הגלקסיה שלנו היא שביל החלב. עובדות מעניינות על גלקסיית שביל החלב

הרחק מאורות העיר, בשמי ספטמבר הכהים והשקופים, נראה בבירור שביל החלב, הנמתח ברצועה רחבה מהשיא ועד האופק הדרומי. בקבוצת הכוכבים Cygnus, הוא נשבר לשני זרמים על ידי ערפיליות כהות, עוקב אחר קבוצות הכוכבים של השנטרל, החץ והנשר למטה, הופך בהיר יותר ורחב יותר.

שביל החלב הוא המטוס של הגלקסיה שלנו. כאן, בדיסק ספירלי שטוח, מרוכזים רוב הכוכבים והגז. כאן נמצאת השמש שלנו. מרכז הגלקסיה נמצא בקבוצת הכוכבים קשת. כאן שביל החלב הופך רחב מאוד, ומתפשט לקבוצות הכוכבים השכנות של אופיוצ'וס ועקרב. אלמלא הערפיליות הכהות וסופגות האור, במקום הזה היינו צופים בנקודה בהירה ענקית של אור, שניה בזוהר רק לשמש ולירח.

בתוך שביל החלב, אסטרונומים גילו עצמים מעניינים רבים - ערפיליות מפוזרות ופלנטריות, צבירי כוכבים פתוחים וכדוריים. נערוך גם סיור קצר בשביל החלב, או ליתר דיוק, בחלקו הזמין לתצפית באוגוסט וספטמבר משטחן של מדינות חבר העמים ורוסיה. ראה 14 תמונות.

שביל החלב מעל עמק המונומנט (ארה"ב). למטה אנו רואים סלעים ענקיים - שרידים. השרידים הם סלעים של סלע קשה שנותרו לאחר שהמים שטפו את כל החומר הרך המקיף אותם. שני ההרים - ההר הקרוב משמאלו וההר מימינו - נקראים Mittens. בחלק העליון, שביל החלב השתרע בקשת ענקית. מעל הכפפה השמאלית נמצאת קבוצת הכוכבים ציגנוס יחד עם ערפילית צפון אמריקה האדמדמה. בהמשך, שביל החלב עוקב אחר קבוצות הכוכבים שנטרל, חץ, נחש, נשר ומגן, עד שהוא נכנס לקבוצות הכוכבים קשת ועקרב. כאן זה הופך להיות הבהיר והמורגש ביותר. תמונה זו זכתה בתחרות תמונת היום באסטרונומיה ב-1 באוגוסט 2012. תמונה:וולי פאצ'ולקה (AstroPics.com, TWAN) / © APOD

שביל החלב בקבוצת הכוכבים Cygnus. בחודשים אוגוסט-אוקטובר, קטע זה של שביל החלב נראה גבוה למעלה בצד הדרומי של השמיים כמעט בכל שטחה של ברית המועצות לשעבר. כאן ענני אבק בין-כוכבי פיצלו את נהר הכוכבים האדיר לשני נחלים כמו טריז. בקצה הטריז, דנב, אלפא סיגנוס, זורח בבהירות. ערפילית צפון אמריקה זוהרת לידו. מתחת ומימין לדנב, בצד השני של הענן האפל נמצא אזור גמא סיגנוס עם ערפיליות גזים בהירות למדי. שתי הטבעות למחצה של ערפילית הצעיף, שריד של פיצוץ סופרנובה, נראות בפינה השמאלית התחתונה של התמונה. אפילו נמוך יותר (וקצת מימין לצעיף) נמצא הצביר הפתוח NGC 6940. תמונה:

חלקת שמיים ליד ערפילית צפון אמריקה (NGC 7000) בקבוצת הכוכבים ציגנוס. סמוך למרכז התמונה נראית הערפילית הכהה Barnard 361. הצביר הפתוח IC 1369 שוכן מעל הערפילית; כלפי חוץ, זה נראה כמו חופן של גרגרי חול זהובים. מרחק לאשכול - 6700 sv. שנים. ערפילית כהה נוספת נראית מימין לברנרד 361. היא נראית כמו כתם מוארך קטן. שמה הוא LDN 963. לבסוף, האטרקציה הרביעית היא הערפילית הפלנטרית Sh1-89 מהקטלוג של האסטרונום Sharpless. הכתם האדמדם הזה ממוקם מעט מעל ערפילית B361. תמונה: Wolfgang Howurek, Walter Koprolin, nightsky.at

ערפילית הקוקון בקבוצת הכוכבים ציגנוס. הערפילית ממוקמת בצפון קבוצת הכוכבים, לא רחוק מהגבול עם קבוצת הכוכבים לטאות. בצורתה, הערפילית ממש דומה לפקעת שבה עטוף כוכב של הכוכב העשירי. כמיות. היא זו שגורמת לגז להאיר, ומחממת אותו בקרינה אולטרה סגולה. תמונה:

ערפילית הנשר (M16) בקבוצת הכוכבים Serpens. בתמונה אנו רואים הן גז נדיר חם זוהר בהשפעת קרינה חזקה מכוכבים צעירים והן כדוריות כהות וצפופות שכמעט אינן מעבירות אור. כדוריות הן פקעות גז ואבק שבתוכם נוצרים כוכבים. במקומות מסוימים, קרינת כוכבים שזה עתה נולדו פורצת דרך מסך האבק, ואז מתחילים לזהור קצוות הגולם הכהה. זה בולט במיוחד בדוגמה של היווצרות המרכזית של ערפילית M16, המכונה עמודי הבריאה. תמונה: Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/אוניברסיטת אריזונה

שביל החלב בקבוצת הכוכבים אופיוצ'וס. במקומות רבים, מקומות מוזהבים של כוכבים מוסתרים על ידי ערפיליות כהות מוזרות. הכתם השחור הענק בחזית הוא ערפילית הצינורות. מעליו עוד ערפילית ידועה - הנחש. הוא קטן בגודלו, אך ניתן להבחין בו בקלות על ידי העקומה האופיינית לו. תמונה:עדר איוון

ערפילית הנחש האפלה (אובייקט מספר 72 מקטלוג הערפיליות האפלות של אדוארד ברנרד) תקריב. מימין לו שרשרת שלמה של ערפיליות צפופות מאוד - ברנרד 68, ברנרד 69, 70 ו-74 (ימין למטה). תמונה:אמיל איבנוב

בשולי שביל החלב בקבוצת הכוכבים אופיוצ'וס נמצאים שני צבירים כדוריים - M10 ו-M12. על הקצה, מילולית ופיגורטיבית, כי פיזית הצבירים העתיקים הללו מהווים את הפריפריה הרחוקה של הגלקסיה שלנו, אבל מוקרנים בצורה כזו שהם נראים ויזואלית לא הרחק מהעננים של שביל החלב. תמונה:רוגליו ברנאל אנדראו

בין קבוצות הכוכבים אקילה וקשת שוכנת קבוצת הכוכבים הקטנה סקוטום. האטרקציה העיקרית שלו היא צביר הכוכבים הפתוח M11 (ברווז בר), שנמצא בעובי שביל החלב. תמונה:עדר איוון

ערפיליות משולשות (טריפיד) ולגונה בקבוצת הכוכבים קשת. צייד השביטים הצרפתי מהמאה ה-18 שארל מסייה קיטלג את הערפיליות הללו כ-M20 ו-M8. טריפיד ולגונה הם שני עצמים בהירים בשמיים עמוקים, אך בקווי רוחב ממוזגים הם נמוכים מאוד מעל האופק, ולכן מאוד בעייתי לצפות בהם. צביר הכוכבים הפתוח M21 נראה גם ליד הקצה השמאלי של התמונה. תמונה:ג'ורדי גאלגו

תקריב של לגונת ערפילית (או M8). בתמונות ברזולוציה גבוהה, הערפילית מציגה מבנה מורכב - סילוני גז זוהרים, לולאות וחוטים, גלי הלם בצפיפות וכדוריות כהות. ערפילית הלגונה בקבוצת הכוכבים קשת היא ערש נוסף של כוכבים בגלקסיה שלנו. המרחק אליו מוערך ב-4100 שנות אור. תמונה: Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/אוניברסיטת אריזונה

בין ערפילית הנשר בקבוצת הכוכבים Serpens לבין ערפילית הטריפיד והלגונה שוכן עוד ענן גדול ובהיר למדי של מימן - ערפילית אומגה או M17. תמונה:הראל בורן

