Представьте, что всю свою жизнь вы провели в одном городе, но видели только свою улицу. Огни мегаполиса мешали разглядеть остальные районы. Так же и мы: живем в гигантском звездном мегаполисе — галактике Млечный Путь, но из-за «светового загрязнения» и космической пыли редко видим его во всей красе.
Наш адрес: Галактика Млечный Путь
Когда мы смотрим на Млечный Путь, мы видим наш родной город «изнутри». Мы живем в его спальном районе — на окраине диска, в двух третях пути от центра.
Из чего же состоит наш галактический мегаполис?
- Диск. Это самый оживленный район, где живем мы. Здесь сосредоточено большинство звезд, газовых облаков и пыли. Именно пыль, как густой смог, скрывает от нас центр города, находящийся в 27 000 световых лет от нас.
- Балдж. Центральный район, «даунтаун» нашей галактики. Если бы не пыль, мы бы видели его как яркое скопление звезд в созвездиях Стрельца и Скорпиона. Скорее всего, в его центре есть «центральная площадь» — вытянутый бар (перемычка).
- Гало. Обширные и темные пригороды, окружающие город. Здесь почти нет газа и молодых звезд, зато много старых шаровых скоплений — древних «исторических памятников» возрастом 11-13 миллиардов лет.
Если бы мы могли взглянуть на наш город со стороны, он, вероятно, был бы похож на галактику М109 в созвездии Большой Медведицы — спиральную галактику с перемычкой.
Загадка №1: Темная материя — невидимый каркас города
Есть в нашем городе кое-что странное. Звезды и газ в диске вращаются так быстро, что должны были бы давно улететь в межгалактическое пространство. Но чего-то невидимого, обладающего колоссальной массой, удерживает их на месте.
Это «нечто» астрономы назвали темной материей. Ее нельзя увидеть, но без ее гравитационного каркаса наш галактический город просто разлетелся бы на части. На темную материю приходится бóльшая часть массы Млечного Пути.
Районы города: Звездные скопления
В нашем галактическом городе есть свои кварталы — звездные скопления.
- Рассеянные скопления: Молодые и нестабильные районы, как новые жилые комплексы. Они находятся в диске и со временем рассеиваются. Яркие примеры — Плеяды и Гиады в созвездии Тельца.
- Шаровые скопления: Древние «исторические центры». Это плотные скопления миллионов старых звезд, которые живут в гало. Они — ровесники самой Галактики, и их изучение позволяет определить ее возраст.
Интересно, что наше Солнце, скорее всего, родилось в таком же рассеянном скоплении, но за 4.6 миллиардов лет его «семья» распалась, и теперь мы — звезда-одиночка, бродяга среди бродяг.
Загадка №2: Темное сердце Галактики
Центр нашего города скрыт от нас пылевыми облаками. Но радиотелескопы, видящие сквозь эту пелену, открыли там нечто невероятное.
В самом сердце Млечного Пути, в области размером с нашу Солнечную систему, находится объект массой 4 миллиона Солнц. Звезды вокруг него носятся с бешеной скоростью, совершая полный оборот за несколько лет.
Большинство астрономов уверены: это сверхмассивная черная дыра, которую назвали Стрелец А*. Пока она ведет себя спокойно, но в прошлом наше галактическое ядро могло быть активным и опасным квазаром.
Соседи по Вселенной: «Бродячий цирк» галактик
Наш Млечный Путь — не одинок. Вместе с галактикой Андромеды, Треугольника, Магеллановыми Облаками и несколькими десятками карликовых галактик мы входим в Местную группу — наш местный галактический кластер.
А за ее пределами начинается настоящий «бродячий цирк» всевозможных звездных систем.
- Спиральные галактики: Как наш Млечный Путь. Изящные и красивые, с активным звездообразованием в рукавах. Почему рукава не «закручиваются» и не исчезают? Ученые считают, что виной тому волны плотности — гравитационные возмущения, которые, как пробка на дороге, вызывают скопление газа и рождение новых звезд.
- Эллиптические галактики: Гигантские шары из старых звезд. Часто встречаются в центрах скоплений галактик. Самые крупные из них — настоящие космические хищники, поглощающие своих меньших соседей. Следы этих «галактических каннибальских пиршеств» видны как концентрические оболочки из звезд на их окраинах.
- Галактики со вспышкой звездообразования: Возникают при столкновении и слиянии галактик. Газ в них сжимается, вызывая бурное, взрывное рождение звезд. Галактика Сигара (М82) — яркий пример такого «звездного беби-бума».
- Активные галактики (Квазары): Самые странные и энергичные объекты Вселенной. Их ядра светят ярче, чем сотни обычных галактик, при этом эта колоссальная энергия исходит из области размером с Солнечную систему. Считается, что это сверхмассивные черные дыры, которые активно поглощают (аккрецируют) вещество.
Главное открытие: Вселенная бежит от нас
В 1929 году Эдвин Хаббл сделал открытие, перевернувшее наше представление о Вселенной. Он обнаружил, что чем дальше от нас галактика, тем быстрее она удаляется.
Это не галактики разлетаются в пустом пространстве. Это само пространство расширяется, растягиваясь, как поверхность надуваемого воздушного шарика. Именно это расширение растягивает свет далеких галактик, смещая его в красную часть спектра.
Скорость этого расширения описывается постоянной Хаббла. Сегодня ее наиболее точное значение составляет около 72 (км/с)/Мпк. Это значит, что галактика, находящаяся от нас на расстоянии 1 мегапарсека (3.26 миллиона световых лет), убегает от нас со скоростью 72 км/с.
Заключение
От призрачной светящейся ленты на ночном небе до понимания, что мы живем в одном из миллиардов звездных городов, разбросанных по расширяющейся Вселенной, — таков путь осознания нашего места в космосе.
Наша Галактика — это не статичный объект. Это динамичная система, полная загадок: от невидимой темной материи, скрепляющей ее, до спящего чудовища в ее центре. И все это — лишь крошечная часть грандиозной и вечно убегающей от нас космической паутины.