Вигляд зоряного неба, особливо на сільському небі, прекрасний. Десятки яскравих зірок подібні до дорогоцінного каміння. Сотні тьмяних та ледь видимих зірок наповнюють одвічну картину дрібними деталями. У темну прозору ніч на небі можна побачити неозброєним оком близько 3000 зірок (і 6000 зірок, включаючи небо південної півкулі Землі). Виникає питання: невже зоряне небо – це тільки наша Галактика, Чумацький Шлях?Невже серед 6000 зірок на небі немає жодного світила, що належить іншим зоряним островам, адже галактик у Всесвіті мільярди?
Для людини, знайомої з астрономією, відповідь очевидна: на жаль, але це так. Усі зірки, видимі на небі, належать Чумацькому Шляху.
Усі зірки, які ми можемо бачити вночі неозброєним оком, належать нашій Галактиці. © Михайло Рева
Незважаючи на те, що кількість галактик у Всесвіті неймовірно велика, всі вони знаходяться дуже далеко від нас, і лише лічені одиниці видно на небі неозброєним оком. У північній півкулі це Туманність Андромедиі, за вкрай сприятливих атмосферних умов, за містом, а краще в горах, галактика Трикутника(М33). У південній півкулі можна побачити два супутники Чумацького Шляху, галактики Великеі Мале Магелланови Хмари. Туманність Андромеди і галактика М33 видно як невеликі туманні цятки, а Магелланови Хмари темної ночі справді схожі на хмарки, що відірвалися від Чумацького Шляху (див. відео нижче).
Тьмяне туманне світіння перерахованих вище галактик є сумарним світлом від десятків і сотень мільярдів зірок, що входять до їх складу. Можна уявити, наскільки величезна відстань, яка відокремлює нас від цих зіркових систем!
Та що там, ми бачимо далеко не всі зірки навіть нашої власної галактики, Чумацького Шляху! Одним із головних винуватців виступає міжзоряний пил, який поглинає світло дуже далеких зірок. Через це промінь нашого зору проникає приблизно на 10000 світлових років вздовж площини нашої галактики (вздовж доріжки Чумацького Шляху).
Але не тільки пил заважає нам насолоджуватися виглядом великої кількості зірок! Ще й величезні відстані між зірками. Так, якщо Сонце помістити на відстані 60 світлових років від Землі, воно перестане бути видимим неозброєним оком. Адже діаметр Чумацького Шляху становить не менше 100 тисяч світлових років! Не дивно, що навіть ті зірки, які знаходяться в межах 10000 світлових років від нас, зливаються в одну суцільну туманну доріжку, названу стародавнім Чумацьким Шляхом! Галактики ж знаходяться він нас на відстані сотень тисяч (Магелланові Хмари) та мільйонів (Туманність Андромеди та М33) світлових років. Ясно, що вони стануть для нас тьмяними туманними цятками і зірок у них не розрізнити не тільки неозброєним оком, а й навіть у великий аматорський телескоп.
І всеж іноді зірки інших галактик можна побачити неозброєним оком!Як це можливо? Дуже рідко, раз на кілька десятків чи сотень років у галактиці спалахує наднова зірка. Спалах наднової, по суті, є грандіозним вибухом, яким закінчує своє існування масивна зірка (після спалаху ядро зірки може перейти в принципово нову форму нейтронної зірки або чорної діри, або ж зовсім припинити існування). Під час вибуху виділяється стільки енергії, що протягом кількох місяців наднова зірка може випромінювати стільки ж світла, як і ціла галактика!
Якщо наднова спалахне в одній із перерахованих вище галактик, то ми, швидше за все, зможемо побачити її неозброєним оком! За прикладами далеко ходити не треба: у 1987 році наднова зірка запалилася у Великій Магеллановій Хмарі. Вона була чудово видно неозброєним оком у південній півкулі Землі як зірка 3-ї величини.
Не дивлячись на гігантське відстані до (що становить 2,54 млн св. років) вона все ж таки має видиму зоряну величину 3,44 і лінійний розмір 3,167×1° на зоряному небі, що дозволяє спостерігати її неозброєним оком на небі як трохи довгаста плямка. Це досягається тим, що Андромеда містить близько трильйона зірок (перевищуючи цим розміри принаймні в 2,5 рази і будучи найбільшою галактикою Місцевої групи). Проте незважаючи на величезну кількість зірок у ній, вона все ще поступається за своєю яскравістю приблизно 150 зіркам в обох півкулях зоряного неба.
Спостереження
Галактика Андромеди знаходиться в однойменному сузір'ї, але її пошук найкраще починати від легше знаходитися і рухатися через сузір'я або .
Сузір'я Пегаса : в даному випадку на продовженні сузір'я Пегаса нам необхідно буде знайти Альферац (найяскравішу зірку сузір'я Андромеди) від якої необхідно рухатися до Міраха, від якого ми повертаємо на 90 ° і шукаємо дві інші яскраві зірки цього сузір'я. Трохи далі другою з цих зірок буде Андромеда.
Сузір'я Кассіопеї : інший спосіб знаходження Андромеди також починається від Полярної зірки, але в даному випадку нам слід знайти сузір'я Кассіопеї, що виглядає на небі як літера M або W залежно від його положення. На продовженні лінії Полярна зірка-Шедар (2-ї зірки праворуч цього сузір'я) трохи далі від половини дистанції між ними буде галактика Андромеди.
Історія спостережень
Так як ця галактика видно неозброєним оком, перші згадки про неї датуються 946 н.е. Але до появи сучасних багатометрових телескопів розрізнити окремі зірки у ній було неможливо, отже справжня природа цього об'єкта ховалася від спостерігачів під масою невеликої туманності нашій галактиці. Перші ознаки її позагалактичного походження були отримані за допомогою спектрального аналізу, зробленого в 1912 (виявилося, що вона рухається в наш бік зі швидкістю в 300 км/с) і зареєстрованого в 1917 вибуху наднової (який дав перше наближене значення дистанції до неї - 500 тис. святих років). Проте остаточну крапку в суперечках вчених вдалося поставити лише Едвіну Хаблу.
Галактика- Це величезна зіркова система, що обертається. Крім нашої Галактики, існує безліч інших, різноманітних як на вигляд, так і за фізичними характеристиками.
