Чумацький Шлях

Чума́цький Шлях, також Молочний Шлях[1][2], Галактика[2][3]; — власна назва галактики, у якій розташована наша Сонячна система, а також усі зорі, які ми бачимо неозброєним оком.

Чумацький Шлях
Чумацький Шлях
Тип об'єктаспіральна галактика з перемичкою
Відкривачвідома здавна
Дата відкриття
Розташування (Епоха: J2000.0)
Сузір'яСтрілець
Пряме піднесення17год 45,6хв. (Центр Галактики)
Схилення-28° 56' (Центр Галактики)
Вигляд
Габбл-тип : SBbc
Видима зоряна величина
Фотографічна зоряна величина
Видимий діаметр
Яскравість поверхні
Фізичні дані
Відстань
Кутове положення
Червоний зсув
Абсолютна зоряна величина-20,9m
Променева швидкість552 км/с
Радіус
Абсолютний діаметр100 000 св. років
Маса6,82 × 1011 M⊙
Властивості
Позначення

Чумацький Шлях є спіральною галактикою типу SBbc за класифікацією Габбла[4], що разом із галактикою Андромеди, Галактикою Трикутника та низкою інших галактик утворюють місцеву галактичну групу. У свою чергу, місцева група входить до Надскупчення Діви.

Походження назви

Українці здавна мали різні назви нашої галактики: Становище, Стан, Чумацький Шлях. Також вживаються назви Молочний Шлях і Галактика (з великої літери, щоб уникнути плутанини з іншими галактиками). «Молочний Шлях» є калькою з лат. Via lactea: ця назва пов'язана з давньогрецьким міфом, у якому богиня Гера пролила молоко, коли годувала грудьми маленького Геракла. Звідси ж і найменування «Галактика»: від грец. γαλακτικός («молочний»)[5].

Аналогічно до турецької «Шлях сіна» (тур. Samanyolu), арабської «Шлях торговця сіном» (араб. درب التبانة‎‎‎, Darb Al-Tabbāna), вірменської «Шлях крадія сіна» (вірм. Յարդ զողի Ճանապարհ hard goghi chanaparh) та македонської «Кумова солома» (мак. Кумова Слама) назви, у якій фігурує розсипане сіно, припускають, що назва походить від того, що чумаки розсипали сіль (зірки) по дорозі.

Згідно з легендою чумаки їздили до Криму по сіль, орієнтуючись вночі на світлу смугу на небі. Ніби перші чумаки, їдучи з Криму, позначили дорогу сіллю, яка сипалася з дір в мажарах. Господь переніс соляну дорогу на небеса. З того часу чумаки знали шлях по сіль і додому. Ще вважали, що Чумацький Шлях — небесна дорога для людських праведних душ, що летять по цій дорозі в рай, а грішні — до пекла. Птахи по ньому восени відлітають у вирій, а весною повертаються.

Відома ще старовинна назва Чумацького Шляху: Становище, Стан. Ніби колись татарка напувала молоком свою дитину і ненароком пролила, воно розлилося на всі боки і залило півнеба білим. У давнину вірили, що Становище вщерть наповнене татарами, що вони там станом стали і саме звідти роблять свої набіги[6].

Божа дорога — давня українська назва Чумацького Шляху. Цією дорогою нібито у золотій колісниці їздить пророк Ілля (християнський наступник праукраїнського й праслов'янського Перуна) і гримить, метаючи золоті стріли блискавиць у демонів Арідника, Тринрода, Триюду, Чортів, Бісів, Чугайстрів та інших[7].

Чумацький Шлях як небесне явище
Панорама Чумацького Шляху, фото 2005 року з Долини смерті у США

Чумацький Шлях при спогляданні на небі виглядає як неяскрава дифузна світла смуга, що проходить приблизно вздовж великого кола небесної сфери. У північній півкулі наша Галактика перетинає сузір'я Орла, Стріли, Лисички, Лебедя, Цефея, Кассіопеї, Персея, Візничого, Тельця та Близнят; у південному — Єдинорога, Корми, Вітрил, Південного Хреста, Циркуля, Південного Трикутника, Скорпіона та Стрільця. У Стрільці лежить центр Галактики.