מרכז הגלקסיה. צילום זווית רחבה מדהימה זו תפס מספר אובייקטים בבת אחת, שהצגנו למעלה. בפינה השמאלית העליונה נמצאת ערפילית הנשר האדמדמה. ממש מתחתיו נמצאת ערפילית האומגה. עוד יותר נמוך נראה את ענן הכוכבים המוארך M24, שמימין לו נמצא הצביר הפתוח M23. לבסוף, שתי ערפיליות מפוזרות נוספות, הערפילית המשולשת הקומפקטית (או Trifid) וערפילית הלגונה הבהירה, ממוקמות במרכז השמאלי. מרכז התמונה תפוס על ידי קומפלקס גדול של ערפיליות כהות בראשות ערפילית הצינור. החלק הימני של התמונה תפוס על ידי האזור היפה של רו אופיוצ'וס. הוא מכיל כוכב צהוב-כתום בוהק - Antares. תצפית על קטע שמים זה מרוב שטחה של רוסיה טומנת בחובה קשיים גדולים, שכן אפילו בזמן הנוח ביותר הוא נמוך מעל האופק הדרומי. תמונה:עדר איוון

מבט אחרון על שביל החלב בקבוצת הכוכבים קשת. אינספור כוכבים מפוזרים על פני התמונה; ערפילית הלגונה שהזכרנו נראית מימין, ומצד שמאל שני צבירים כדוריים - M28 ו-M22 (צהוב). הצביר הבהיר יותר M22 מרוחק פי 2.5 מערפילית הלגונה, במרחק של למעלה מ-10,000 שנות אור, ומכיל רבע מיליון כוכבים. ענני אבק באמצע הדרך בין כדור הארץ ל-M22 מחלישים באופן משמעותי את האור של צביר זה וצובעים אותו בצהוב-אדמדם. תמונה:רוגליו ברנאל אנדראו

גלקסיית שביל החלב היא מלכותית מאוד, יפהפייה. העולם הענק הזה הוא המולדת שלנו, מערכת השמש שלנו. כל הכוכבים ושאר העצמים הנראים לעין בלתי מזוינת בשמי הלילה הם הגלקסיה שלנו. למרות שיש כמה עצמים שנמצאים בערפילית אנדרומדה - שכנה של שביל החלב שלנו.

תיאור שביל החלב

גלקסיית שביל החלב היא ענקית, בגודל של 100 אלף שנות אור, וכפי שאתה יודע, שנת אור אחת שווה ל-9460730472580 ק"מ. מערכת השמש שלנו ממוקמת במרחק של 27,000 שנות אור ממרכז הגלקסיה, באחת הזרועות, הנקראת זרוע אוריון.

מערכת השמש שלנו סובבת סביב מרכז גלקסיית שביל החלב. זה קורה באותו אופן שבו כדור הארץ מסתובב סביב השמש. מערכת השמש עושה מהפכה שלמה ב-200 מיליון שנה.

דֵפוֹרמַצִיָה

גלקסיית שביל החלב נראית כמו דיסק עם בליטה במרכזה. זה לא במצב מושלם. מצד אחד יש עיקול מצפון למרכז הגלקסיה, ומצד שני הוא יורד למטה, ואז פונה ימינה. כלפי חוץ, דפורמציה כזו מזכירה מעט גל. הדיסק עצמו מעוות. זאת בשל נוכחותם של ענני מגלן קטנים וגדולים בקרבת מקום. הם מקיפים את שביל החלב מהר מאוד - זה אושר על ידי טלסקופ האבל. שתי הגלקסיות הננסיות הללו מכונה לעתים קרובות לוויינים של שביל החלב. העננים יוצרים מערכת הקשורה לכבידה שהיא כבדה מאוד ומסיבית למדי בשל היסודות הכבדים במסה. ההנחה היא שהם כמו משיכת מלחמה בין גלקסיות, היוצרות רעידות. התוצאה היא עיוות של גלקסיית שביל החלב. המבנה של הגלקסיה שלנו מיוחד, יש לה הילה.

מדענים מאמינים שבעוד מיליארדי שנים שביל החלב ייבלע על ידי ענני מגלן, ואחרי עוד זמן מה הוא ייבלע על ידי אנדרומדה.

הֵל

כשהם תוהים איזה סוג של גלקסיה היא שביל החלב, מדענים החלו לחקור אותה. הם הצליחו לגלות שעבור 90% מהמסה שלו הוא מורכב מחומר אפל, מה שגורם להילה מסתורית. כל מה שנראה לעין בלתי מזוינת מכדור הארץ, כלומר החומר הזוהר הזה, הוא בערך 10% מהגלקסיה.

מחקרים רבים אישרו שלשביל החלב יש הילה. מדענים ערכו מודלים שונים שלוקחים בחשבון את החלק הבלתי נראה ובלעדיו. לאחר הניסויים הועלתה הדעה שאם לא הייתה הילה, אזי המהירות של כוכבי הלכת ושאר היסודות של שביל החלב תהיה פחותה מעכשיו. בגלל תכונה זו, הוצע שרוב המרכיבים מורכבים ממסה בלתי נראית או מחומר אפל.

מספר כוכבים

אחד הייחודיים ביותר הוא גלקסיית שביל החלב. מבנה הגלקסיה שלנו יוצא דופן, יש בה יותר מ-400 מיליארד כוכבים. כרבע מהם הם כוכבים גדולים. הערה: בגלקסיות אחרות יש פחות כוכבים. בענן יש כעשרה מיליארד כוכבים, חלק אחרים מורכבים ממיליארד, ובשביל החלב יש יותר מ-400 מיליארד כוכבים שונים מאוד, ורק חלק קטן, כ-3000, נראה מכדור הארץ. לומר בדיוק כמה כוכבים יש בשביל החלב, כי איך הגלקסיה מאבדת כל הזמן עצמים עקב הפיכתם לסופרנובות.

גזים ואבק

כ-15% מהגלקסיה הם אבק וגזים. אולי בגללם הגלקסיה שלנו נקראת שביל החלב? למרות גודלה העצום, אנו יכולים לראות כ-6,000 שנות אור קדימה, אך גודלה של הגלקסיה הוא 120,000 שנות אור. אולי זה יותר, אבל אפילו הטלסקופים החזקים ביותר לא יכולים לראות מעבר לזה. זה נובע מהצטברות של גז ואבק.

עובי האבק אינו מאפשר לאור הנראה לעבור דרכו, אך אור אינפרא אדום עובר דרכו, ומדענים יכולים ליצור מפות של שמים זרועי כוכבים.

מה שהיה קודם

לדברי מדענים, הגלקסיה שלנו לא תמיד הייתה כזו. שביל החלב נוצר ממיזוג של כמה גלקסיות אחרות. הענק הזה כבש כוכבי לכת אחרים, אזורים, אשר השפיעו חזק על הגודל והצורה. אפילו עכשיו, כוכבי לכת נתפסים על ידי גלקסיית שביל החלב. דוגמה לכך היא העצמים של Canis Major, גלקסיה ננסית הממוקמת ליד שביל החלב שלנו. כוכבי Canis מתווספים מעת לעת ליקום שלנו, ומהם שלנו הם עוברים לגלקסיות אחרות, למשל, יש חילופי עצמים עם גלקסיית קשת.

מבט על שביל החלב

אף מדען, אסטרונום לא יכול לומר בוודאות איך נראה שביל החלב שלנו מלמעלה. זאת בשל העובדה שכדור הארץ ממוקם בגלקסיית שביל החלב, 26,000 שנות אור מהמרכז. בשל מיקום זה, לא ניתן לצלם את כל שביל החלב. לכן, כל תמונה של גלקסיה היא או תמונת מצב של גלקסיות גלויות אחרות, או פנטזיה של מישהו אחר. ואנחנו יכולים רק לנחש איך זה באמת נראה. ישנה אפילו אפשרות שכעת אנו יודעים עליו הרבה כמו האנשים הקדומים שחשבו את כדור הארץ שטוח.

מֶרְכָּז

מרכזה של גלקסיית שביל החלב נקרא Sagittarius A * - מקור נהדר לגלי רדיו, מה שמרמז על כך שיש חור שחור ענק בלב. לפי ההנחות, מידותיו הן קצת יותר מ-22 מיליון קילומטרים, וזהו החור עצמו.

כל החומר שמנסה להיכנס לחור יוצר דיסק ענק, כמעט פי 5 מיליון מהשמש שלנו. אבל גם כוח משיכה כזה לא מונע היווצרות של כוכבים חדשים בשולי חור שחור.

גיל

על פי הערכות של הרכב גלקסיית שביל החלב, ניתן היה לקבוע גיל מוערך של כ-14 מיליארד שנים. הכוכב העתיק ביותר הוא קצת יותר מ-13 מיליארד שנים. גילה של גלקסיה מחושב על ידי קביעת גילו של הכוכב העתיק ביותר והשלבים הקודמים להיווצרותו. בהתבסס על הנתונים הזמינים, מדענים הציעו כי היקום שלנו הוא בערך בן 13.6-13.8 מיליארד שנים.