Галактики великого розміру зазвичай відокремлені одна від одної у просторі відстанями у кілька мегапарсек. Парсек(російське скорочення: пк; міжнародне скорочення: pc) - поширена в астрономії позасистемна одиниця виміру відстаней. 1пк = 3,2616 світлового року. Невеликі галактики часто знаходяться поблизу галактик-гігантів та є їх супутниками. На цій картинці показана спіральна галактика NGC 4414 із сузір'я Волосся Вероніки діаметром близько 17 000 парсек, що знаходиться на відстані приблизно 20 мегапарсек від Землі.
Чи можна побачити інші галактики неозброєним оком?
Так можна. Але лише найближчі до нас. Такими є три галактики: Велике та Мале Магелланові Хмари та Туманність Андромеди. З великими труднощами можна побачити галактику Трикутника та галактику Боде. Інші галактики можна побачити в телескопі як туманні плями різної форми – це надзвичайно далекі об'єкти. Навіть відстань до найближчих із них прийнято вимірювати у мегапарсеках.
Скільки всього галактик?
Точну кількість назвати неможливо. Але зображення далекого космосу, отримані на початку 1990-х років на космічному телескопі «Хаббл», показують очевидно, що в нашому Всесвіті існують сотні мільярдів галактик. Є галактики з власними іменами, наприклад, вже наведені в цій статті назви галактик, а також галактики Веретено, Пуголовок, Антени, Миші, Соняшник, Сигара, Феєрверк, Скульптор, Спляча Красуня та ін. Деякі галактики позначені лише літерами та цифрами: , галактика М102, галактика NGC 3314A та ін.
Як сказано вище, галактики бувають різноманітними формою: серед них можна виділити сфероподібні еліптичні галактики, дискові спіральні галактики, галактики з перемичкою (баром), карликові, неправильні і т. д. Їх маса варіюється від 107 до 1012 мас Сонця. Порівняємо: маса нашої галактики Чумацький Шлях дорівнює 2 1011 мас Сонця. Діаметр галактик також різноманітний: від 16 до 800 тисяч світлових років. Порівняємо: діаметр нашої галактики близько 100 000 світлових років.
Будова галактик
Ми вже знаємо, що галактика – це гігантська гравітаційно-пов'язана система зі зірок та зоряних скупчень, міжзоряного газу та пилу та темної матерії. Знаємо також, що чорна матерія недоступна для прямих спостережень сучасними засобами астрономії, т.к. не випромінює електромагнітного або нейтринного випромінювання для спостережень інтенсивності та не поглинає їх. Тому вона є однією з невирішених проблем будови галактик. Вона може становити до 90% від загальної маси галактики, а може й повністю бути відсутнім, як у деяких карликових галактиках.
У просторі галактики розподілені нерівномірно: лише у області може бути ціла група близьких галактик, але не виявити жодної, навіть найменшої галактики (так звані войды).
Класифікація галактик
В даний час використовується введена Хаблом класифікація. Вона заснована на зовнішньому вигляді галактик і ділить їх на три класи: еліптичні, спіральні та неправильні. Частково ця класифікація включає і фізичні відмінності.
Еліптичні (тип Е)мають форму еліпсоїда. Просторова щільність зірок у яких поступово зменшується від центру до периферії. Більшість із них майже позбавлена міжзоряного газу, тому там не відбувається формування молодих зірок, вони складаються із старих зірок типу Сонця. Обертання їх відбувається з невеликою швидкістю (менше 100 км/сек.). Але саме серед еліптичних зустрічаються найпотужніші галактики.
Спіральні (тип S)складаються як би з двох підсистем: сферичної та дискової. Перша нагадує еліптичну галактику, дискова сильно стиснута і містить, окрім старих, молоді зірки та міжзоряні газ та пил. Зірки диска та хмари газу обертаються навколо центру галактики зі швидкістю 150-300 км/сек. Більш щільні хмари газу та молоді зірки зосереджені в спіральних рукавах, які виходять або з ядра, або з кінців світлої перемички (бару), що перетинає ядро. Такою є наша галактика Чумацький Шлях. До спіральних відноситься також галактика Туманність Андромеди.
Неправильні (тип Ir)мають відносно невелику масу та розмір, характеризуються клапчастою структурою – це пов'язано з наявністю кількох вогнищ зіркоутворення. До такого типу галактик належать Магелланові хмари.
Існують ще проміжні типи галактик: лінзовідні, карликові, компактні, радіогалактики (з інтенсивним радіовипромінюванням), сейфертовські (спіральні, в ядрах яких спостерігаються активні процеси).
Великі галактики зустрічаються парами чи групами: наприклад, Місцева група галактик. Бувають взаємодіючігалактики, що їх відкрив астроном Б.А. Воронцов-Вельяминов – тісні групи, у яких галактики майже стикаються друг з одним і навіть проникають друг в друга. Форма таких галактик сильно спотворюється.
Скупчення галактик(Об'єднання в кілька сотень галактик) мають зазвичай сферичну або еліпсоїдальну форму. Найближче до нас скупчення галактик знаходиться в сузір'ї Діви, воно є центром Місцевого надскупчення галактик – системи, що об'єднує кілька скупчень галактик, у тому числі місцеву групу. Надскупчення(Тисячі галактик) зазвичай мають плоску або сигароподібну форму. Як з'ясували астрономи, галактики розбігаються, тобто. відстані між скупченнями та надскопленнями постійно збільшуються. Це з розширенням Всесвіту.
Наша Галактика є однією з галактик Місцевої групи, домінуючи в ній разом із Андромедою. У місцевій групі діаметром близько одного мегапарсека знаходяться більше 40 галактик. Сама Місцева група є частиною надскупчення Діви, головну роль у якому відіграє скупчення Діви, до якої наша Галактика не входить.
У цій посаді коротко, у формі «питання-відповідь», розповідано про багато цікавих фактів і явищ, що відбуваються у всесвіті. Чому зірки мерехтять? Скільки років всесвіту? Чи велика чорна дірка? Як довго летіти до інших планет? І багато іншого у продовженні посту. Простенько і дуже повчально.
Запитання:
Багато вчених думають, що Всесвіт почався з Великого вибуху. А що було раніше?
Відповідь:
Вчені вважають, що нічого не було. Саме час почався з Великого вибуху.