Історія відкриття Галактики
Форма Чумацького Шляху, яку дослідив Вільям Гершель 1785 року. Сонячна система знаходиться посередині.

Першим вченим, який припустив, що Чумацький Шлях складається з віддалених зір, був Демокріт. У XVIII столітті Вільям Гершель зробив спробу визначити розміри Галактики, ґрунтуючись на результатах своїх підрахунків. Він довів, що наша зоряна система має скінченні розміри й утворює своєрідний товстий диск: у площині Чумацький Шлях простягається на відстань не більше 850 одиниць, а в перпендикулярному напрямку — на 200 одиниць, якщо взяти за одиницю відстань до Сіріуса. За сучасною шкалою відстаней це відповідає 7300 х 1700 світлових років.

Ця оцінка в цілому відображує структуру Чумацького Шляху, хоча вона вельми неточна. Справа в тому, що окрім зір до складу диска Галактики входять також численні газопилові хмари, які послаблюють світло віддалених зір. Перші дослідники Галактики не знали про цю поглинаючу речовину і вважали, що бачать усі її зорі. Реальні розміри Галактики було встановлено лише в XX столітті. Виявилось, що вона є пласкішим утворенням, ніж припускалося раніше. Зовні Галактика нагадує зерно сочевиці з потовщенням посередині.

Так, у 40-і рр. XX століття, спостерігаючи галактику М31, більше відому як туманність Андромеди, німецький астроном Вальтер Бааде (що в ті роки працював у США) відзначив, що плоский лінзоподібний диск цієї величезної галактики занурено у розріджену зоряну хмару сферичної форми — гало. Оскільки туманність Андромеди дуже схожа на нашу Галактику, Бааде припустив, що подібну структуру має й Чумацький Шлях. Зорі галактичного диска було названо населенням I типу, а зорі гало (або сферичної складової) — населенням II типу.

Розміри

Основний диск Чумацького Шляху має близько 100 000 — 120 000 світлових років у діаметрі та близько 250 000 — 300 000 у периметрі. Поза межами ядра галактики товщина Чумацького Шляху становить приблизно 1 000 світлових років. У Чумацькому Шляху налічується понад 300 млрд зір.

Якщо зменшити діаметр Чумацького Шляху до 130 кілометрів, то Сонячна система займала б лише 2 міліметри. Гало Чумацького шляху простягається набагато далі розмірів Галактики, але обмежується орбітами двох галактик-супутників: Великої та Малої Магелланових Хмар, відстань до яких у перигалактіконі становить близько 180 000 світлових років[8]. Абсолютна зоряна величина нашої галактики становить −21,3m[9].

Вік
Центр Чумацького Шляху на знімку телескопа Спітцера (SIRTF або SST, NASA). Кольори змінено.

Дуже важко визначити вік, коли сформувався Чумацький Шлях, але наразі вік найдавніших зір у галактиці оцінюється у 13,6 мільярдів років[10], що приблизно дорівнює віку Всесвіту. За сучасними уявленнями[11], Чумацький Шлях утворився внаслідок зіткнення і злиття невеликих галактик. Свідченнями цього[12] є перші зорі з дуже низькою металічністю, що утворилися на найранішому етапі існування Всесвіту (наприклад, такі як HD 140283). Такі зорі вчені знаходять у галактичному гало — «околиці» Чумацького шляху, що тягнеться за межі його видимої частини. У лютому 2010 року астрономи Європейської південної обсерваторії (Чилі) виявили такі ж зорі в карликових галактиках у сузір'ях Печі, Скульптора, Секстанта і Кіля.