תחילה נוצרה הבליטה של ​​שביל החלב, ואז החלק האמצעי שלה, שבמקומו נוצר לאחר מכן חור שחור. שלושה מיליארד שנים מאוחר יותר, הופיע דיסק עם שרוולים. בהדרגה זה השתנה, ורק לפני כעשרה מיליארד שנים זה התחיל להיראות כמו עכשיו.

אנחנו חלק ממשהו גדול יותר

כל הכוכבים בגלקסיית שביל החלב הם חלק ממבנה גלקטי גדול יותר. אנחנו חלק מקבוצת העל בתולה. הגלקסיות הקרובות ביותר לשביל החלב, כמו ענן מגלן, אנדרומדה וחמישים גלקסיות אחרות, הן צביר אחד, צביר העל בתולה. צביר-על הוא קבוצת גלקסיות המכסה שטח עצום. וזה רק חלק קטן משכונת הכוכבים.

צביר העל בתולה מכיל יותר ממאה קבוצות של צבירים בקוטר של למעלה מ-110 מיליון שנות אור. צביר הבתולה עצמו הוא חלק קטן מצביר העל של לניאקה, והוא, בתורו, הוא חלק ממכלול דגים-קטוס.

רוֹטַציָה

כדור הארץ שלנו נע סביב השמש ועושה מהפכה שלמה בשנה אחת. השמש שלנו מסתובבת בשביל החלב סביב מרכז הגלקסיה. הגלקסיה שלנו נעה ביחס לקרינה מיוחדת. קרינת CMB היא נקודת ייחוס נוחה המאפשרת לך לקבוע את המהירות של עניינים שונים ביקום. מחקרים הראו שהגלקסיה שלנו מסתובבת במהירות של 600 קילומטרים לשנייה.

מראה שם

הגלקסיה קיבלה את שמה בגלל המראה המיוחד שלה, המזכיר חלב שנשפך בשמי הלילה. השם ניתן לה ברומא העתיקה. אז זה נקרא "דרך החלב". עד עכשיו זה נקרא כך - שביל החלב, המקשר את השם עם הופעת פס לבן בשמי הלילה, עם חלב שנשפך.

נמצאו אזכורים לגבי הגלקסיה עוד מתקופת אריסטו, שאמר ששביל החלב הוא מקום שבו הכדורים השמימיים נמצאים במגע עם אלו הארציות. עד לרגע שבו נוצר הטלסקופ, איש לא הוסיף דבר לדעה זו. ורק מאז המאה השבע עשרה אנשים התחילו להסתכל על העולם אחרת.

השכנים שלנו

מסיבה כלשהי, אנשים רבים חושבים שהגלקסיה הקרובה ביותר לשביל החלב היא אנדרומדה. אבל דעה זו אינה נכונה לחלוטין. ה"שכנה" הקרובה אלינו ביותר היא גלקסיית Canis Major, שנמצאת בתוך שביל החלב. הוא ממוקם במרחק של 25,000 שנות אור מאיתנו, ו-42,000 שנות אור מהמרכז. למעשה, אנחנו קרובים יותר לקניס מייג'ור מאשר לחור השחור שבמרכז הגלקסיה.

לפני גילויו של קניס מייג'ור במרחק של 70 אלף שנות אור, קשת נחשב לשכן הקרוב ביותר, ולאחר מכן - הענן המגלן הגדול. ב-Pse התגלו כוכבים יוצאי דופן עם צפיפות עצומה של סוג M.

על פי התיאוריה, שביל החלב בלע את Canis Major יחד עם כל הכוכבים, כוכבי הלכת ושאר העצמים שלו.

התנגשות של גלקסיות

לאחרונה, יש יותר ויותר מידע על כך שהגלקסיה הקרובה ביותר לשביל החלב, ערפילית אנדרומדה, תבלע את היקום שלנו. שני הענקים הללו נוצרו בערך באותו זמן - לפני כ-13.6 מיליארד שנים. מאמינים שענקים אלה מסוגלים לאחד גלקסיות, ובשל התפשטות היקום, הם חייבים להתרחק זה מזה. אבל, בניגוד לכל הכללים, החפצים הללו נעים זה לקראת זה. מהירות התנועה היא 200 קילומטרים לשנייה. ההערכה היא שבעוד 2-3 מיליארד שנים אנדרומדה תתנגש בשביל החלב.

האסטרונום ג'יי דובינסקי יצר את מודל ההתנגשות המוצג בסרטון זה:

ההתנגשות לא תוביל לאסון עולמי. ואחרי כמה מיליארדי שנים, תיווצר מערכת חדשה, עם הצורות הגלקטיות הרגילות.

גלקסיות מתות

מדענים ערכו מחקר רחב היקף של השמים זרועי הכוכבים, שכיסה כשמינית מהם. כתוצאה מניתוח מערכות הכוכבים של גלקסיית שביל החלב, ניתן היה לגלות שבפאתי היקום שלנו קיימים זרמי כוכבים לא ידועים עד כה. זה כל מה שנשאר מגלקסיות קטנות שנהרסו פעם על ידי כוח הכבידה.

טלסקופ שהותקן בצ'ילה צילם מספר עצום של תמונות שאפשרו למדענים להעריך את השמים. סביב הגלקסיה שלנו, לפי התמונות, יש הילות של חומר אפל, גז מוחל ומעט כוכבים, שרידים של גלקסיות ננסיות שבעבר נבלעו על ידי שביל החלב. עם מספיק נתונים, מדענים הצליחו לאסוף את ה"שלד" של הגלקסיות המתות. זה כמו בפליאונטולוגיה – קשה לדעת מכמה עצמות איך היצור נראה, אבל עם מספיק נתונים אפשר להרכיב את השלד ולנחש איך הייתה הלטאה. אז זה כאן: תוכן המידע של התמונות איפשר ליצור מחדש אחת עשרה גלקסיות שנבלעו על ידי שביל החלב.

מדענים בטוחים שכאשר הם מתבוננים ומעריכים את המידע שהם מקבלים, הם יוכלו למצוא עוד כמה גלקסיות חדשות שנרקבו ש"נאכלו" על ידי שביל החלב.

אנחנו תחת אש

לפי מדענים, מקורם של כוכבי מהירות יתר בגלקסיה שלנו לא בה, אלא בענן המגלן הגדול. תיאורטיקנים אינם יכולים להסביר נקודות רבות בנוגע לקיומם של כוכבים כאלה. לדוגמה, אי אפשר לומר בדיוק מדוע מספר רב של כוכבי מהירות יתר מרוכזים בסקסטנט ובאריה. בתיקון התיאוריה, מדענים הגיעו למסקנה שמהירות כזו יכולה להתפתח רק עקב השפעתו של חור שחור שנמצא במרכז שביל החלב.

לאחרונה מתגלים יותר ויותר כוכבים שאינם זזים ממרכז הגלקסיה שלנו. לאחר ניתוח מסלולם של כוכבים מהירים במיוחד, הצליחו מדענים לגלות שאנו מותקפים מהענן המגלן הגדול.

מותו של הפלנטה

על ידי התבוננות בכוכבי הלכת בגלקסיה שלנו, מדענים הצליחו לראות כיצד כוכב הלכת מת. היא נבלעה על ידי כוכב מזדקן. במהלך ההתפשטות וההפיכה לענק אדום, הכוכב בלע את כוכב הלכת שלו. וכוכב לכת אחר באותה מערכת שינה את מסלולו. כשראו זאת והעריכו את מצב השמש שלנו, הגיעו מדענים למסקנה שאותו דבר יקרה לתאורה שלנו. בעוד כחמישה מיליון שנים הוא יהפוך לענק אדום.

איך עובדת הגלקסיה

לשביל החלב שלנו יש כמה זרועות שמסתובבות בספירלה. מרכז הדיסק כולו הוא חור שחור ענק.

אנו יכולים לראות זרועות גלקטיות בשמי הלילה. הם נראים כמו פסים לבנים, המזכירים דרך חלבית זרועה כוכבים. אלו הם הענפים של שביל החלב. הם נראים בצורה הטובה ביותר במזג אוויר בהיר במהלך העונה החמה, כאשר יש הכי הרבה אבק וגזים קוסמיים.

לגלקסיה שלנו יש את הזרועות הבאות:

1. ענף זווית.
2. אוריון. מערכת השמש שלנו ממוקמת בזרוע זו. השרוול הזה הוא ה"חדר" שלנו ב"בית".
3. שרוול קיל-קשת.
4. ענף של פרסאוס.
5. ענף מגן הצלב הדרומי.

