Наш звездный дом: что мы знаем о Млечном Пути и каковы последние открытия?

Солнечная система скрывается внутри Галактики. Так что мы не можем «сделать шаг назад» и посмотреть, как выглядит наш звездный остров издалека. Мы можем изучать только окрестности Солнца и область, не затененную галактическим центром. Тем не менее, ученые постоянно приносят новую информацию о Млечном Пути. В частности, астрономы определили, что масса нашей Галактики составляет 1,29 × 10¹² эквивалента Солнца. Однако около 90% массы невозможно наблюдать, потому что она не излучает электромагнитное излучение. Это скрытая субстанция, также известная как «темная материя».

Название «Млечный Путь», которое используется для описания нашего Звездного острова, происходит от латинского «via lactea» и, таким образом, относится к внешнему виду Галактики с Земли: в ночном небе мы можем наблюдать галактические рукава в виде туманной световой полосы, образованной рядом звезд, неразличимых невооруженным глазом. Галилео Галилей первым увидел в нем отдельные многолетники в 1610 году в свой телескоп.

Фото: https://prokocmoc.ru/

До начала 1920-х годов большинство астрономов считали, что Млечный Путь включает в себя все звезды во Вселенной. Только в 1920 году астроном Эдвин Хаббл заметил, что наша Галактика – лишь одна из многих. Позже было обнаружено, что спиральные галактики составляют около двух третей звездных островов в космосе.

Большое население

Согласно наблюдениям и расчетам астрономов, Млечному Пути около 13,6 миллиарда лет. Он состоит примерно из 100-400 миллиардов звезд, а также из больших молекулярных облаков и областей, заполненных газом и пылью, как потенциальных звездных «родильных домов». Почти половина местных созвездий родились более 4,5 миллиарда лет назад. Это результат галактического бэби-бума, который привел к образованию большого количества звезд на ранних стадиях развития Млечного Пути десять миллиардов лет назад.

Наш звездный остров населен примерно десятью миллиардами белых карликов, миллиардом нейтронных констант и сотней миллионов звездных черных дыр. Наблюдения показывают, что планет как минимум столько же, сколько звезд. Кроме того, может быть много блуждающих планет, которые не привязаны к определенным многолетникам – в Галактике может быть больше, чем просто звезд.

В 2010 году эксперты получили данные от космического гамма-телескопа Ферми, которые еще больше удивляют: к северу и югу от ядра галактики распространяются две гигантские сферические энергетические плазменные структуры, производящие высокие уровни рентгеновского и гамма-излучения. Исследователи идентифицировали их как пузыри Ферми, средний размер каждого из которых составляет около 25 000 световых лет. Десять лет спустя было обнаружено, что они также светятся в рентгеновском спектре.

Фото: https://fainaidea.com/

Темное сердце

Ядро галактики, расположенное примерно в 26 000 световых лет от Земли, является домом для интенсивного источника радиоизлучения: сверхмассивная черная дыра Стрелец A достигает 4,1 миллиона солнечных масс и окружена группой звезд. Таким образом, это уникальная лаборатория для проверки физики в недоступных других экстремальных условиях сильной гравитации. Это, конечно, привлекает внимание специалистов. Тридцать лет усилий, вместе со все более точными методами наблюдения за окружающей черной дырой, недавно дали долгожданный результат: ученые доказали справедливость общей теории относительности Эйнштейна.

По ее словам, траектория тела, связанного на орбите вокруг другого объекта, не замыкается, как в теории гравитации Ньютона, а поворачивается вперед в плоскости орбиты. Описанный эффект, впервые наблюдаемый на траектории Меркурия вокруг Солнца, был одним из первых свидетельств, подтверждающих общую теорию относительности. Теперь, сто лет спустя, он был обнаружен звездой, вращающейся вокруг Стрельца A в центре нашей Галактики. Станция S2 находится менее чем в 20 миллиардах километров от черной дыры, что примерно в 120 раз больше расстояния Земля-Солнце. Таким образом, это ближайший из известных объектов на орбите упомянутого гиганта.

В цветочном танце

При ближайшем приближении S2 несется через космос со скоростью более 25 миллионов километров в час, совершая один виток примерно за 16 лет. Ученые наблюдали за ее движением более четверти века, после чего измерения позволили им надежно обнаружить так называемую прецессию Шварцшильда орбиты звезды вокруг Стрельца A. Его траектория закручивается, что означает изменение ближайшего положения по отношению к черной дыре. С каждым новым поворотом путь слегка поворачивается, так что тело в пространстве постепенно описывает форму, напоминающую цветок.

Общая теория относительности точно предсказывает этот эффект, в то время как последние измерения в описанном исследовании полностью согласуются с теорией. Однако прецессия Шварцшильда никогда не измерялась для многолетнего объекта, вращающегося над сверхмассивной черной дырой. Новые измерения также выявили эффект, известный как гравитационное красное смещение, при котором очень сильное гравитационное поле черной дыры «растягивает» длину волны звездного света. Таким образом, наблюдаемое изменение излучения, исходящего от S2, в точности соответствует предсказанию общей теории относительности.

Фото: https://indicator.ru/

Недавние открытия

Галактический диск Млечного Пути должен быть устойчивым и плоским, а вместо этого он деформируется и искривляется на больших расстояниях от центра. Это следует из наблюдений китайских астрономов. С большого расстояния Галактика выглядела бы как тонкий диск из многолетних объектов, вращающийся вокруг центральной части каждые несколько сотен лет. Сотни миллиардов звезд вместе с огромным количеством темной материи являются гравитационным «скрепом», скрепляющим все многолетники. Однако в далеком внешнем галактическом диске большую часть вещества составляют атомы водорода, которые больше не ограничиваются тонкой плоскостью, но придают диску деформированный вид, напоминающий букву «S». Деформация была обнаружена при наблюдении далеких переменных звезд, называемых цефеидами.

Миллионы черных дыр

Черная дыра звездных размеров рождается в результате колоссального взрыва, известного как сверхновая. Астрономы считают, что взрывы настолько мощные, что могут выбросить образовавшуюся черную дыру через Млечный Путь со скоростью более 70 км/с. Новое исследование предполагает, что через Галактику с высокой скоростью летают миллионы черных гигантов звездной массы.

Где наши соседи?

В последние годы продолжаются интенсивные открытия планет с инопланетными звездами, и вопрос о наличии жизни на некоторых из них все чаще выходит на первый план. Астрономы постоянно уточняют оценки количества внеземных цивилизаций в нашей Галактике. Согласно последним предположениям, может существовать 36 активных разумных цивилизаций, способных к общению, в то время как ближайшая к нам может находиться примерно в 17 000 световых лет, и может проживать с красным карликом. По мнению авторов, это более консервативная оценка.

Солнце ближе к центру

Солнечная система расположена на внутреннем крае спирального рукава Ориона, на расстоянии 25 800 световых лет от ядра Галактики – примерно на 1900 световых лет ближе, чем мы думали. Это следует из анализа новых данных японского радиотелескопа VERA. Солнце вращается вокруг ядра Звездного острова со скоростью 227 км/с с периодом 240 миллионов лет. В настоящее время он находится примерно на 20 лет выше плоскости галактического диска и со всей Солнечной системой находится в обитаемой зоне Млечного Пути.