Структура

Маса Чумацького Шляху становить близько 5,8×1011 M☉[13] в ньому налічується від 200 до 400 мільярдів зір (якщо вважати, що зорі малої маси домінують)[14]. Тільки 0,0001 %[джерело?] всіх зір Галактики перелічено і занесено до каталогів. Чумацький Шлях може містити десять мільярдів білих карликів, мільярд нейтронних зірок, і сто мільйонів чорних дір.[15][16][17][18]

Диск

Лише у 1980-их роках астрономи висловили припущення, що Чумацький Шлях є спіральною галактикою з баром[19], а не звичайною спіральною галактикою. Це припущення було підтверджене 2005 року космічним телескопом імені Лаймана Спітцера, який показав, що центральна перемичка нашої галактики є більшою, ніж вважалося раніше[20].

За оцінками вчених, галактичний диск, що видається в різні боки у районі галактичного центру, має діаметр близько 100 000 світлових років[21]. У порівнянні з гало диск обертається помітно швидше. Швидкість його обертання не однакова на різних відстанях від центру. Вона стрімко зростає від нуля в центрі до 200—240 км/с на відстані 2 тис. світлових років від нього, потім дещо зменшується, знову зростає приблизно до того ж значення й далі залишається майже постійною. Вивчення особливостей обертання диску дозволило оцінити його масу, виявилось, що вона в 150 млрд разів більша M☉.

Поблизу площини диска концентруються молоді зорі й зоряні скупчення, вік яких не перевищує декількох мільярдів років. Вони утворюють так звану плоску складову. Серед них дуже багато яскравих і гарячих зір. Газ у диску Галактики також зосереджений в основному поблизу його площини. Він розподілений нерівномірно, утворюючи численні газові хмари — від велетенських неоднорідних за структурою хмар, протяжністю понад декілька тисяч світлових років до невеликих хмарин розмірами не більше парсека.

Гало
Галактика та її околиці. Гало.(рос.)

Галактичний диск оточено сфероїдним гало, що складається зі старих зір та кулястих скупчень, 90 % яких перебуває на відстані менше 100 000 світлових років[22] від центру галактики. Це дозволяє припустити, що діаметр зоряного гало становить 200 000 світлових років[джерело?]. Однак, останнім часом було знайдено декілька кулястих скупчень, таких як PAL 4 та AM 1, що перебувають на відстані більше 200 000 світлових років від центру галактики. Центр симетрії гало Чумацького Шляху збігається з центром галактичного диска. Складається гало в основному з дуже старих, неяскравих маломасивних зір. Вони трапляються як поодинці, так і у вигляді кулястих скупчень, які можуть містити до мільйона зір. Вік населення кулястої складової Галактики перевищує 12 млрд років, його зазвичай вважають віком самої Галактики.

У той час як галактичний диск містить газ та пил, що ускладнює проходження видимого світла, сфероїдна компонента таких складових не містить. Активне зореутворення відбувається у диску (особливо у спіральних рукавах, що є зонами підвищеної щільності). У гало зореутворення вже скінчилося. Розсіяні скупчення також трапляються переважно у диску. Вважається, що основну масу нашої галактики складає темна матерія, що формує гало темної матерії масою приблизно 600 — 3000 мільярдів M☉. Гало темної матерії сконцентроване у напрямку центру галактики[23].

Зорі кулястої складової концентруються до центру Галактики. Центральна, найщільніша частина гало в межах декількох тисяч світлових років від центру Галактики називається балджем (від англ. bulge — потовщення)[24].

Зірки і зоряні скупчення гало рухаються навколо центра Галактики дуже витягнутими орбітами. Через те, що обертання окремих зір відбувається дещо безладно (тобто швидкості сусідніх зір можуть мати будь-які напрями), гало в цілому обертається дуже поволі.

Ядро
Центр галактики Чумацький Шлях у інфрачервоних променях (візуально Центр галактики розташований у сузір'ї Стрільця)

Центр галактики містить компактний об'єкт із дуже великою масою (близько 4,3 мільйона M☉[25]), розташований у напрямі сузір'я Стрільця. Цей об'єкт має назву Стрілець A* (англ. Sagittarius A*)[26], більшість вчених вважають його надмасивною чорною дірою[27]. Існує припущення, що більшість галактик мають надмасивні чорні діри у своєму ядрі[28]. Навколо масивної чорної діри обертається чорна діра меншого розміру[29] з масою від 1000 до 10 000 M☉ і періодом обертання близько 100 років та декілька тисяч порівняно невеликих[30].

