset tähtitieteilijät huomasivat monia pieniä pilkkuja halossa. Itse asiassa ne osoittautuivat kaasupilviksi, jotka koostuivat pääasiassa vetyatomista ja ryntäsivät kohti galaktista levyä.
Galaksimme ei hillitse ruokahaluaan tulevaisuudessa. Ehkä se absorboi meitä lähinnä olevat kääpiögalaksit - Fornaxin, Karinan ja luultavasti Sextansin - ja sulautuvat sitten Andromedan sumuun. Linnunradan ympärillä - tämä kyltymätön "tähti-kannibaali" - tulee jopa autioiksi.
A. Volkov