גם בהרכב יש ליבה, טבעת גז, חומר אפל. הוא מספק כ-90% מהגלקסיה כולה, ועשרת הנותרים הם עצמים גלויים.

מערכת השמש שלנו, כדור הארץ וכוכבי לכת אחרים הם שלם אחד של מערכת כבידה ענקית שניתן לראות בכל לילה בשמים בהירים. מגוון תהליכים מתרחשים כל הזמן ב"בית" שלנו: כוכבים נולדים, מתכלים, גלקסיות אחרות מפגיגות אותנו, אבק, גזים מופיעים, כוכבים מתחלפים ויוצאים, אחרים מתלקחים, הם רוקדים מסביב... וכל זה קורה אי שם רחוק ביקום שאנחנו יודעים עליו כל כך מעט. מי יודע, אולי יגיע הזמן שבו אנשים יוכלו להגיע לזרועות ולכוכבי לכת אחרים של הגלקסיה שלנו תוך דקות ספורות, לנסוע ליקום אחר.

הקוסמוס שאנו מנסים לחקור הוא מרחב עצום וחסר גבולות בו ישנם עשרות, מאות, אלפי טריליוני כוכבים המאוחדים בקבוצות מסוימות. כדור הארץ שלנו לא חי בפני עצמו. אנחנו חלק ממערכת השמש, שהיא חלקיק קטן וחלק משביל החלב – ישות קוסמית גדולה יותר.

כדור הארץ שלנו, כמו כוכבי לכת אחרים של שביל החלב, הכוכב שלנו בשם השמש, כמו כוכבים אחרים של שביל החלב, נעים ביקום בסדר מסוים ותופסים את המקומות המוקצים. בואו ננסה להבין ביתר פירוט מהו המבנה של שביל החלב, ומהן התכונות העיקריות של הגלקסיה שלנו?

מקור שביל החלב

לגלקסיה שלנו יש היסטוריה משלה, כמו אזורים אחרים בחלל החיצון, והיא תוצר של קטסטרופה בקנה מידה אוניברסלי. התיאוריה העיקרית של מקור היקום השולטת בקהילה המדעית כיום היא המפץ הגדול. המודל המאפיין בצורה מושלמת את תיאוריית המפץ הגדול הוא תגובת השרשרת הגרעינית ברמה המיקרוסקופית. בתחילה, היה סוג של חומר, שמסיבות מסוימות, ברגע אחד התניע והתפוצץ. לא כדאי לדבר על התנאים שהובילו להופעת התגובה הנפיצה. זה רחוק מההבנה שלנו. היקום שנוצר כעת לפני 15 מיליארד שנים כתוצאה מאסון, היקום הוא מצולע עצום, אינסופי.

התוצרים העיקריים של הפיצוץ היו בתחילה הצטברויות וענני גז. מאוחר יותר, בהשפעת כוחות הכבידה ותהליכים פיזיקליים אחרים, התרחשה היווצרותם של עצמים גדולים יותר בקנה מידה אוניברסלי. הכל קרה מהר מאוד בסטנדרטים קוסמיים, במשך מיליארדי שנים. תחילה הייתה היווצרותם של כוכבים, שיצרו צבירים ולאחר מכן התאחדו לגלקסיות, שמספרן המדויק אינו ידוע. בהרכבו, החומר הגלקטי הוא אטומי מימן והליום בחברת יסודות אחרים, שהם חומר הבניין להיווצרות כוכבים וחפצי חלל אחרים.

לא ניתן לומר היכן בדיוק ביקום נמצא שביל החלב, שכן מרכז היקום אינו ידוע בדיוק.

בשל הדמיון בין התהליכים שיצרו את היקום, הגלקסיה שלנו דומה מאוד במבנה שלה לרבים אחרים. לפי סוגה, מדובר בגלקסיה ספירלית טיפוסית, סוג של עצמים הנפוץ ביקום במגוון עצום. מבחינת גודל, הגלקסיה נמצאת באמצעי הזהב - לא קטנה ולא ענקית. לגלקסיה שלנו יש הרבה יותר שכנים קטנים יותר בבית כוכבים מאלה שגודלם עצום.

הגיל של כל הגלקסיות הקיימות בחלל החיצון זהה. הגלקסיה שלנו כמעט באותו גיל כמו היקום וגילו הוא 14.5 מיליארד שנים. במהלך פרק הזמן העצום הזה, מבנה שביל החלב השתנה שוב ושוב, וזה קורה היום, רק באופן בלתי מורגש, בהשוואה לקצב החיים הארציים.

ההיסטוריה עם שם הגלקסיה שלנו מוזרה. מדענים מאמינים כי השם שביל החלב הוא אגדי. זהו ניסיון לחבר את מיקומם של הכוכבים בשמיים שלנו עם המיתוס היווני העתיק על אבי האלים קרונוס, שטרף את ילדיו שלו. הילד האחרון, שעמד בפני אותו גורל עצוב, התגלה כרזה וניתן לאחות לפיטום. במהלך האכלה נפלו ניתזי חלב לשמים ובכך נוצר שביל חלב. לאחר מכן, מדענים ואסטרונומים מכל הזמנים והעמים הסכימו שהגלקסיה שלנו באמת דומה מאוד לדרך חלבית.

שביל החלב נמצא כעת באמצע מחזור הפיתוח שלו. במילים אחרות, גז וחומר קוסמיים להיווצרות כוכבים חדשים מגיעים לקיצו. הכוכבים הקיימים עדיין צעירים למדי. כמו בסיפור עם השמש, שעשוי להפוך לענק אדום בעוד 6-7 מיליארד שנים, צאצאינו יצפו בהפיכת כוכבים אחרים והגלקסיה כולה לרצף האדום.

הגלקסיה שלנו עלולה גם להפסיק להתקיים כתוצאה מאסון אוניברסלי נוסף. נושאי המחקר בשנים האחרונות מונחים על ידי המפגש הקרוב של שביל החלב עם שכנתנו הקרובה ביותר, גלקסיית אנדרומדה. סביר להניח ששביל החלב, לאחר מפגש עם גלקסיית אנדרומדה, יתפרק למספר גלקסיות קטנות. בכל מקרה, זו תהיה הסיבה להופעת כוכבים חדשים ולשחזור החלל הקרוב אלינו. נותר רק לנחש מה גורל היקום והגלקסיה שלנו בעתיד הרחוק.

פרמטרים אסטרופיזיים של שביל החלב

כדי לדמיין איך נראה שביל החלב בקנה מידה של החלל, מספיק להסתכל על היקום עצמו ולהשוות את חלקיו הבודדים. הגלקסיה שלנו היא חלק מתת-קבוצה, שבתורה היא חלק מהקבוצה המקומית, ישות גדולה יותר. כאן מטרופולין החלל שלנו צמוד לגלקסיות אנדרומדה ומשולש. מסביב לשילוש יותר מ-40 גלקסיות קטנות. הקבוצה המקומית היא כבר חלק ממערך גדול עוד יותר והיא חלק מצביר העל בתולה. יש הטוענים שאלו רק ניחושים גסים לגבי היכן נמצאת הגלקסיה שלנו. קנה המידה של התצורות הוא כל כך עצום, שכמעט בלתי אפשרי לדמיין את כל זה. כיום אנו יודעים את המרחק לגלקסיות השכנות הקרובות ביותר. חפצי שמיים עמוקים אחרים אינם מהעין. רק תיאורטית ומתמטית מותר קיומם.

מיקומה של הגלקסיה נודע רק הודות לחישובים משוערים שקבעו את המרחק לשכנים הקרובים ביותר. הלוויינים של שביל החלב הם גלקסיות ננסיות - העננים המגלן הקטן והגדול. בסך הכל, על פי מדענים, יש עד 14 גלקסיות לווייניות המרכיבות את הליווי של המרכבה האוניברסלית הנקראת שביל החלב.

באשר לעולם הנצפה, כיום יש מספיק מידע על איך נראית הגלקסיה שלנו. המודל הקיים, ואיתו מפת שביל החלב, הורכב על בסיס חישובים מתמטיים שהתקבלו מתצפיות אסטרופיזיקליות. כל גוף קוסמי או שבר של הגלקסיה תופסים את מקומו. זה כמו היקום, רק בקנה מידה קטן יותר. הפרמטרים האסטרופיזיים של מטרופולין החלל שלנו מעניינים, והם מרשימים.