Для центральних ділянок Галактики характерна сильна концентрація зір: у кожному кубічному парсеку поблизу центру їх міститься багато тисяч. Відстані між зорями в десятки і сотні разів менші, ніж в околицях Сонця. Як і в більшості інших галактик, розподіл маси у Чумацькому Шляху є таким, що орбітальна швидкість більшості зір цієї Галактики не залежить значною мірою від їх відстані від центру. Далі від центральної перемички та зовнішнього кола, звичайна швидкість обертання зір становить 210 — 240 км/сек. Таким чином, орбітальний період звичайної зірки прямо пропорційний лише довжині шляху, який вона долає. Це твердження не справджується стосовно сонячної системи, де різні орбіти мають суттєво різні швидкості обертання, що підтверджує існування темної матерії.

Вважається, що довжина галактичної перемички становить близько 27 000 світлових років[19]. Ця перемичка проходить крізь центр галактики під кутом 44 ± 10 градусів до лінії між нашим Сонцем та центром галактики. Вона складається переважно з червоних зір, які вважають дуже старими. Перемичку оточено кільцем, що має назву «Кільце у п'ять кілопарсеків». Це кільце містить більшу частину молекулярного водню Галактики і є найактивнішим регіоном зореутворення у нашій Галактиці. Якщо вести спостереження з галактики Андромеди, то галактична перемичка Чумацького Шляху була б найяскравішою його частиною[31].

Спіральні рукави
Структура спіральних рукавів Чумацького Шляху

Одним з найпомітніших утворень в дисках галактик, подібних до нашої, є спіральні гілки (або рукави). Вони дали назву цьому типу об'єктів — спіральні галактики. Спіральна структура в нашій Галактиці дуже добре розвинена. Уздовж рукавів в основному зосереджені наймолодші зірки, багато розсіяних зоряних скупчень і асоціації, а також ланцюжки щільних хмар міжзоряного газу, в яких продовжують утворюватися зорі. У спіральних гілках велика кількість змінних і спалахуючих зір, у них найчастіше спостерігаються вибухи деяких типів наднових. На відміну від гало, де будь-які прояви зоряної активності надзвичайно рідкісні, в гілках продовжується бурхливе життя, пов'язане з безперервним переходом речовини з міжзоряного простору в зірки і назад. Галактичне магнітне поле, яке пронизує весь газовий диск, також зосереджене головним чином у рукавах.

Кожен спіральний рукав описує логарифмічну спіраль із нахилом приблизно 12°. Вважається, що у нашій Галактиці існують чотири основні спіральні рукави, котрі беруть свій початок у галактичному центрі[джерело?]. Згідно із зображенням ліворуч ці рукави мають такі назви:

Рукав Оріона та Сонце
  • 1 Галактичне ядро і бар
  • 2 Трикілопарсековий (3кпс) Рукав
  • 3 рукав Косинця (Норма)
  • 4 Рукав Південного Хреста
  • 5 рукав Кіля (Carina)
  • 6 нововідкрите розширення Зовнішнього рукава
  • 7 Зовнішній рукав
  • 8 рукав Персея
  • 9 рукав Стрільця
  • 10 рукав Щита
  • 11 рукав Оріона
  • 12 Сонце

Поза межами основних спіральних рукавів розташоване Зовнішнє Кільце або Кільце Єдинорога. Воно складається із газу та зір, що були захоплені від інших галактик мільярди років тому. Існування цього кільця виявили астрономи Брайан Йанні та Хайді Н'юберг. Сучасні дослідження показують можливість відкриття нових рукавів Чумацького Шляху[32]

Розташування Сонця в Галактиці

Згідно з останніми науковими оцінками, відстань від Сонця до галактичного центру, становить 26 000 ± 1 400 світлових років[джерело?], у той час як згідно з попередніми оцінками наша зоря мала перебувати на відстані близько 35 000 світових років від бару[джерело?]. Це означає, що Сонце розташоване ближче до краю диску, ніж до його центру. Разом з іншими зорями Сонце обертається навколо центра Галактики зі швидкістю 220—240 км/с[33], роблячи один оберт приблизно за 200 млн років. Таким чином, за весь час існування Земля облетіла навколо центра Галактики не більше 30 разів.

