2.1.1. Галактика «Млечный путь»

Наша галактика называется Млечный Путь (от греч. galakticos – молочный, млечный) – обширная звездная система, содержащая до 200 млрд. звезд (рис.20). Кроме звезд она включает межзвездную среду, в том числе магнитные поля, частицы высоких энергий (космические лучи) и состоит из ядра и нескольких спиральных рукавов. Ее размеры – 100 тыс. световых лет. Большая часть звезд нашей галактики сосредоточена в гигантском «диске» толщиной около 1500 световых лет.

Галактика имеет плоскость симметрии, которая называется галактической, и ось симметрии (ось вращения галактики). В галактической плоскости находятся типичные для спиральных галактик крупномасштабные образования – спиральные рукава (сейчас их насчитывают 4). В них сосредоточены все горячие звезды высокой светимости и большая часть газо – пылевой материи. В сечении галактика имеет вид летящей тарелки. Скорость ее вращения оставляет примерно 200 км/с. Звезды могут менять свои положения в Галактике, покидая рукава и возвращаясь в них через какое – то время.

Солнце расположено в галактической плоскости на расстоянии около 10 килопарсек (30 световых лет) от галактического центра на внутреннем краю рукава, носящего название рукава Ориона. Солнце вращается вокруг галактического центра по почти круговой орбите со скоростью 220 км/с и совершает полный оборот за 226 млн. лет. Это так называемый галактический год. Помимо кругового движения по орбите, Солнечная система совершает вертикальные колебания относительно галактической плоскости, пересекая ее каждые 30 – 35 млн. лет и оказываясь то на северном, то в южном галактическом полушарии.

Месторасположение Солнечной системы в галактике, вероятно является фактором эволюции жизни на Земле. Ее орбита практически круглая; скорость примерно равна скорости спиральных рукавов, это означает, что она проходит сквозь них чрезвычайно редко. Солнечная система также находится на значительном расстоянии от переполненных звездами окрестностей галактического центра. Около центра, гравитационные воздействия соседних звезд могли возмутить объекты облака Оорта и направить множество комет во внутреннюю Солнечную систему, вызвав столкновение с катастрофическими последствиями для жизни на Земле.

Земля ориентирована в Галактике так, что ее Южное полушарие обращено к центру галактики, а Северное – к ее краю (приложение 8).

Наша галактика входит в состав группы состоящей примерно из 30 членов. Ближайшая из них (до которой световой луч бежит 2 млн. лет) – «Туманность Андромеды» (рис.21).

Она названа так потому, что именно в созвездии Андромеды в 1917 году был открыт первый вне нашей галактики объект и его принадлежность к другой галактике. Обе они входят в Местную систему галактик, размеры которой достигают сотен тысяч парсек. Местная система галактик сравнительно небольшая по сравнению со скоплениями, содержащими сотни и тысячи галактик.

2.1.2. Квазары

Квазары (от английского quasar, сокращенно от quasi-stellar radiosource – квазизвездный источник радиоизлучения) – космические объекты чрезвычайно малых угловых размеров, имеющие колоссальные красные смещения линий в спектрах, что указывает на их большую отдаленность от Солнечной системы, достигающих несколько тысяч мегапарсек. В настоящее время установлено, что максимум 10 % квазаров соответствуют выше данному определению, остальные 90 % не излучают сильных радиоволн. Такие объекты получили название радиоспокойных квазаров.

Последние наблюдения показали, что большинство квазаров находятся вблизи центров огромных эллиптических галактик. Очень сложно определить точное число обнаруженных на сегодняшний день квазаров. В 2005 году группа астрономов использовала в своем исследовании данные о 195 000 квазаров.

Основные характеристики

Квазары - сверхплотные компактные объекты. Масса его может составлять от сотни миллиардов до триллиона солнечных масс, а диаметр несколько световых недель или месяцев. Такой объект мог бы катастрофически сжиматься под действием тяготения, но поскольку полный момент количества движения здесь сохраняется, то сжатие сопровождается все убыстряющимся вращением объекта вокруг своей оси, в результате чего мощные центробежные силы препятствуют гравитационному коллапсу и превращению объекта в черную дыру.

Квазары – мощные источники излучения. Они излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики. Самый яркий квазар, имеющий обозначение 3С 273, виден как звезда. В действительности этот квазар, находящийся от нас на расстоянии около 3 млрд. световых лет и излучающий больше энергии в оптическом диапазоне, чем самые яркие галактики. Светимость этого квазара в 5000 раз превосходит светимость галактики в Андромеде. Кроме того, этот квазар оказался одним из самых мощных источников рентгеновского излучения. Полагают, что источником излучения является аккреционный диск сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре галактики (приложение 10).

Было предположено, что квазары представляют собой ядра новых галактик, и стало быть процесс их образования продолжается и поныне.

Квазары – маяки Вселенной. Они видны с огромных расстояний, по ним исследуют структуру и эволюцию Вселенной.