הגלקסיה שלנו היא גלקסיה מסוג ספירלה עם פס, אשר במפות כוכבים מסומן על ידי האינדקס SBbc. קוטר הדיסק הגלקטי של שביל החלב הוא כ-50-90 אלף שנות אור או 30 אלף פרסקים. לשם השוואה, הרדיוס של גלקסיית אנדרומדה הוא 110 אלף שנות אור בקנה מידה של היקום. אפשר רק לדמיין כמה גדול יותר שביל החלב הוא שכן שלנו. מימדי הגלקסיות הננסיות הקרובות ביותר לשביל החלב קטנות פי עשרה מהפרמטרים של הגלקסיה שלנו. לעננים מגלן קוטר של 7-10 אלף שנות אור בלבד. במחזור הכוכבים העצום הזה, ישנם כ-200-400 מיליארד כוכבים. כוכבים אלה נאספים בצבירים ובערפיליות. חלק נכבד ממנו הוא זרועות שביל החלב, שבאחת מהן נמצאת מערכת השמש שלנו.

כל השאר הוא חומר אפל, ענני גז קוסמי ובועות שממלאות את החלל הבין-כוכבי. ככל שקרוב יותר למרכז הגלקסיה, יותר כוכבים, כך החלל הופך צפוף יותר. השמש שלנו ממוקמת באזור של חלל, המורכב מחפצי חלל קטנים יותר הממוקמים במרחק ניכר זה מזה.

המסה של שביל החלב היא 6x1042 ק"ג, שהם פי טריליוני המסה של השמש שלנו. כמעט כל הכוכבים המאכלסים את ארצנו הכוכבית ממוקמים במישור של דיסקה אחת, שעוביה, לפי הערכות שונות, הוא 1000 שנות אור. לא ניתן לדעת את המסה המדויקת של הגלקסיה שלנו, שכן רוב ספקטרום הכוכבים הנראה מוסתר מאיתנו על ידי זרועות שביל החלב. בנוסף, מסת החומר האפל שתופסת מרחבים בין-כוכביים עצומים אינה ידועה.

המרחק מהשמש למרכז הגלקסיה שלנו הוא 27 אלף שנות אור. בהיותה בפריפריה היחסית, השמש נעה במהירות סביב מרכז הגלקסיה, ועושה מהפכה שלמה ב-240 מיליון שנה.

מרכז הגלקסיה הוא בקוטר של 1000 פרסקים והוא מורכב מליבה עם רצף מעניין. למרכז הליבה יש צורה של בליטה, שבה מרוכזים הכוכבים הגדולים ביותר וצביר גזים חמים. אזור זה הוא שמשחרר כמות עצומה של אנרגיה, אשר במצטבר היא יותר ממיליארדי הכוכבים המרכיבים את הגלקסיה מקרינים. חלק זה של הליבה הוא החלק הפעיל והבהיר ביותר של הגלקסיה. לאורך קצוות הליבה יש מגשר, שהוא ההתחלה של זרועות הגלקסיה שלנו. גשר כזה נוצר כתוצאה מכוח הכבידה העצום הנגרם מהסיבוב המהיר של הגלקסיה עצמה.

בהתחשב בחלק המרכזי של הגלקסיה, העובדה הבאה נראית פרדוקסלית. מדענים במשך זמן רב לא יכלו להבין מה נמצא במרכז שביל החלב. מסתבר שבמרכזה של מדינה זרועת כוכבים בשם שביל החלב, התמקם חור שחור סופר מסיבי, שקוטרו כ-140 ק"מ. שם הולכת רוב האנרגיה שמשחררת ליבת הגלקסיה, בתהום חסרת התחתית הזו הכוכבים מתמוססים ומתים. נוכחותו של חור שחור במרכז שביל החלב מצביעה על כך שכל תהליכי היווצרות ביקום חייבים יום אחד להסתיים. החומר יהפוך לאנטי-חומר והכל יחזור על עצמו שוב. איך המפלצת הזו תתנהג בעוד מיליוני ומיליארדי שנים, התהום השחורה שותקת, מה שמעיד על כך שתהליכי קליטת החומר רק תופסים תאוצה.

שתי זרועות עיקריות של הגלקסיה משתרעות מהמרכז - מגן הקנטאור ופרסאוס. תצורות מבניות אלו נקראו על שם קבוצות הכוכבים הממוקמות בשמים. בנוסף לזרועות הראשיות, הגלקסיה מוקפת ב-5 זרועות קטנות נוספות.

עתיד קרוב ורחוק

הזרועות, שנולדו מליבת שביל החלב, מתפתלות החוצה, ממלאות את החלל החיצון בכוכבים ובחומר קוסמי. מתאימה כאן אנלוגיה לגופים קוסמיים שמסתובבים סביב השמש במערכת הכוכבים שלנו. מסה עצומה של כוכבים, גדולים וקטנים, צבירים וערפיליות, עצמים קוסמיים בגדלים ובטבע שונים, מסתובבת על קרוסלה ענקית. כולם יוצרים תמונה נפלאה של שמים זרועי כוכבים, שאדם מתבונן בהם במשך יותר מאלף שנה. כאשר לומדים את הגלקסיה שלנו, כדאי לדעת שהכוכבים בגלקסיה חיים על פי החוקים שלהם, בהיותם באחת מזרועות הגלקסיה היום, מחר הם יתחילו את מסעם בכיוון השני, יעזבו זרוע אחת ויעופו לזרוע אחרת. .

כדור הארץ בגלקסיית שביל החלב רחוק מלהיות כוכב הלכת היחיד המתאים לחיים. זהו רק חלקיק אבק, בגודל של אטום, שאבד בעולם הכוכבים העצום של הגלקסיה שלנו. יכול להיות מספר עצום של כוכבי לכת כאלה הדומים לכדור הארץ בגלקסיה. די לדמיין את מספר הכוכבים שיש להם איכשהו מערכות פלנטריות כוכביות משלהם. חיים אחרים עשויים להיות רחוקים, ממש בקצה הגלקסיה, במרחק של עשרות אלפי שנות אור, או להיפך, להיות נוכחים באזורים שכנים המוסתרים מאיתנו על ידי זרועות שביל החלב.

הגלקסיה שלנו. מסתורי שביל החלב

במידה מסוימת, אנו יודעים יותר על מערכות כוכבים רחוקות מאשר על הגלקסיה שלנו, שביל החלב. קשה יותר לחקור את המבנה שלו מאשר את המבנה של כל גלקסיות אחרות, כי יש לחקור אותו מבפנים, והרבה לא כל כך קל לראות. ענני אבק בין-כוכביים סופגים את האור הנפלט על ידי אינספור כוכבים רחוקים.

רק עם התפתחות אסטרונומיה הרדיו והופעת טלסקופי אינפרא אדום, מדענים הצליחו להבין כיצד פועלת הגלקסיה שלנו. אך פרטים רבים נותרו לא ברורים עד היום. אפילו מספר הכוכבים בשביל החלב מוערך בצורה די גסה. המדריכים האלקטרוניים החדשים ביותר מספקים מספרים בין 100 ל-300 מיליארד כוכבים.

לפני זמן לא רב, האמינו שלגלקסיה שלנו יש 4 זרועות גדולות. אבל בשנת 2008, אסטרונומים מאוניברסיטת ויסקונסין פרסמו את תוצאות העיבוד של כ-800,000 תמונות אינפרא אדום שצולמו על ידי טלסקופ החלל שפיצר. הניתוח שלהם הראה שלשביל החלב יש רק שתי זרועות. לגבי שאר הזרועות, הן רק ענפי צד צרים. אז שביל החלב הוא גלקסיה ספירלית עם שתי זרועות. יש לציין שלרוב הגלקסיות הספירליות המוכרות לנו יש גם שתי זרועות בלבד.

"הודות לטלסקופ שפיצר, יש לנו הזדמנות לחשוב מחדש על המבנה של שביל החלב", אמר האסטרונום רוברט בנג'מין מאוניברסיטת ויסקונסין, בכנס של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה. "אנחנו משכללים את ההבנה שלנו לגבי הגלקסיה באותה דרך שלפני מאות שנים, המגלים, שנסעו מסביב לכדור הארץ, חידדו וחשבו מחדש רעיונות קודמים לגבי איך כדור הארץ נראה."

מאז תחילת שנות ה-90, תצפיות אינפרא אדום משנות יותר ויותר את הידע שלנו על מבנה שביל החלב, מכיוון שטלסקופים אינפרא אדום מאפשרים להסתכל דרך ענני גז ואבק ולראות מה לא נגיש לטלסקופים קונבנציונליים.

2004 - גילה של הגלקסיה שלנו נאמד ב-13.6 מיליארד שנים. זה התעורר זמן קצר לאחר מכן. בתחילה, זו הייתה בועת גז מפוזרת שהכילה בעיקר מימן והליום. עם הזמן היא הפכה לגלקסיה ספירלית ענקית בה אנו חיים כיום.