В околицях Сонця вдається відстежити ділянки двох спіральних рукавів, які віддалені від нас приблизно на 3 тис. світлових років. За сузір'ями, де спостерігаються ці ділянки, їм дали назву рукав Стрільця та рукав Персея. Сонце розташовано майже посередині між цими спіральними гілками. Але порівняно близько від нас (за галактичними мірками), у сузір'ї Оріона, проходить ще один, не дуже чітко виражений рукав — рукав Оріона, який вважається відгалуженням одного з основних спіральних рукавів Галактики.

Швидкість обертання Сонця навколо центра Галактики майже збігається зі швидкістю хвилі ущільнення, що утворює спіральний рукав. Така ситуація загалом є нетиповою для Галактики у цілому: спіральні рукави обертаються з постійною кутовою швидкістю, як шпиці в колесах, а рух зір відбувається за іншою закономірністю[34], тому майже все зоряне населення диску то потрапляє всередину спіральних рукавів, то випадає з них. Єдине місце, де швидкості зір та спіральних рукавів збігаються — це так зване коротаційне коло, і саме на ньому розташоване Сонце.

Для Землі ця обставина надзвичайно важлива, оскільки у спіральних рукавах відбуваються бурхливі процеси, що утворюють потужне випромінювання, згубне для всього живого. І ніяка атмосфера не змогла б від нього захистити[джерело?]. Але наша планета існує у порівняно спокійному місці Галактики та протягом сотень мільйонів (або й мільярдів) років не піддавалась впливу цих космічних катаклізмів. Можливо саме тому на Землі змогло народитися та зберегтися життя.

Розташування й рух Чумацького Шляху у Всесвіті

Чумацький Шлях входить до складу Місцевої групи, яка налічує більше 50 галактик. Найбільшими серед них є Галактика Андромеди, власне Чумацький Шлях та Галактика Трикутника. Місцева група є частиною надскупчення Діви.

Складання карт реліктового випромінювання дозволило встановити, що Чумацький Шлях рухається щодо системи координат, у якій реліктове випромінювання ізотропне. Рух відбувається в напрямку сузір'я Лева зі швидкістю близько 600 км/с.

Супутники Галактики
Зоряні потоки у Чумацькому Шляху, виявлені за станом на 2007 рік

Наша Галактика є гігантською зоряною системою і логічно, що у неї мають бути супутники[джерело?]. Серед них найвідоміші такі карликові галактики, зоряні потоки та кулясті скупчення:

Зіткнення з галактикою Андромеди в майбутньому

За допомогою комп'ютерного моделювання, фахівці з Гарвард-Смітсонівського астрофізичного центру зробили висновок, що наша галактика та галактика Андромеди, які наближаються одна до одної зі швидкістю близько 500 тисяч км/год, врешті-решт об'єднаються. Це станеться приблизно через 2 мільярди років[джерело?].