Запитання:
Чи правда, що, дивлячись у космос, можна побачити минуле?
Відповідь:
Так. Дивлячись у глибокий космос, ви бачите світло, послане віддаленим об'єктом багато років тому. Чим далі об'єкт, тим довше добирається до нас його світло і тим далі ви заглибитеся в минуле, коли побачите це світло. Наприклад, ми бачимо Сонце таким, яким воно було вісім хвилин тому, Альфу Кентавра - якою вона була чотири роки тому, а галактику Андромеди - якою вона була 2,9 млн. років тому. Вчені думають, що найвіддаленіші об'єкти ми бачимо такими, якими вони були на початку еволюції Всесвіту.
Запитання:
Чи велика чорна дірка?
Відповідь:
Невідомо, бо ніхто її ніколи не бачив. Вчені вважають, що її найменший розмір може бути такий, як у невеликого міста, а найбільший - як у гігантської планети Юпітер чи навіть більше.
Запитання:
Чи можна побачити із Землі інші галактики?
Відповідь:
Так. У великому телескопі можна побачити багато тисяч галактик. Навіть неозброєним оком видно три з нік: Велике та Мале Магелланови Хмари та М31 - галактика Андромеди
Запитання:
Як довго проживе Сонце?
Відповідь:
Вчені підрахували, що Сонце проживе ще від 4,5 до 5 млрд років.
Запитання:
Скільки зірок у Всесвіті?
Відповідь:
Ніхто точно не знає. В одній тільки галактиці Чумацький Шлях їх близько 100 млрд. Зараз астрономи вважають, що у Всесвіті багато мільйонів галактик і в кожній з них приблизно стільки ж зірок, як у нашому Чумацькому Шляху. Мабуть, ми ніколи не дізнаємося точно, скільки всього зірок.
Запитання:
Чому зірки мерехтять?
Відповідь:
Проходячи крізь атмосферу Землі, світло зірки відхиляється та заломлюється. Кут відхилення залежить від температури повітря. Проходячи крізь теплі та холодні шари, промені заломлюються і ніби приходять до нас відразу з кількох сторін. Тому зірки і здаються мерехтливими.
Запитання:
Чи космічні кораблі зможуть сісти на всі планети Сонячної системи?
Відповідь:
Ні, тільки на тверді планети: Меркурій, Венеру, Землю, Марс та Плутон. А Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун - газові гіганти, величезні кулі з газу та рідини, оез твердої оболонки. Але вони мають багато місяців, куди посадка можлива.
Запитання:
Як виглядає нічне небо на Місяці?
Відповідь:
На Місяці немає атмосфери, і небо завжди ясне. Сонні і там заважає спостерігати всі зірки, але, коли воно сідає, зірки видно набагато ясніше, ніж із Землі. Видно у місячному небі та Земля у вигляді великої, блакитної з білої кулі. У біноклі можна розглянути материки і навіть деякі міста (вночі). Подібно до Місяця, Земля проходить через різні фази.
Запитання:
Чому Марс червоний?
Відповідь:
Ґрунт Марса містить багато заліза, що за мільйони років перетворився на червону іржу.
Запитання:
Деякі люди стверджують, що бачили інопланетян. Чи існують інопланетяни?
Відповідь:
Ніхто цього точно не знає. Багато людей присягаються, що бачили «прибуль», але не можуть це довести. Вчені вважають, що в нашій Галактиці багато зірок мають власні планети, а при мільйонах галактик у Всесвіті планет має бути безліч. Фахівці виявляють і в нашій Сонячній системі речовини органічного походження. Їх знайшли на Марсі і під крижаною корою Європи, одним із місяців Юпітера. Але поки що ніхто не знайшов там «прибульців».
Запитання:
Скільки сонячної системи астероїдів?
Відповідь:
Точної кількості ніхто не знає, але їх напевно багато тисяч. І не тільки в поясі астероїдів, а й у всьому просторі, так що навряд чи астероїди колись вдасться перерахувати.
Запитання:
Чи потрапляв у когось із мешканців Землі метеорит?
Відповідь:
Так, але не турбуйтеся: це трапляється дуже рідко. На початку 90-х років. XX ст. одна людина була поранена метеоритом, коли проїжджала автострадою в Німеччині. А на початку 900-х років. Хл ст. метеорит, що впав, убив собаку.
Запитання:
Яка комета була найбільшою?
Відповідь:
У найбільшої комети 1811 голова (хмара газу) була
діаметром понад 2 млн км – більше Сонця. Велика комета 1843 мала хвіст довжиною 330 млн км - як від Сонця до Марса.
Запитання:
Чи видно із Землі штучні супутники?
Відповідь:
Так, вони схожі на зірки, що повільно пливуть небом. Цим вони відрізняються від літаків, що проносяться досить швидко. Іноді штучні супутники можна побачити на небі кожні кілька хвилин.
Запитання:
Як стати космонавтом?
Відповідь:
Найкращий спосіб - стати спочатку вченим, наприклад, хіміком, астрономом, інженером. Потрібна вища освіта та спеціалізація в галузі науки, яка може знадобитися в космосі. Корисно також навчитися керувати літаком. Потім зверніться до Центру підготовки космонавтів із проханням прийняти вас у кандидати. Якщо вас приймуть, знадобляться ще чотири-п'ять років тренувань. Можливо, вам пощастить і вас відберуть для участі в експедиції.
Запитання:
Чому для польотів у космосі завжди використовуються ракети? Чому не можна використовувати щось на зразок літаків?
Відповідь:
Турбіни літаків споживають дуже багато повітря, але його майже немає у верхніх шарах атмосфери. Там поки що годяться тільки ракети. Вони викидають струмінь газів із величезною силою та розганяють космічний корабель до колосальної швидкості. Вчені продовжують працювати над турбінами, придатними на краю атмосфери. Поки що вдалося створити лише човники (шатли). Вони можуть приземлятися як літаки, але злітають все ще за допомогою ракет.
Запитання:
Скільки часу знадобиться космонавтам, щоб долетіти до Плутона?
Відповідь:
Космічний корабель типу «Аполлон» (такий, який літав на Місяць) зміг би долетіти до Плутона за 86 років.
Запитання:
У деяких фантастичних фільмах людей для транспортування розкладають спочатку на атоми, а потім передають в інше місце променем. Чи це можливо насправді?