מאפיינים כלליים

אבל איך התקדמה האבולוציה של הגלקסיה שלנו? איך זה נוצר - לאט או להיפך, מהר מאוד? איך הוא היה רווי באלמנטים כבדים? כיצד השתנו צורת שביל החלב וההרכב הכימי שלו במשך מיליארדי שנים? תשובות מפורטות לשאלות אלו טרם ניתנו על ידי מדענים.

אורכה של הגלקסיה שלנו הוא כ-100,000 שנות אור, ועוביה הממוצע של הדיסק הגלקטי הוא כ-3,000 שנות אור (עובי החלק הקמור שלה - הבליטה - מגיע ל-16,000 שנות אור). עם זאת, בשנת 2008, האסטרונום האוסטרלי בריאן גנסלר, לאחר שניתח את תוצאות התצפיות על פולסרים, הציע שהדיסק הגלקטי כנראה עבה פי שניים ממה שנהוג להאמין.

האם הגלקסיה שלנו גדולה או קטנה בסטנדרטים קוסמיים? לשם השוואה: היקף ערפילית אנדרומדה, הגלקסיה הגדולה הקרובה אלינו ביותר, הוא כ-150,000 שנות אור.

בסוף 2008, חוקרים קבעו באמצעות אסטרונומיה רדיו כי שביל החלב מסתובב מהר יותר ממה שחשבו בעבר. אם לשפוט לפי אינדיקטור זה, המסה שלו גבוהה פי אחד וחצי בערך ממה שהיה מקובל להאמין. לפי הערכות שונות, הוא נע בין 1.0 ל-1.9 טריליון מסות שמש. שוב, לשם השוואה: המסה של ערפילית אנדרומדה מוערכת לפחות ב-1.2 טריליון מסות שמש.

מבנה הגלקסיות

חור שחור

לכן, שביל החלב אינו נחות בגודל ערפילית אנדרומדה. "לא עלינו להתייחס יותר לגלקסיה שלנו כאחות הקטנה של ערפילית אנדרומדה", אמר האסטרונום מארק ריד ממרכז סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה באוניברסיטת הרווארד. יחד עם זאת, מכיוון שמסת הגלקסיה שלנו גדולה מהצפוי, גם כוח המשיכה שלה גבוה יותר, מה שאומר שגם ההסתברות להתנגשות בגלקסיות אחרות בסביבתנו עולה.

הגלקסיה שלנו מוקפת בהילה כדורית, בקוטר של 165,000 שנות אור. אסטרונומים מתייחסים לפעמים להילה כ"אטמוספרה גלקטית". הוא מכיל כ-150 צבירים כדוריים, כמו גם מספר קטן של כוכבים עתיקים. שאר חלל ההילה מלא בגז מודח ובחומר אפל. המסה של האחרון מוערכת בכטריליון מסות שמש.

הזרועות הספירליות של שביל החלב מכילות כמויות אדירות של מימן. כאן ממשיכים להיוולד כוכבים. עם הזמן, כוכבים צעירים עוזבים את זרועות הגלקסיות ו"נעים" לתוך הדיסק הגלקטי. עם זאת, הכוכבים המסיביים והבהירים ביותר אינם חיים מספיק זמן, ולכן אין להם זמן להתרחק ממקום הולדתם. זה לא מקרי שזרועות הגלקסיה שלנו זוהרות כל כך בבהירות. רוב שביל החלב מורכב מכוכבים קטנים, לא מאוד מסיביים.

החלק המרכזי של שביל החלב ממוקם בקבוצת הכוכבים קשת. אזור זה מוקף בענני גז ואבק כהים, שמעבר להם לא ניתן לראות דבר. רק מאז שנות ה-50, תוך שימוש באמצעי אסטרונומיה רדיו, הצליחו מדענים לראות בהדרגה מה מסתתר שם. בחלק זה של הגלקסיה התגלה מקור רדיו רב עוצמה, הנקרא מזל קשת A. כפי שהראו תצפיות, מרוכזת כאן מסה העולה על מסת השמש פי כמה מיליוני. ההסבר המקובל ביותר לעובדה זו הוא רק אחד: במרכז הגלקסיה שלנו נמצא.

כעת, משום מה, היא נתנה לעצמה הפסקה ואינה פעילה במיוחד. שטף החומר לכאן מועט מאוד. אולי עם הזמן לחור השחור יהיה תיאבון. אז הוא יתחיל שוב לספוג את צעיף הגז והאבק המקיף אותו, ושביל החלב יוסיף לרשימת הגלקסיות הפעילות. ייתכן שלפני כן, כוכבים יתחילו לצוץ במהירות במרכז הגלקסיה. תהליכים דומים צפויים לחזור על עצמם באופן קבוע.

2010 - אסטרונומים אמריקאים שהשתמשו בטלסקופ החלל פרמי, שנועד לצפות במקורות של קרינת גמא, גילו שני מבנים מסתוריים בגלקסיה שלנו - שתי בועות ענקיות הפולטות קרינת גמא. הקוטר של כל אחד מהם הוא בממוצע 25,000 שנות אור. הם מתפזרים ממרכז הגלקסיה בכיוון הצפון והדרום. אולי אנחנו מדברים על זרמי החלקיקים שנפלטו פעם על ידי חור שחור שנמצא באמצע הגלקסיה. חוקרים אחרים מאמינים כי אנו מדברים על ענני גז שהתפוצצו במהלך הולדת כוכבים.

ישנן מספר גלקסיות ננסיות מסביב לשביל החלב. המפורסמים שבהם הם העננים המגלן הגדולים והקטנים, המחוברים לשביל החלב במעין גשר מימן, פלומת גז ענקית הנמתחת מאחורי הגלקסיות הללו. זה נקרא זרם מגלן. אורכו כ-300,000 שנות אור. הגלקסיה שלנו בולעת ללא הרף את הגלקסיות הננסיות הקרובות אליה, במיוחד גלקסיית מזל קשת, שנמצאת במרחק של 50,000 שנות אור מהמרכז הגלקסי.

נותר להוסיף ששביל החלב וערפילית אנדרומדה נעים זה לקראת זה. ככל הנראה בעוד 3 מיליארד שנים, שתי הגלקסיות יתמזגו יחד ויצרו גלקסיה אליפטית גדולה יותר, שכבר נקראה דבש החלב.

מקור שביל החלב

הערפילית של אנדרומדה

במשך זמן רב האמינו כי שביל החלב נוצר בהדרגה. 1962 - אולין אגן, דונלד לינדן-בל ואלן סנדייג' הציעו השערה שנודעה כמודל ה-ELS (היא נקראה על שם האותיות הראשוניות של שמות המשפחה שלהם). לדבריה, פעם ענן הומוגנית של גז הסתובב באיטיות במקום שביל החלב. הוא דמה לכדור והגיע לקוטר של כ-300,000 שנות אור, והיה מורכב בעיקר ממימן והליום. בהשפעת כוח הכבידה, הפרוטוגלקסיה התכווצה והפכה שטוחה; במקביל, הסיבוב שלו הואץ בצורה ניכרת.

במשך כמעט שני עשורים, המודל הזה התאים למדענים. אבל תוצאות תצפיות חדשות הראו ששביל החלב לא יכול היה להתעורר כפי שרשמו אותו תיאורטיקנים.

לפי מודל זה נוצרת תחילה ההילה ולאחר מכן הדיסק הגלקטי. אבל יש גם כוכבים עתיקים מאוד בדיסק, למשל, הענק האדום ארקטורוס, שגילו הוא יותר מ-10 מיליארד שנים, או מספר רב של גמדים לבנים בני אותו גיל.

הן בדיסק הגלקטי והן בהילה נמצאו צבירים כדוריים צעירים מכפי שמתיר מודל ה-ELS. ברור שהם נקלטים בגלקסיה המאוחרת שלנו.

כוכבים רבים בהילה מסתובבים בכיוון שונה משביל החלב. אולי גם הם היו פעם מחוץ לגלקסיה, אבל אז הם נמשכו ל"מערבולת הכוכבים" הזו - כמו שחיין אקראי במערבולת.

1978 - לאונרד סירל ורוברט צין הציעו מודל משלהם להיווצרות שביל החלב. הוא סומן כ"דגם SZ". כעת ההיסטוריה של הגלקסי הפכה מסובכת באופן ניכר. לפני זמן לא רב, נעוריה, לדעת האסטרונומים, תוארו בפשטות כמו לדעת הפיזיקאים - תנועת תרגום ישר. המכניקה של מה שהתרחש נראתה בבירור: היה ענן הומוגני; הוא כלל רק גז מפוזר באופן שווה. שום דבר בנוכחותו לא סיבך את חישוביהם של תיאורטיקנים.