Американський астрофізик Ітан Сіґель на основі модельних досліджень вважає, що Чумацький Шлях спершу поглине Велику й Малу Магелланові хмари, а через п'ять мільярдів років почне зливатися з Туманністю Андромеди.[35]

Див. також

Примітки
Монета НБУ номіналом 20 гривень «Чумацький Шлях». Аверс.
  1. http://www.nashenebo.in.ua/osvita/5-faktiv-pro-molochnyi-shliakh-iaki-vam-potribno-znaty
  2. https://sites.google.com/site/molocnijslah2/
  3. Щодо Чумацького Шляху слово «Галактика» пишеться з великої літери для уникнення плутанини з галактиками
  4. C. Alard (2001). Another bar in the Bulge. Astronomy and Astrophysics 379 (2): L44–L47. (англ.)
  5. Галактика // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 90. — ISBN 966-613-263-X.
  6. Чумацький шлях. poez.in.ua. Архів оригіналу за 10 вересня 2016. Процитовано 24 серпня 2016.
  7. Енциклопедія Коломийщини, зшиток 2, літера Б
  8. Connors, et al. (26 січня 2007). N-body simulations of the Magellanic stream. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Процитовано 26 січня 2007. (англ.)
  9. Licquia, Timothy C.; Newman, Jeffrey A.; Brinchmann, Jarle (13 серпня 2015). Unveiling the Milky Way: A New Technique for Determining the Optical Color and Luminosity of Our Galaxy. The Astrophysical Journal 809 (1). с. 96. ISSN 1538-4357. doi:10.1088/0004-637X/809/1/96. Процитовано 2 червня 2021.
  10. Скільки років Галактиці (рос.)
  11. Чумацький Шлях повний «осколків» древніх галактик. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 14 липня 2010.
  12. Астрономи знайшли відсутню ланку у «родоводі» Чумацького Шляху Архівовано 14 квітня 2010 у Wayback Machine. (рос.)
  13. Karachentsev, I. D.; Kashibadze, O. G. (2006). Masses of the local group and of the M81 group estimated from distortions in the local velocity field. Astrophysics 49 (1): 3–18.(англ.)
  14. The Milky Way (англ.). Students for the Exploration and Development of Space.
  15. Napiwotzki, R. (2009). The galactic population of white dwarfs. Journal of Physics: Conference Series (англ.) 172 (1). IOP Publishing. с. 012004.
  16. Neutron Stars. NASA (англ.). 23 серпня 2007. Архів оригіналу за 8 вересня 2018. Процитовано 5 квітня 2018.
  17. Black Holes. NASA (англ.). Архів оригіналу за 17 листопада 2017. Процитовано 5 квітня 2018.
  18. Scientists spot black hole so huge it «shouldn't even exist» in our galaxy (англ.). 27 листопада 2019.
  19. Форма Чумацького шляху виявилась не нормальною (рос.)
  20. Bar at Milky Way's heart revealed (англ.). New Scientist. 16 серпня 2005.
  21. Чумацький Шлях — наша Галактика (рос.)
  22. http://www.seds.org/messier/xtra/data/mwgc.dat.txt (англ.)
  23. The radial velocity dispersion profile of the Galactic halo: Constraining the density profile of the dark halo of the Milky Way, Battaglia et al. 2005, MNRAS, 364 (2005) 433 (англ.)
  24. Балдж // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 47. — ISBN 966-613-263-X.
  25. Астрономи зважили чорну діру в центрі Чумацького Шляху (рос.)
  26. Монстр в центрі Галактики перетворився у няньку (рос.)
  27. Доведене існування масивної чорної діри в центрі Галактики (рос.)
  28. Надмасивна чорна діра в центрі нашої Галактики швидко обертається (рос.)
  29. Друга чорна діра в центрі Чумацького Шляху постачає своєму «босу» молоді зорі на сніданок (рос.)
  30. Максим Борисов (11.01.2005). Рой черных дыр в нашей Галактике. Грани.Ру: Общество / Наука. Процитовано 12 липня 2019. (рос.)
  31. GRS-Introduction. GRS-Introduction. Boston University. 23 квітня 2006. Процитовано 12 липня 2019. (англ.)
  32. У Чумацькому шляху виявлено новий спіральний рукав
  33. Галактичні пірнання (рос.)
  34. Життя в Галактиці зберегли зоряні бунтівники (рос.)
  35. Ask Ethan: Is There a Way To Save Our Galaxy From Its ‘Inevitable’ Fate?. Forbes (англ.). 19 лютого 2021.

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.