Відповідь:
Ні. Для такого транспортування потрібно було б на місці прибуття зібрати і з'єднати всі атоми людського тіла точно в колишньому порядку. Але зробити це неможливо, оскільки атоми перебувають у постійному русі.
Який звучить ось так: Ось таке питання. Всі, напевно, бачили зображення нашої галактики. Багато фільмів документальних дивився на космічну тематику, але ніде не пояснюється звідки ці зображення беруться. Як дізналися, що галактика має спіральну форму, а не форму диска, наприклад. Ми ж у площині спіралі знаходимося?
Давайте розберемося, що і як. Усвідомити зв'язок Чумацького Шляху, що перекинувся через нічне небозведення, з поняттям «наш будинок» досить важко. У століття, що горить електричними вогнями, Чумацький Шлях для мешканців міст практично недоступний. Побачити його можна лише далеко від міських вогнів, причому у певний час року. Особливо гарний у наших широтах він буває у серпні, коли проходить через область зеніту і, наче гігантська небесна арка, височить над сплячою Землею.
На берегах молочної
Таємниця Чумацького Шляху не давала людям спокою протягом багатьох століть. У міфах і легендах багатьох народів світу його називали Дорогою Богів, таємничим Зоряним Містом, що веде до райських кущів, чарівною Небесною Річкою, наповненою божественним молоком. Вважають, що він мав на увазі, коли старовинні російські казки говорили про молочній річці з кисельними берегами. А мешканці стародавньої Еллади звали його Galaxias kuklos, що означає "молочне коло". Звідси і походить звичне сьогодні слово Галактика. Але в будь-якому випадку Чумацький Шлях, як і все, що можна побачити на небі, вважався священним. Йому поклонялися, на його честь будували храми. Між іншим, мало хто знає, що ялинка, яку ми прикрашаємо на Новий рік, є не що інше, як відлуння тих стародавніх культів, коли Чумацький Шлях уявлявся нашим предкам віссю Всесвіту, Світовим Деревом, на невидимих гілках якого зріють плоди зірок. Саме на Новий рік Чумацький Шлях «коштує» вертикально, ніби стовбур, що піднімається з-за горизонту. Ось чому наслідування дерева небесного, що вічно плодоносить, на початку нового річного циклу вбирали дерево земне. Вірили, що це давало надію на майбутній урожай та прихильність богів. Що ж таке Чумацький Шлях, чому він світиться і світиться неоднорідно, то ллється по широкому руслу, то раптом поділяється на два рукави? Науковій історії цього питання можна нарахувати щонайменше 2 000 років.
Так, Платон називав Чумацький Шлях швом, що з'єднує небесні півкулі, Демокріт і Анаксагор говорили, що його підсвічують зірки, а Аристотель пояснював його парами, що світяться, що розташовуються під Місяцем. Було й інше припущення, висловлене римським поетом Марком Манілієм: можливо, Чумацький Шлях - це сяйво маленьких зірок, що зливається. Який недалекий був він від істини. Але підтвердити її, спостерігаючи за зірками неозброєним оком, було неможливо. Таємниця Чумацького Шляху відкрилася тільки в 1610 році, коли знаменитий Галілео Галілей навів на нього свій перший телескоп, у який побачив «неосяжне скупчення зірок», які для неозброєного ока зливаються в суцільну білу смугу. Галілей був вражений, він зрозумів, що неоднорідність, навіть клаптуваті будови білої смуги пояснюється тим, що вона складається з безлічі зоряних скупчень і темних хмар. Їхня комбінація і створює неповторний образ Чумацького Шляху. Однак чомусь неяскраві зірки концентруються у вузьку смугу, зрозуміти на той момент було неможливо. У русі зірок у Галактиці вчені розрізняють цілі зіркові потоки. Зірки у яких пов'язані друг з одним. Не варто плутати зіркові потоки з сузір'ями, обриси яких часто можуть бути простою грою природи і бути пов'язаною групою тільки при спостереженні з Сонячної системи. Насправді ж буває, що в одному сузір'ї опиняються зірки, що належать до різних потоків. Наприклад, у відомому всім ковші Великої Ведмедиці (найпомітнішій постаті цього сузір'я) лише п'ять зірок із середини ковша належать одному потоку, перша ж і остання у характерній фігурі – вже з іншого потоку. І при цьому в одному потоці з п'ятьма серединними зірками знаходиться знаменитий Сіріус - найяскравіша зірка нашого неба, що належить зовсім іншому сузір'ю.
Проектувальник Всесвіту
Ще одним дослідником Чумацького Шляху став у XVIII столітті Вільям Гершель. Будучи музикантом та композитором, він займався наукою про зірок та виготовлення телескопів. Останній був вагою в тонну, мав діаметр дзеркала 147 сантиметрів і довжину труби цілих 12 метрів. Однак більшість своїх відкриттів, які стали закономірною нагородою за старанність, Гершель зробив за допомогою телескопа, удвічі меншого за цього гіганта. Одне з найважливіших відкриттів, як його називав сам Гершель, був Великий План Всесвіту. Метод, який він застосував, виявився простим підрахунком зірок у зору телескопа. І, звичайно, у різних частинах неба виявилася різна кількість зірок. (Ділян неба, де проводився підрахунок зірок, вийшло понад тисячу.) На основі цих спостережень Гершель зробив висновок про форму Чумацького Шляху вже як про зірковий остров у Всесвіті, якому належить і Сонце. Він навіть намалював схематичний малюнок, з якого видно, що наша зіркова система має неправильну витягнуту форму і нагадує гігантське жорно. Ну а оскільки це жорно оточує наш світ кільцем, то, отже, Сонце знаходиться всередині нього і розташоване десь поблизу центральної частини.
Саме так намалював Гершель, і ця вистава дожила в умах вчених майже до середини минулого століття. З висновків Гершеля та її послідовників виходило, що Сонце має у Галактиці, званої Чумацьким Шляхом, особливе центральне становище. Така структура була чимось схожа на геоцентричну систему світу, прийняту до епохи Коперника, з тією різницею, що раніше центром Всесвіту вважалася Земля, а тепер Сонце. І все ж таки, залишалося незрозумілим, чи є за межами зоряного острова, інакше - нашої Галактики, інші зірки?
