Галактики

В 1610 году Галилео Галилей направил свой телескоп на белую полосу, которая пересекает ночное небо и напоминает пролитое молоко. Он сделал великое открытие – Млечный Путь состоит из огромного количества звезд.

В 1755 году Иммануил Кант, которому едва исполнилось 30 лет, издал трактат «Всеобщая история и теория неба», в котором он высказал немало пророческих мыслей. Он предполагал, что Галактика[33] Млечный Путь состоит из множества звезд, которые удерживаются гравитационными силами, подобно Солнечной системе, но в более грандиозных масштабах. Галактика может быть вращающимся диском. Наблюдатель, который живет внутри этого диска в Солнечной системе, увидит его как светлую полосу. Туманности, которые видны на небе как бледные пятна, могут быть такими же галактиками, как и Наша.

В 1785 году английский астроном Уильям Гершель (1738 – 1822) поставил перед собой задачу определить, какую форму занимает звездная система Млечный Путь и какое место в ней занимает Солнечная система. Он разделил небесную сферу на участки и с помощью изготовленного им самим 6-метрового телескопа-рефрактора[34] стал вести подсчет звезд на каждом участке. Этот метод он назвал методом «черпаков». Гершель как бы «вычерпывал» звезды и подсчитывал их количество на разных направлениях. Эта скрупулезная работа принесла плоды. Гершель пришел к выводу, что Млечный Путь представляет собой сплюснутую систему звезд. И это было великое открытие. Но главное заключалось в том методе, который Гершель разработал.

Наша Галактика в представлении Гершеля[35]

Гершель пришел к правильному выводу о том, что Наша Галактика сплюснута. Точка внутри рисунка обозначает Солнце. Широкая раздвоенная часть справа соответствует раздвоению Млечного Пути.

В 1930 году подобная работа была выполнена с помощью более совершенного оборудования и современных методов исследования. Руководил работой Роберт Джулиус Трюмплер (1886 −1956). Астрономы пришли к выводу, что Наша Галактика, называемая Млечный Путь, представляет собой огромное скопление звезд, приблизительно 200 млрд., по форме напоминающее диск. Если смотреть на него с ребра, то он похож на веретено, у которого имеется утолщение в центре, как в клубке ниток. Если смотреть сверху (или снизу), то будут видны спиральной формы рукава. На периферии они изгибаются. Это происходит потому, что Наша Галактика вращается, причем, не как твердое тело: на периферии угловая скорость[36] вращения меньше, чем в центре.

Современные представления о форме Нашей Галактики[37]

Схема изображает вид Нашей Галактики сбоку. Яркой стрелкой показано положение Солнца. Большие светлые точки обозначают шаровые звездные скопления – скопления звезд, имеющие форму шара. Узкая темная полоса изображает тонкий слой межзвездной пыли, которая ослабляет свет звезд и других галактик.

Диаметр Нашей Галактики составляет около 100 000 световых лет. Ее масса – приблизительно 2·10¹¹ масс Солнца.

Солнечная система находится на расстоянии около 25 000 световых лет от центра Галактики. Она обращается вокруг него со ско­ростью около 220 км/с и совершает один оборот приблизительно за 250 млн. лет. Этот период называется галактическим годом. За время своего существования Солнце совершило вокруг центра Галактики 25 оборотов. Иными словами, нашему Солнцу – 25 галактических лет. Центр Нашей Галактики лежит в направлении на созвездие Стрельца.

Спиральная галактика NGC891. Примерно так выглядит Наша Галактика сбоку[38]

Это не рисунок, а фотография галактики. Буквы NGC обозначают выражение «Новый Генеральный каталог» ‒ каталог туманностей и звездных скоплений. 891 – это номер, под которым данная галактика значится в этом каталоге. Как и в Нашей Галактике, имеется утолщение в центре и темная полоса межзвездной пыли.

Наша Галактика содержит громадное количество межзвездной пыли и газа. Ее пронизывают магнитные поля и космические лучи – потоки частиц.

Вид Нашей Галактики сверху[39]

Это рисунок, изображающий Нашу Галактику сверху, хотя понятие верха и низа в космосе условно. В центре находится сверхмассивная черная дыра, размер которой сопоставим с размером Солнечной системы. Солнца находится на расстоянии порядка 25 000 световых лет от центра Галактики. Хорошо видны галактические рукава. Они состоят из пыли, газа, молодых звезд и звездных скоплений. Галактика вращается вокруг своего центра. Галактические рукава загибаются, что говорит о том, что Наша Галактика вращается не как твердое тело.

Вскоре после того, как астрономы вслед за Галилеем стали использовать телескопы для исследований, их внимание привлекли многочисленные светлые туманные пятна, которые были видны в одних и тех же участках звездного неба. Они получили название туманностей, отчасти за внешний вид, отчасти от того, что их природа была непонятна, туманна. Впоследствии астрономы обнаружили, что у некоторых из них спиральная форма.

В 1924 году в США, в обсерватории, расположенной на горе Маунт Вилсон, был построен телескоп-рефлектор, у которого диаметр главного зеркала достигал 2,5 м. Эдвин Хаббл (1889 ‒ 1953) с его помощью стал исследовать туманность, находящуюся в созвездии Андромеды. Он обнаружил, что она представляет собой огромное скопление звезд.

Туманность Андромеды[40]

Это фотография туманности в созвездии Андромеды. Поэтому она получила название Туманности Андромеды. На фотографии хорошо видно, что она состоит из огромного количества звезд. Исследования Хаббла показали, что это галактика.

Хаббл разработал метод, позволяющий определять расстояние до подобных небесных объектов. По его оценкам, расстояние до Туманности Андромеды в несколько раз превышает размеры Нашей Галактики. Стало ясно, что она представляет собой такую же звездную систему, как и Галактика Млечный Путь.

Исследование других туманностей показало, что они не являются облаками пыли, которые светятся отраженным светом, как думали раньше. Они и не облака разреженного газа. Туманности – гигантские звездные системы, которые находятся от нас на громадных расстояниях.

Галактика – система, состоящая из звезд, межзвездного газа, космической пыли, связанная в единое целое гравитационными силами.

В начале 1990-х годов с помощью телескопа, который установлен на космической станции и в честь великого астронома получил имя «Хаббл», были получены многочисленные изображения далеких космических просторов. Они показали, что во Вселенной существуют сотни миллиардов галактик.

Наблюдаемая нами область Вселенной ‒ это, прежде всего, мир галактик.

Совокупность галактик всех типов и межгалактической среды образует Метагалактику.

Метагалактика ‒ часть Вселенной, которая доступна исследованию астрономическими средствами.