Загадки млечного пути
Действующие во всей Вселенной силы гравитации «заставляют» большинство небесных тел объединяться в различные вращающиеся системы. Луна вращается вокруг Земли, спутники планет-гигантов образуют сложные системы. Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца. Нетрудно предположить, что и Солнце также входит в более крупную космическую систему.
В 18 в. выдающийся английский астроном У. Гершель впервые занялся исследованием этого вопроса. Подсчитав количество звезд в разных областях неба, он обнаружил, что большинство из них расположено в плоскости гигантского диска или круга, который делит небо на две равные части. Обнаружив, что и Млечный Путь находится в этом же диске, Гершель убедился, что все наблюдаемые нами звезды образуют гигантскую систему, расположенную вблизи плоскости галактического экватора — нашу Галактику.
Взгляд изнутри
Галактика Млечный Путь, или просто Галактика, — гигантская звездная структура, в которой находится Солнечная система, все видимые невооруженным глазом отдельные звезды, а также огромное количество звезд, сливающихся вместе и наблюдаемых в виде «млечного пути».
Чтобы понять, как устроена та или иная система, нужно взглянуть на нее со стороны, но мы такой возможности лишены: за пределы Млечного Пути человечеству в обозримом будущем выбраться не удастся. Остается вести наблюдения, анализировать и сравнивать нашу Галактику с подобными ей. В частности, с соседней огромной Туманностью Андромеды. Но для того чтобы сравнивать, следует убедиться, что сходство и в самом деле существует. Взглянув на соседние галактики, можно увидеть, что и в них звезды сосредоточены вблизи одной плоскости и образуют вместе с межзвездным газом и пылью выпуклый диск. Исследование Галактики Андромеды показало, что у нее есть еще одна составляющая — гораздо менее яркая и не связанная с плоскостью главного диска. Эта структура простирается во все стороны от центра, поэтому астрономы назвали ее «сферической составляющей». В нашей Галактике это — шаровые звездные скопления.
Диск Галактики медленно вращается вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости. Наше Солнце вместе со своими планетами совершает один оборот вокруг центра за 226 млн лет — то есть за все время существования Солнечной системы она не успела совершить и тридцати оборотов. При таком движении спиральные рукава Галактики должны были бы вскоре распасться — ведь звезды, расположенные ближе к центру, будут описывать круги быстрее удаленных, и рукава начнут как бы «наматываться» на ось вращения. Однако ничего подобного не происходит: спирали рукавов вращаются как единое целое, сохраняя одинаковую угловую скорость. Это явление астрономы до сих пор не могут объяснить.
Пылинка на рукаве
Наша Галактика с ее миллиардами звезд образует сложную вращающуюся вокруг общего центра систему, в которой вещество распределяется по особым законам.
Все галактики, похожие на нашу, имеют спиральную структуру — в плоскости их диска отчетливо выделяются спирально закрученные уплотнения, которые называют «рукавами». У нас их пять — Рукав Лебедя, Рукав Ориона, Рукав Персея, Рукав Стрельца и Рукав Центавра.
Астрономы считают, что средний диаметр нашей Галактики составляет 100 тыс. световых лет, а число звезд, входящих в нее, достигает 200 млрд. Внешние границы Галактики образует гало — почти невидимая составляющая, в которую входит горячий газ, отдельные звезды и шаровые скопления из самых старых звезд, чей возраст сравним с возрастом самой Галактики — около 12 млрд лет. Внутри гало вокруг того же центра вращается галактический диск. Входящие в него миллиарды звезд более молодые, здесь много газопылевых облаков, в которых идут процессы рождения новых звезд.
В центре находится ядро, звезды которого образуют «утолщение» в галактическом диске — астрономы называют его «балдж». Плотность «звездного населения» здесь предельная, и если бы наша Земля находилась в этой области, на ночном небе сверкали бы десятки звезд, не уступающих по яркости полной Луне. Кроме того, в центре Галактики находится сверхмассивная черная дыра.