כעת, במקום ענן ענק אחד בחזיונותיהם של מדענים, הופיעו בבת אחת כמה עננים קטנים ומפוזרים בצורה מוזרה. כוכבים נראו ביניהם; עם זאת, הם היו ממוקמים רק בהילה. בתוך ההילה הכול רותח: העננים התנגשו; המוני הגז היו מעורבים ונדחסים. עם הזמן נוצרה דיסק גלקטי מתערובת זו. כוכבים חדשים החלו להופיע בו. אבל המודל הזה זכה לביקורת לאחר מכן.

אי אפשר היה להבין מה חיבר בין ההילה לבין הדיסק הגלקטי. לדיסק המתעבה הזה ולמעטפת הכוכבים הדלילה סביבה היה מעט במשותף. גם לאחר שסרל וזין יצרו את הדגם שלהם, התברר שההילה מסתובבת לאט מדי כדי ליצור ממנה דיסק גלקטי. אם לשפוט לפי התפלגות היסודות הכימיים, האחרונים צמחו מגז פרוטוגלקטי. לבסוף, התנע הזוויתי של הדיסק היה גבוה פי 10 מזה של ההילה.

כל הסוד הוא ששני הדגמים מכילים גרעין של אמת. הצרה היא שהם פשוטים מדי וחד צדדיים. שניהם נראים כעת קטעים של אותו מתכון שעל פיו נוצר שביל החלב. אגן ועמיתיו קראו כמה שורות מהמתכון הזה, סירל וצין עוד כמה שורות. לכן, בניסיון לדמיין מחדש את ההיסטוריה של הגלקסיה שלנו, אנו מבחינים מדי פעם בשורות מוכרות שכבר נקראו פעם אחת.

שביל החלב. דגם מחשב

אז הכל התחיל זמן קצר אחרי המפץ הגדול. "היום מקובל להאמין שתנודות בצפיפות החומר האפל הולידו את המבנים הראשונים, מה שנקרא ההילות האפלות. הודות לכוח הכבידה, מבנים אלה לא התפרקו", אומר האסטרונום הגרמני אנדראס בורקרט, מחבר מודל חדש להולדת הגלקסיה.

הילות כהות הפכו לעוברים - גרעינים - של גלקסיות עתידיות. סביבם, בהשפעת כוח הכבידה, הצטבר גז. קריסה הומוגנית התרחשה, כפי שמתואר במודל ה-ELS. כבר 500-1000 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול, צבירי גזים המקיפים הילות כהות הפכו ל"אינקובטורים" של כוכבים. פרוטוגלקסיות קטנות הופיעו כאן. הצבירים הכדוריים הראשונים התעוררו בענני גז צפופים, מכיוון שכוכבים נולדו כאן בתדירות גבוהה יותר של מאות פעמים מאשר בכל מקום אחר. פרוטוגלקסיות התנגשו והתמזגו זו בזו - כך נוצרו גלקסיות גדולות, כולל שביל החלב שלנו. כיום הוא מוקף בחומר אפל ובהילה של כוכבים בודדים וצבירי הכדור שלהם, חורבות אלה של יקום בן למעלה מ-12 מיליארד שנה.

היו הרבה כוכבים מאסיביים מאוד בפרוטוגלקסיות. תוך פחות מכמה עשרות מיליוני שנים, רובם התפוצצו. פיצוצים אלו העשירו את ענני הגז ביסודות כימיים כבדים. לכן, בדיסק הגלקטי לא נולדו כוכבים כאלה כמו בהילה - הם הכילו פי מאות יותר מתכות. בנוסף, הפיצוצים הללו יצרו מערבולות גלקטיות חזקות שחיממו את הגז וסחפו אותו החוצה מהפרוטוגלקסיות. הייתה הפרדה של המוני גז וחומר אפל. זה היה השלב החשוב ביותר ביצירת גלקסיות, שלא נלקח בחשבון קודם לכן באף מודל.

במקביל, הילות כהות התנגשו זו בזו לעתים קרובות יותר ויותר. יתר על כן, פרוטוגלקסיות נמתחו או התפרקו. אסונות אלו מזכירים את שרשראות הכוכבים שנשתמרו בהילה של שביל החלב מתקופת "הנעורים". על ידי לימוד מיקומם, ניתן להעריך את האירועים שהתרחשו באותה תקופה. בהדרגה נוצר כדור עצום מהכוכבים הללו - ההילה שאנו רואים. כשהתקרר, חדרו לתוכו ענני גז. התנע הזוויתי שלהם נשמר, ולכן הם לא התכווצו לנקודה אחת, אלא יצרו דיסק מסתובב. כל זה קרה לפני יותר מ-12 מיליארד שנה. הגז נדחס כעת כמתואר בדגם ה-ELS.

בשלב זה נוצרת גם ה"בליטה" של שביל החלב - החלק האמצעי שלו, הדומה לאליפסואיד. הבליטה מורכבת מכוכבים ישנים מאוד. זה כנראה התעורר במהלך מיזוג הפרוטוגלקסיות הגדולות ביותר, שהחזיקו את ענני הגז הכי הרבה זמן. באמצעו היו כוכבי נויטרונים וחורים שחורים זעירים - שרידים של סופרנובות מתפוצצות. הם התמזגו זה עם זה, וספגו בו זמנית זרמי גז. אולי כך נולד החור השחור הענק, שנמצא כעת במרכז הגלקסיה שלנו.

ההיסטוריה של שביל החלב היא הרבה יותר כאוטית ממה שחשבו בעבר. הגלקסיה שלנו, מרשימה אפילו בסטנדרטים קוסמיים, נוצרה לאחר סדרה של השפעות ומיזוגים - לאחר סדרה של קטסטרופות קוסמיות. ניתן למצוא עקבות של אותם אירועים עתיקים עד היום.

כך, למשל, לא כל הכוכבים בשביל החלב סובבים סביב המרכז הגלקטי. ככל הנראה, במהלך מיליארדי שנות קיומו, הגלקסיה שלנו "קלטה" רבים מנוסעים אחרים. כל כוכב עשירי בהילה הגלקטית בן פחות מ-10 מיליארד שנים. באותו זמן, שביל החלב כבר נוצר. אולי אלה שרידים של גלקסיות ננסיות שנתפסו פעם. קבוצה של מדענים בריטיים מהמכון האסטרונומי (קיימברידג'), בראשותו של ג'רארד גילמור, חישבה שברור ששביל החלב יכול לקלוט בין 40 ל-60 גלקסיות ננסיות מסוג קארינה.

בנוסף, שביל החלב מושך אליו מסות ענק של גז. אז, בשנת 1958, אסטרונומים הולנדים הבחינו בנקודות קטנות רבות בהילה. למעשה, התברר שהם ענני גז, שהורכבו בעיקר מאטומי מימן ומיהרו לעבר הדיסק הגלקטי.

הגלקסיה שלנו לא תמתן את התיאבון שלה בעתיד. אולי היא תספוג את הגלקסיות הננסיות הקרובות ביותר - Fornax, Carina וכנראה, Sextans, ואז תתמזג עם ערפילית אנדרומדה. מסביב לשביל החלב - "קניבל הכוכבים" שאינו יודע שובע - יהפוך נטוש עוד יותר.

מערכת השמש שקועה במערכת כוכבים ענקית - הגלקסיה, המונה מאות מיליארדי כוכבים בעלי עוצמת הבהירות והצבע השונים ביותר (כוכבים בקטע: "חיי הכוכבים"). התכונות של סוגים שונים של כוכבים בגלקסיה ידועות היטב לאסטרונומים. השכנים שלנו הם לא רק כוכבים אופייניים וחפצים שמימיים אחרים, אלא נציגים של ה"שבטים" הרבים ביותר של הגלקסיה. נכון לעכשיו, כל או כמעט כל הכוכבים נחקרו בסביבת השמש, למעט כוכבים ננסיים מאוד, שפולטים מעט מאוד אור. רובם גמדים אדומים חלשים מאוד - המסה שלהם קטנה פי 3-10 מזו של השמש. כוכבים הדומים לשמש הם נדירים מאוד, רק 6% מהם. רבים מהשכנים שלנו (72%) מקובצים למספר מערכות, כאשר הרכיבים מחוברים זה לזה על ידי כוחות כבידה. מי ממאות הכוכבים הסמוכים יכול לתבוע את התואר של השכנה הקרובה ביותר של השמש? כעת הוא נחשב לרכיב של המערכת המשולשת הידועה אלפא קנטאורי - הגמד האדום והחלש פרוקסימה. המרחק לפרוקסימה הוא 1.31 pc, לאור ממנו לוקח 4.2 שנים להגיע אלינו. הסטטיסטיקה של האוכלוסייה סביב השמש נותנת מושג על האבולוציה של הדיסק הגלקטי ושל הגלקסיה כולה. לדוגמה, התפלגות הבהירות של כוכבים מסוג שמש מראה שגיל הדיסק הוא 10-13 מיליארד שנים.