Будова нашої Галактики (вид збоку)
Телескопи Гершеля дозволили наблизитись до розгадки і цієї таємниці. Вчений виявив на небі безліч слабких туманних плям, що світяться, і досліджував найбільш яскраві з них. Побачивши, що деякі з плям розпадаються на зірки, Гершель зробив сміливий висновок, що це не що інше, як інші зоряні острови, подібні до нашого Чумацького Шляху, тільки дуже далекі. Саме тоді він запропонував, щоб уникнути плутанини писати назву нашого Світу з великої літери, а решту - з малої. Так само сталося зі словом Галактика. Коли ми пишемо його з великої літери, то маємо на увазі наш Чумацький Шлях, коли з малої - всі інші галактики. Сьогодні терміном Чумацький Шлях астрономи називають і «молочну річку», видиму на нічному небі, і всю нашу Галактику, яка складається з сотень мільярдів зірок. Таким чином, цей термін вживається у двох сенсах: в одному – при розмові про зірки на Земному небі, в іншому – при обговоренні устрою Всесвіту. Наявність спіральних гілок у Галактики вчені пояснюють гігантськими хвилями стиснення та розрідження міжзоряного газу, що йдуть галактичним диском. Через те, що орбітальна швидкість Сонця майже збіглася зі швидкістю руху хвиль стиснення, воно залишається попереду фронту хвилі вже кілька мільярдів років. Ця обставина мала велике значення для життя на Землі. Спіральні гілки містять безліч зірок високої світності та маси. А якщо маса зірки велика, близько десятка мас Сонця, на неї чекає незавидна доля, що закінчується грандіозною космічною катастрофою - вибухом, званим спалахом наднової зірки.
При цьому спалах буває настільки сильним, що ця зірка світить, як усі зірки Галактики, разом узяті. Такі катастрофи астрономи часто фіксують в інших галактиках, проте в нашій останні кілька сотень років подібного не відбувається. При вибуху наднової виникає потужна хвиля жорсткого випромінювання, здатна знищити все живе по дорозі. Можливо, саме через унікальне становище в Галактиці нашої цивілізації вдалося розвинутися настільки, що її представники намагаються пізнати свій зірковий острів. Виходить, що можливих братів за розумом можна шукати тільки в тихих галактичних «закутках», на зразок нашого.
Спіральна галактика NGC 3982 знаходиться за 60 млн світлових років від Чумацького Шляху, у сузір'ї Велика Ведмедиця. NGC 3982 складається із зоряних скупчень, газо-пилових хмар та темних туманностей, які, у свою чергу, закручені у кілька рукавів. Спостерігати за NGC 3982 із Землі можна навіть у невеликий телескоп. Однак, при найближчому розгляді галактикиза допомогою телескопа Хаббл, вчені виявили 13 змінних зірок та 26 кандидатів у цефеїди з періодами від 10 до 45 діб. Крім того, при спостереженні за галактикою було виявлено освіту наднової зірки, Яка отримала ім'я SN 1998aq.
Цефеїди - маяки Всесвіту
У розумінні будови «власної» Галактики велику роль відіграли дослідження туманності Андромеди. Туманні плями на небосхилі були відомі давно, але їх вважали або клаптиками, що відірвалися від Чумацького Шляху, або далекими зірками, що зливаються в суцільну масу. Але одна з таких плям, відома як туманність Андромеди, була найяскравіша і привертала до себе найбільшу увагу. Його порівнювали і з хмарою, що світилася, і з полум'ям свічки, а один астроном навіть вважав, що в цьому місці кришталевий купол небес тонший, ніж в інших, і на Землю крізь нього ллється світло Царства Божого. Туманність Андромеди справді захоплююче видовище. Якби наші очі були більш чутливі до світла, вона постала б нам не маленькою витягнутою туманною цяткою, десь у чверть місячного диска (це її центральна частина), а освітою, що в сім разів перевищує повний Місяць. Але це ще не все. Сучасні телескопи бачать туманність Андромеди такою, що на її площі вміщується до 70 повних місяців.
Зрозуміти структуру туманності Андромеди вдалося лише у 20-х роках минулого століття. Це зробив за допомогою телескопа з діаметром дзеркала 2,5 м американський астрофізик Едвін Хаббл. Він отримав знімки, на яких красувався, тепер уже не було сумнівів, гігантський зірковий острів, що складається з мільярдів зірок, - інша галактика. А спостереження окремих зірок туманності Андромеди дозволили вирішити ще одне завдання – обчислити відстань до неї. Справа в тому, що у Всесвіті існують так звані цефеїди - змінні зірки, які пульсують завдяки внутрішнім фізичним процесам, що змінюють їхній блиск.
Ці зміни відбуваються з певним періодом: чим період більший, тим вища світність цефеїди - енергія, що виділяється зіркою в одиницю часу. А по ній можна визначити й відстань до зірки. Так, наприклад, цефеїди, виявлені у туманності Андромеди, дозволили визначити відстань до неї. Воно виявилося величезним – 2 мільйони світлових років. Втім, це лише одна з найближчих до нас галактик, яких, як виявилося, у Всесвіті безліч. Чим потужнішими ставали телескопи, тим ясніше окреслювалися варіанти будови галактик, що спостерігалися астрономами, які виявилися дуже незвичайними. Серед них є так звані неправильні, які не мають симетричної структури, є еліптичні, а є спіральні. Ось вони і здаються найбільш цікавими та загадковими. Уявіть собі яскраво сяючу серцевину, з якої виходять велетенські спіральні гілки, що світяться. Є галактики, у яких яскравіше виражена саме серцевина, а інші домінують гілки. Існують і галактики, де гілки виходять не з серцевини, а з особливої перемички – бару. То до якого ж типу віднести наш Чумацький Шлях? Адже, перебуваючи всередині Галактики, зрозуміти її будову набагато складніше, ніж спостерігаючи збоку. Відповісти на це питання допомогла сама природа: галактики по відношенню до нас «розкидані» в різних положеннях. Одні ми можемо бачити з ребра, інші «плашмя», треті – у різних ракурсах. Довгий час вважалося, що найближча до нас галактика – Велика Магелланова Хмара. Сьогодні відомо, що це негаразд.
