Только в начале 1900-х годов мы по-настоящему начали собирать воедино истинную природу нашей галактики.
Хотя наши телескопы сделали несколько поистине потрясающих снимков Млечного Пути, астрономы имеют лишь смутное представление о нашей родной галактике. Даже для того, чтобы сделать этот набросок, потребовалось немало усилий, и удивительно, что нам удалось узнать с нашей ограниченной точки обзора.
Здесь, на поверхности Земли, галактика Млечный Путь видна невооруженным глазом как туманная полоса на небе. В то время как астрономы и философы веками спорили об истинной природе и местоположении Млечного Пути, великий астроном, физик и универсальный гений Галилео Галилей был первым, кто открыл истинную природу галактики: бесчисленные звезды настолько малы, что их свет сливается воедино. В середине 1700-х годов философ Иммануил Кант правильно предположил, что Млечный Путь - это вращающийся звездный диск, и поскольку мы были встроены в этот диск, он казался нам полосой. Несколько десятилетий спустя астроном Уильям Гершель попытался составить карту Вселенной, но безуспешно.
Только в начале 1900-х годов мы по-настоящему начали понимать истинную природу нашей галактики. Именно тогда астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что туманность Андромеды на самом деле является галактикой Андромеды, "островом вселенной", расположенным в миллионах световых лет от нас. Млечный Путь - это не просто диск из близлежащих звезд. Она сформировала основную часть нашей собственной галактики, поэтому наша галактика получила название по этой знакомой особенности неба.
Наблюдения за другими галактиками помогли нам составить представление о том, как выглядит наша родная галактика. Большинство дисковых галактик имеют спиральные рукава и плотную центральную выпуклость, поэтому естественно предположить, что Млечный Путь также обладает этими особенностями. Но прямое картографирование Млечного Пути - чрезвычайно сложная задача. Во—первых, он большой - примерно 100 000 световых лет в самом широком месте. И внутри него находится множество объектов — где-то от 100 до 400 миллиардов звезд, сотни тысяч областей звездообразования, бесчисленное множество планет, черных дыр, нейтронных звезд и многое другое. Таким образом, исследование даже небольших участков Млечного Пути требует огромных ресурсов.
И еще есть пыль. Находясь в межзвездном пространстве, пыль обладает раздражающим свойством затемнять и рассеивать свет. Поскольку мы находимся в центре Млечного Пути, чем дальше мы пытаемся заглянуть, тем больше пыли закрывает наш обзор. Даже самые мощные телескопы в мире не могут напрямую исследовать области на противоположной стороне галактики.
Итак, чтобы составить карту Млечного Пути, исследователи используют множество видов наблюдений и сочетают их со сравнениями с другими галактиками и умным теоретическим моделированием, чтобы составить полную картину.
Например, шаровые скопления вращаются вокруг центра Млечного Пути, образуя примерно сферическую форму. Построив график их расположения в трехмерном пространстве, мы можем определить, где находится центр - примерно в 25 000 световых лет от нас.
Мы также можем изучить движение звезд по орбите вокруг центра и использовать наше понимание гравитации для моделирования того, как должно выглядеть ядро. Именно благодаря этому методу мы считаем, что наша галактика представляет собой спираль с "перемычками" — ядро вытянуто и, возможно, даже имеет форму арахиса. Это подтверждается наблюдениями, показывающими, что определенный вид красных гигантских звезд, расположенных вблизи ядра, разделен на две популяции и что инфракрасный свет, исходящий от ядра, не симметричен.
Космический аппарат Gaia, запущенный в 2013 году, преследует одну главную цель: провести перепись как можно большего числа звезд, зафиксировав их расстояния, движение, яркость и цвета. На сегодняшний день эта миссия внесла в каталог почти 2 миллиарда звезд, что, хотя и впечатляет, все же составляет лишь примерно 1% от всех звезд Млечного Пути.
Тем не менее, это дает астрономам огромное количество информации о нашем местном участке галактики. Помимо предоставления точной карты окрестностей нашей галактики, эти данные могут быть использованы в качестве основы для сравнения и сопоставления других, гораздо более узких, но более глубоких исследований в поисках чего-либо подозрительного, что могло бы помочь нам составить карту более крупной галактики.
Возьмем спиральные рукава. Несмотря на свой впечатляющий внешний вид, они лишь на 10% плотнее, чем их окружение. Напротив, они выглядят привлекательно, потому что являются областями активного звездообразования, в которых находится множество недавно сформировавшихся крупных и ярких звезд. Поскольку у нас есть подробная карта нашего местного участка галактики, в котором звездообразование не так активно, мы можем поискать более высокие концентрации звездообразования, чтобы зарисовать спиральные рукава.
Благодаря этим методам мы знаем, что у Млечного Пути есть, по крайней мере, два заметных спиральных рукава, и эти рукава закреплены на центральном стержне, похожем на арахис, в форме гигантской буквы S. Однако, за пределами этого все немного размыто. У галактики могут быть два дополнительных рукава средней интенсивности или просто путаница отростков и ветвей. Любая "карта" Млечного Пути, с которой вы можете столкнуться, в основном является предположением и, вероятно, будет меняться каждые несколько лет по мере совершенствования наших методов и лучшего понимания.