במאה ה-17, לאחר המצאת הטלסקופ, הבינו לראשונה מדענים כמה גדול מספר הכוכבים בחלל החיצון. בשנת 1755 הציע הפילוסוף וחוקר הטבע הגרמני עמנואל קאנט שהכוכבים יוצרים קבוצות בחלל, בדיוק כפי שכוכבי הלכת מרכיבים את מערכת השמש. לקבוצות הללו הוא כינה "איי כוכבים". לפי קאנט, אחד מהאיים האינספור הללו הוא שביל החלב - צביר גרנדיוזי של כוכבים הנראה בשמיים כרצועה מעורפלת בהירה. ביוונית עתיקה פירוש המילה "גלקטיקוס" הוא "חלבי", וזו הסיבה ששביל החלב ומערכות כוכבים דומות נקראות גלקסיות.

מידות ומבנה של הגלקסיה שלנו

על סמך תוצאות חישוביו, עשה הירשל ניסיון לקבוע את הממדים ויוצר מעין דיסק עבה: במישור שביל החלב הוא משתרע למרחק של לא יותר מ-850 יחידות, ובכיוון הניצב - 200 יחידות, אם ניקח את המרחק לסיריוס כיחידה. לפי סולם המרחקים המודרני, זה מתאים ל-7300X1700 שנות אור. אומדן זה בדרך כלל משקף בצורה נכונה את המבנה של שביל החלב, אם כי הוא מאוד לא מדויק. העובדה היא שבנוסף לכוכבים, הדיסק של הגלקסיה כולל גם ענני גז ואבק רבים, שמחלישים את האור של כוכבים רחוקים. החוקרים הראשונים של הגלקסיה לא ידעו על החומר הסופג הזה והאמינו שהם יכולים לראות את כל הכוכבים שלו.

הממדים האמיתיים של הגלקסיה הוקמו רק במאה ה-20. התברר שמדובר במבנה הרבה יותר שטוח ממה שחשבו בעבר. קוטר הדיסק הגלקטי עולה על 100 אלף שנות אור, ועוביה הוא כ-1000 שנות אור. בשל העובדה שמערכת השמש ממוקמת למעשה במישור הגלקסיה, מלאה בחומר סופג, פרטים רבים של מבנה שביל החלב נסתרים ממבטו של צופה ארצי. עם זאת, ניתן ללמוד אותם על הדוגמה של גלקסיות אחרות הדומות לששי. אז בשנות ה-40. המאה העשרים, בהתבוננות בגלקסיה M 31, הידועה יותר בשם ערפילית אנדרומדה, הבחין האסטרונום הגרמני וולטר באדה שהדיסק העדשתי השטוחה של הגלקסיה הענקית הזו שקועה בענן כוכבים כדורי נדיר יותר - הילה. מכיוון שהערפילית דומה מאוד לגלקסיה שלנו, הוא הציע שגם לשביל החלב יש מבנה דומה. הכוכבים של הדיסק הגלקטי נקראו סוג אוכלוסיה I, ואילו הכוכבים בהילה נקראו סוג אוכלוסיה II.

כפי שמראים מחקרים מודרניים, שני סוגי אוכלוסיית הכוכבים נבדלים לא רק במיקומם המרחבי, אלא גם באופי תנועתם, כמו גם בהרכבם הכימי. תכונות אלו קשורות בעיקר למקור השונה של הדיסק והרכיב הכדורי.

מבנה הגלקסיה: הילה

גבולות הגלקסיה שלנו נקבעים לפי גודל ההילה. רדיוס ההילה גדול בהרבה מגודל הדיסק ולפי נתונים מסוימים מגיע לכמה מאות אלפי שנות אור. מרכז הסימטריה של הילה של שביל החלב עולה בקנה אחד עם מרכז הדיסק הגלקטי. ההילה מורכבת בעיקר מכוכבים ישנים מאוד, עמומים, בעלי מסה נמוכה. הם מתרחשים גם בנפרד וגם בצורה של צבירים כדוריים, שיכולים לכלול יותר ממיליון כוכבים. גיל אוכלוסיית המרכיב הכדורי של הגלקסיה עולה על 12 מיליארד שנים. זה נלקח בדרך כלל כגיל הגלקסי עצמו. תכונה אופיינית של כוכבי הילה היא חלקם הקטן ביותר של יסודות כימיים כבדים. הכוכבים היוצרים צבירים כדוריים מכילים פי מאות פחות מתכות מהשמש.

הכוכבים של הרכיב הכדורי מרוכזים לכיוון מרכז הגלקסיה. החלק המרכזי והצפוף ביותר של ההילה במרחק של כמה אלפי שנות אור ממרכז הגלקסיה נקרא "הבליטה" ("התעבות"). כוכבים וצבירי הילה כוכבים נעים סביב מרכז הגלקסיה במסלולים מוארכים מאוד. בשל העובדה שסיבוב כוכבים בודדים מתרחש כמעט באופן אקראי, ההילה בכללותה מסתובבת באיטיות רבה.

מבנה הגלקסי: דיסק

בהשוואה להילה, הדיסק מסתובב מהר יותר באופן ניכר. מהירות הסיבוב שלו אינה זהה במרחקים שונים מהמרכז. הוא גדל במהירות מאפס במרכז ל-200-240 קמ"ש במרחק של 2,000 שנות אור ממנו, ואז יורד במקצת, עולה שוב לאותו ערך בערך, ואז נשאר כמעט קבוע. חקר התכונות של סיבוב הדיסק איפשר להעריך את המסה שלו. התברר שהיא גדולה פי 150 מיליארד ממסת השמש. אוכלוסיית הדיסקים שונה מאוד מאוכלוסיית ההילה. ליד מישור הדיסק מרוכזים כוכבים צעירים וצבירי כוכבים שגילם אינו עולה על כמה מיליארדי שנים. הם יוצרים את מה שנקרא רכיב שטוח. יש הרבה כוכבים בהירים וחמים ביניהם.

גם הגז בדיסק של הגלקסי מרוכז בעיקר ליד המטוס שלו. הוא ממוקם בצורה לא אחידה, ויוצרים ענני גז רבים - ענני-על ענקיים, הטרוגניים במבנה, הנמתחים כמה אלפי שנות אור עד לעננים קטנים שגודלם אינו עולה על פרסק. מימן הוא היסוד הכימי העיקרי בגלקסיה שלנו. כ-1/4 ממנו מורכב מהליום. בהשוואה לשני האלמנטים הללו, השאר נמצאים בכמויות קטנות מאוד. בממוצע, ההרכב הכימי של הכוכבים והגז בדיסק כמעט זהה לזה של השמש.

מבנה הגלקסיה: ליבה

אחד האזורים המעניינים ביותר של הגלקסיה נחשב למרכזה, או הליבה שלה, הממוקם בכיוון קבוצת הכוכבים קשת. הקרינה הנראית של האזורים המרכזיים של הגלקסיה מוסתרת מאיתנו לחלוטין על ידי שכבות חזקות של חומר סופג. לכן, הם החלו ללמוד אותו רק לאחר יצירת מקלטים לקרינת אינפרא אדום ורדיו, הנספגת במידה פחותה. האזורים המרכזיים של הגלקסיה מאופיינים בריכוז חזק של כוכבים: כל פרסק מעוקב ליד המרכז מכיל אלפים רבים מהם. המרחקים בין כוכבים קטנים פי עשרות ומאות מאשר בקרבת השמש. אם היינו חיים על כוכב לכת ליד כוכב הממוקם ליד ליבת הגלקסיה, אז עשרות כוכבים היו נראים בשמים, דומים בבהירותם לירח, ואלפים רבים בהירים יותר מהכוכבים הבהירים ביותר בשמיים שלנו.

בנוסף למספר רב של כוכבים באזור המרכזי של הגלקסיה, קיימת דיסק גז מעגלי, המורכב בעיקר ממימן מולקולרי. הרדיוס שלו עולה על 1000 שנות אור. קרוב יותר למרכז, ישנם אזורים של מימן מיונן ומקורות רבים של קרינה אינפרא אדומה, המעידים על כך שמתרחשת שם היווצרות כוכבים. ממש במרכז הגלקסיה מניחים את קיומו של עצם קומפקטי מאסיבי - חור שחור בעל מסה של כמיליון מסות שמש. במרכז ישנו גם מקור רדיו בהיר מזל קשת A, שמקורו קשור לפעילות הגרעין.