У 1994 році космічні відстані були виміряні точніше, і першість здобула карликова галактика в сузір'ї Стрільця. Проте нещодавно і це твердження довелося переглянути. У сузір'ї Великого Пса виявився ще ближчий сусід нашої Галактики. Від нього до центру Чумацького Шляху лише 42 тисячі світлових років. Всього відомо 25 галактик, що становлять так звану Місцеву систему, тобто спільноту галактик, безпосередньо пов'язаних один з одним гравітаційними силами. Діаметр місцевої системи галактик дорівнює приблизно трьом мільйонам світлових років. У Місцеву систему крім нашого Чумацького Шляху та його супутників входить туманність Андромеди, найближча до нас гігантська галактика з її супутниками, а також ще одна спіральна галактика сузір'я Трикутника. Вона повернута до нас «плашмя». Домінує у Місцевій системі, безумовно, туманність Андромеди. Вона в півтора рази масивніша за Чумацький Шлях.
Прекрасна спіральна галактика NGC 5584 у сузір'ї Діви. На цьому знімку «Хаббла» видно деякі найбільш яскраві зірки галактики, серед яких є змінні зірки, що періодично змінюють свій блиск, - цефеїди. Досліджуючи цефеїди у різних галактиках, астрономи здатні виміряти швидкість розширення Всесвіту. Фото: NASA, ESA.
Окраїна зіркової провінції
Якщо цефеїди туманності Андромеди дозволили зрозуміти, що вона знаходиться далеко за межами нашої Галактики, вивчення більш близьких цефеїд дозволило визначити положення Сонця всередині Галактики. Першопрохідником тут був американський астрофізик Харлоу Шеплі. Одним із об'єктів його інтересу стали кульові зоряні скупчення, настільки щільні, що їх серцевина зливається в суцільне сяйво. Найбільш багата кульовими скупченнями область розташована у напрямку зодіакального сузір'я Стрільця. Відомі вони і в інших галактиках, причому ці скупчення завжди концентруються поблизу галактичних ядер. Якщо припустити, що закони для Всесвіту єдині, можна дійти невтішного висновку, що так само має бути влаштована і наша Галактика. Шеплі знайшов у її кульових скупченнях цефеїди і виміряв відстань до них. Виявилося, що Сонце розташоване зовсім не в центрі Чумацького Шляху, а на його околиці, можна сказати, у зоряній провінції, на відстані 25 тисяч світлових років від центру. Так, вдруге після Коперника було розвінчано уявлення про наше особливе привілейоване становище у Всесвіті.
Де ядро?
Зрозумівши, що ми на периферії Галактики, вчені зацікавилися її центром. Очікувалося, що вона, як і в інших зоряних островів, має ядро, з якого виходять спіральні гілки. Саме їх ми бачимо, як світлу смугу Чумацького Шляху, але – бачимо зсередини, з ребра. Ці спіральні гілки, проецируясь одна на одну, неможливо зрозуміти, скільки їх і як вони влаштовані. Більше того, ядра інших галактик яскраво сяють. Але чому ж цього сяйва не видно в нашій Галактиці, чи можливе те, що вона не має ядра? Розгадка прийшла знову-таки завдяки спостереженням інших. Вчені звернули увагу, що в спіральних туманностях, до типу яких відносили і нашу Галактику, буває чітко видно темний прошарок. Це не що інше, як скупчення міжзоряних газу та пилу. Вони й дозволили відповісти на запитання - чому ми не бачимо власного ядра: наша Сонячна система розташована якраз у такій точці Галактики, що гігантські темні хмари загороджують ядро для земного спостерігача. Тепер можна відповісти і на запитання: чому Чумацький Шлях роздвоюється на два рукави? Як виявилося, його центральну частину затуляють сильні пилові хмари. Насправді за пилом знаходяться мільярди зірок, у тому числі й центр нашої Галактики. Дослідження також показали, що якби пилова хмара не заважала нам, земляни спостерігали б грандіозне видовище: гігантський сяючий еліпсоїд ядра з незліченною кількістю зірок займав би в небі площу понад сто місяців.
Чумацький шлях та Туманність Андромеди
Супероб'єкт Стрілець А*
Побачити ядро Галактики за цією пиловою хмарою допомогли телескопи, що працюють у таких діапазонах спектра електромагнітних випромінювань, яким пиловий щит не перешкода. Але більшість із цих випромінювань затримується атмосферою Землі, тому сьогоднішньому етапі істотну роль пізнанні Галактики грають космонавтика і радіоастрономія. Виявилося, що центр Чумацького Шляху добре світиться у радіодіапазоні.
Особливо зацікавив вчених так зване радіоджерело Стрілець А* - якийсь об'єкт у Галактиці, що активно випромінює радіохвилі та рентгенівські промені. Сьогодні можна вважати фактично доведеним, що у сузір'ї Стрільця розташований таємничий космічний об'єкт – надмасивна чорна діра. За оцінками, маса її може дорівнювати масі 3 мільйонів сонців. Цей об'єкт жахливої густини має настільки потужне гравітаційне поле, що з нього не може вирватися навіть світло. Природно, сама чорна дірка не світиться в жодному діапазоні, але речовина, що падає на неї, випромінює рентгенівські промені і дозволяє виявити місцезнаходження космічного «потвори».
Щоправда, випромінювання Стрільця А* слабше, ніж те, що виявлено у ядрах інших галактик. Можливо, це пов'язано з тим, що падіння речовини здійснюється неінтенсивно, але коли воно відбувається, фіксується спалах рентгенівського випромінювання. Один раз яскравість об'єкта Стрілець А* збільшилася буквально за хвилини – подібне неможливе для великої освіти. Отже, цей об'єкт компактний і може бути лише чорна діра. До речі, щоб перетворити Землю на чорну дірку, її потрібно стиснути до розміру сірникової коробки. Взагалі, в центрі нашої Галактики виявлено чимало змінних рентгенівських джерел, які, можливо, є дрібнішими чорними дірками, що групуються навколо центральної надмасивної. Саме за ними сьогодні спостерігає американська космічна рентгенівська обсерваторія "Чандра". Ще одне підтвердження наявності надмасивної чорної діри в центрі ядра нашої Галактики дало дослідження руху зірок, що знаходяться в безпосередній близькості від ядра. Так, в інфрачервоному діапазоні астрономам вдалося поспостерігати рух зірки, що проскочила від центру ядра на нікчемній по галактичних масштабах відстані: всього втричі перевищує радіус орбіти Плутона. Параметри орбіти руху цієї зірки говорять про те, що вона знаходиться поблизу компактного невидимого об'єкта, що має жахливе поле тяжіння. Таким може бути лише чорна дірка, причому надмасивна. Її дослідження продовжуються.
Усередині оріонова рукова
Про влаштування спіральних гілок нашої Галактики інформації напрочуд мало. На вигляд Чумацького Шляху можна судити лише у тому, що Галактика має форму диска. І лише за допомогою спостережень за випромінюванням міжзоряного водню - найпоширенішого елемента у Всесвіті - вдалося деякою мірою реконструювати картину рукавів Чумацького шляху. Це стало можливим знову ж таки завдяки аналогії: в інших галактиках водень концентрується вздовж спіральних рукавів. Там же розташовані й області зіркоутворення – безліч молодих зірок, скупчень пилу та газу – газопилових туманностей. У 50-х роках минулого століття вченим вдалося скласти картину розподілу хмар іонізованого водню, що знаходяться в галактичному околиці Сонця. З'ясувалося, що існують принаймні три ділянки, які можна було б ототожнити зі спіральними рукавами Чумацького Шляху. Один із них, найближчий до нас, вчені назвали рукавом Оріона-Лебедя. Даліший від нас і, відповідно, близький до центру Галактики названий рукавом Стрільця-Киля, а периферійний - рукавом Персея. Але досліджувана галактична околиця обмежена: міжзоряний пил поглинає світло далеких зірок і водню, отже зрозуміти подальший малюнок спіральних гілок стає неможливим. Однак там, де не може допомогти астрономія оптична, на допомогу приходять радіотелескопи. Відомо, що атоми водню випромінюють на довжині хвилі 21 см. Саме це випромінювання став ловити голландський астрофізик Ян Оорт. Картина, отримана ним 1954 року, вражала. Спіральні гілки Чумацького Шляху тепер можна було простежити на величезних відстанях. Сумнівів більше не було: Чумацький Шлях є спіральною зоряною системою, схожою на туманність Андромеди. Тільки детальної картини спірального візерунка Чумацького Шляху ми поки що не маємо: його гілки зливаються одна з одною і визначити відстань до них дуже важко.
Клікабельно 1800 рх
Автори та права: Серж Бруньє, Переклад: Колпакова А.В.
Пояснення: Підніміться на висоту 5 тисяч метрів над рівнем моря біля Сьєрро-Чайнантор у північних Андах у Чилі, і Ви побачите нічне небо, подібне до зображеного на малюнку. Ця фотографія зроблена саме на високогірному сухому місці за допомогою об'єктива «риб'яче око». На фотографії знято міріади зірок та протяжні пилові хмари нашої Галактики. Напрямок центр Галактики перебуває поблизу зеніту, тобто. в центрі зображення, однак сам галактичний центр прихований від нас, оскільки розташований за поглинаючим світло пилом. Над центральним балджем Чумацького шляху сяє Юпітер. Правіше за Юпітера видно менш яскравий жовтий гігант Антарес. У правого краю зображення видно невелику слабку цятку - це одна з численних галактик-супутників Чумацького шляху, Мала Магелланова Хмара.
Зіркові підсумки
На сьогоднішній день відомо, що наша Галактика – це гігантська зіркова система, що включає сотні мільярдів зірок. Усі зірки, які ми бачимо над головою у ясну ніч, належать нашій Галактиці. Якби ми могли переміститися в просторі і поглянути на Чумацький Шлях з боку, на наш погляд з'явилося б зіркове місто у вигляді величезної літаючої тарілки діаметром у 100 тисяч світлових років. У її центрі ми побачили б помітне потовщення- бар - діаметром 20 тисяч світлових років, від якого в простір йдуть велетенські спіральні гілки. Незважаючи на те, що зовнішній вигляд Галактики говорить про плоску систему, це не зовсім так.
Навколо неї тягнеться так зване гало, хмара розрідженої речовини. Його радіус сягає 150 тисяч світлових років. Навколо центрального потовщення та ядра знаходиться безліч кульових зоряних скупчень, що складаються із старих холодних червоних зірок. Харлоу Шеплі називав їх "скелетом тіла" нашої Галактики. Холодні зірки складають так звану сферичну підсистему Чумацького Шляху, а його плоску підсистему, інакше – спіральні рукави – складає «зіркова молодь». Тут чимало яскравих зірок високої світності, що виділяються. Молоді зірки в площині Галактики з'являються завдяки наявності величезної кількості пилу і газу. Відомо, що зірки народжуються за рахунок стиснення речовини у газопилових хмарах. Потім протягом мільйонів років новонароджені зірки «роздмухують» ці хмари і стають видимими. Земля та Сонце не є геометричним центром Світу – вони розташовані в одному з тихих закутків нашої Галактики.
І, мабуть, це особливе місце ідеально підходить для виникнення та розвитку життя. Ось уже десять років вчені вміють виявляти великі планети - розміром не менше за Юпітер - в інших зірок. Сьогодні їх відомо близько півтори сотні. Це означає, що такі планетні системи широко поширені в Галактиці. Озброївшись потужнішими телескопами, можна знайти й такі невеликі планети, як Земля, але в них, можливо, і по розуму. Всі зірки в Галактиці рухаються своїми орбітами навколо її ядра. Є власна орбіта і зірка на ім'я Сонце. Щоб зробити повний оборот, Сонцю потрібно 250 мільйонів років, які становлять галактичний рік (швидкість руху Сонця - 220 км/с). Земля вже облетіла навколо центру Галактики 25-30 разів. Значить їй саме стільки галактичних років. Простежити шлях Сонця через Чумацький шлях дуже складно. Але сучасні телескопи можуть виявити це рух. Зокрема, визначити, як змінюється вигляд зоряного неба під час переміщення Сонця щодо найближчих зірок. Крапка, у напрямку якої переміщується Сонячна система, називається апекс і розташована в сузір'ї Геркулеса, на кордоні з сузір'ям Ліри.
Отже, який можна зробити короткий висновок щодо суті питання. Іноді невдало кажуть, що Чумацький Шлях - це наша Галактика. Чумацький Шлях – це видиме нами на небі світле кільце, а наша Галактика – це просторова зіркова система. Більшість її зірок ми бачимо в смузі Чумацького Шляху, але вона не вичерпується. До Галактики входять зірки всіх сузір'їв. Ми настільки маленькі порівняно з Чумацьким шляхом. що можемо знімати на всі боки. Сонце знаходиться над центрі галактичного диска, але в відстані двох третин від його центру до краю. Ну і найголовніше, не забувайте, що більшість таких красивих знімків є лише колажем, графікою, моделлю і малюнками. Або ж просто це знімок якоїсь іншої спіральної космії. Ну а ось реальні фотографії, хоч і дуже опрацьовані.
Як же сфотографувати Чумацький шлях? Ось що пише renat:
Багатьом здається, що для отримання красивих фотографій космосу просто-таки необхідно мати наддороге обладнання, та ще й провчитися п'ять років у профільному ВНЗ. Однак насправді фотографування зоряного неба – це зовсім нескладно та цілком доступне кожному.
Щоб продемонструвати справедливість цього твердження на практиці, я планую написати невелику серію нотаток, кожна з яких міститиме одну або кілька фотографій, а також коротку розповідь про те, як вони були отримані. Викладати постараюся максимально зрозуміло, а знімки підбиратимуться таким чином, щоб для їх створення не потрібно особливо складної апаратури. Отже…
Одним із найпростіших для фотографування небесних об'єктів є Чумацький Шлях. Однак багато хто його навіть і не бачив ніколи! Парадокс? Аж ніяк! Справа в тому, що помітність небесних об'єктів, крім Місяця і планет, драматично залежить від ступеня засвіченості неба. Більшість людей живе у містах, де нічне освітлення настільки яскраве, що на небі можна побачити лише кілька найяскравіших зірок. І тому дуже і дуже багатьох вигляд справжнього, чорного Нічного Неба просто заворожує.
Отже, щоб побачити – і сфотографувати – Чумацький Шлях, треба вибратися із міста, і бажано подалі. Тут вже зоряним небом можна насолодитися у всій красі! Зовсім чудово буде проводити спостереження десь на півдні, хоча б на широті Криму чи Кавказу. Ще краще підійдуть Ізраїль, Єгипет, Марокко, Канарі. Справа в тому, що в Центральній Росії найкрасивіші, найяскравіші області Чумацької Дороги просто не видно, закриті горизонтом. Саме тому південне небо настільки привабливе.
Але ми, проте, не лише милуватися їдемо – ні, нам треба ще й гідно сфотографувати побачене. Яка техніка нам для цього знадобиться? Все залежить від того, що хочемо отримати. Так, наведений вище кадр було отримано за допомогою фотоапарата Canon 350D 18-55mm/3.5-5.6@18mm/3.5. Тобто для зйомки використано максимально широкий кут. Сенс у тому, щоб, по-перше, включити до кадру максимально великий фрагмент Чумацького Шляху, а також достатні ділянки незайнятого неба та навколишнього пейзажу. Найкраще наша галактика видно на тлі інших об'єктів, і саме тому їх дуже бажано зобразити. У випадку, якщо використовувати нормальний, а не ширококутний об'єктив, Чумацька Дорога дещо зливатиметься з фоном.
До того ж не слід забувати і про те, що небесна сфера має властивість обертатися - і чим короткофокусніший об'єктив ми використовуємо, тим більшу витримку зможемо поставити без помітного на підсумковому кадрі змаза. А для такого неяскравого об'єкта, як нами обраний, це дуже важливо. У моєму випадку затвор було відкрито тридцять секунд. Зрозуміло, і не може бути про те, щоб нерухомо утримувати фотоапарат в руках половину хвилини. Як відомо, тремор властивий людині, а тому мастило при таких витримках неминуче. Якщо, звичайно, не закріпити фотоапарат на чомусь стабільному - цілком підійде, наприклад, стандартна фотографічна тринога.
Однак для того, щоб Чумацький Шлях опрацьовувався детальніше, витримку треба ще збільшувати – але це вже не так просто, якщо ми не хочемо змастити. Вихід є - фотоапарат повинен обертатися слідом за небесним об'єктом, що фотографується. Зрозуміло, звичайний штатив нам уже не підійде, потрібне спеціальне монтування.
Під час зйомки цього кадру використовувалася саме така річ, альт-азимутал. Майданчик із закріпленим на ньому фотоапаратом здатний автоматично рухатися вправо-вліво та вгору-вниз, слідом за обертанням небесної сфери. Однак остання, як відомо, обертається по дузі - а отже, при використанні монтування такого типу ми отримаємо обертання поля. І справді, придивіться: з обох боків кадру зірки стали вже не зовсім крапками. Тому мені довелося обмежити витримку однією хвилиною — проте деталізація все одно зросла дуже суттєво, якщо порівнювати із тридцятисекундною експозицією.
Щоб нівелювати ефект обертання поля, можна використовувати екваторіальне монтування. Вона крутитиме фотоапарат навколо Полюса Миру, і вказана проблема не виникне.
А ось професійні кадри:
Чумацький шлях над долиною Монументів (США). Внизу ми бачимо величезні скелі – останки. Останци - це скелі з твердої породи, що залишилися після того, як вода вимила весь м'який матеріал, що їх оточує. Дві гори - найближча гора ліворуч і гора праворуч від неї - називаються Рукавиці. Вгорі гігантською аркою розкинувся Чумацький Шлях. Над лівою Варежкою знаходиться сузір'я Лебедя разом із червоною туманністю Північна Америка. Далі Чумацький Шлях слідує через сузір'я Лисички, Стріли, Змії, Орла та Щита, поки не входить до сузір'їв Стрільця та Скорпіона. Тут він стає найбільш яскравим та помітним. Цей знімок став лауреатом конкурсу "Астрономічна картинка дня" 1 серпня 2012 року. Фото: Wally Pacholka
джерела
http://www.vokrugsveta.ru - Дмитро Гулютін
http://renat.livejournal.com/15030.html
http://www.astrogalaxy.ru/151.html
Давайте згадаємо , а також відповідь на запитання Оригінал статті знаходиться на сайті ІнфоГлаз.рфПосилання на статтю, з якою зроблено цю копію -
