วิกิทางช้างเผือก กาแล็กซีของเราคือทางช้างเผือก

ระบบสุริยะถูกจุ่มอยู่ในระบบดาวขนาดใหญ่ - กาแล็กซี ซึ่งมีดาวฤกษ์หลายแสนล้านดวงที่มีความส่องสว่างและสีต่างกันมาก (ดาวในหัวข้อ: "ชีวิตของดวงดาว") คุณสมบัติ ประเภทต่างๆดวงดาวในกาแล็กซีค่อนข้างเป็นที่รู้จักของนักดาราศาสตร์ เพื่อนบ้านของเราไม่ได้เป็นเพียงดาวฤกษ์ทั่วไปและวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังเป็นตัวแทนของ "ชนเผ่า" จำนวนมากที่สุดในกาแล็กซีอีกด้วย ปัจจุบัน มีการศึกษาดาวฤกษ์ทั้งหมดหรือเกือบทั้งหมดในบริเวณใกล้ดวงอาทิตย์ ยกเว้นดาวแคระมากที่เปล่งแสงน้อยมาก ส่วนใหญ่เป็นดาวแคระแดงที่จางมาก โดยมีมวลน้อยกว่าดวงอาทิตย์ 3-10 เท่า ดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์นั้นหายากมาก เพียง 6% เท่านั้น เพื่อนบ้านของเราจำนวนมาก (72%) ถูกจัดกลุ่มออกเป็นหลายระบบ โดยที่ส่วนประกอบต่างๆ เชื่อมต่อถึงกันด้วยแรงโน้มถ่วง ดาวดวงใดในบริเวณใกล้เคียงหลายร้อยดวงที่สามารถอ้างชื่อเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของดวงอาทิตย์ได้ ตอนนี้ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของระบบสามระบบ Alpha Centauri ที่มีชื่อเสียง - Proxima ดาวแคระแดงจาง ๆ ระยะทางถึงพร็อกซิมาคือ 1.31 ชิ้น แสงจากมันเดินทางมาหาเราใน 4.2 ปี สถิติของประชากรรอบดวงอาทิตย์ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิวัฒนาการของดิสก์กาแลคซีและกาแลคซีโดยรวม ตัวอย่างเช่น การกระจายความส่องสว่างของดาวฤกษ์ประเภทสุริยะแสดงให้เห็นว่าจานดิสก์มีอายุ 10-13 พันล้านปี

ในศตวรรษที่ 17 หลังจากการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ นักวิทยาศาสตร์ได้ตระหนักเป็นครั้งแรกว่าดาวฤกษ์ในอวกาศมีจำนวนเท่าใด ในปี ค.ศ. 1755 นักปรัชญาและนักธรรมชาติวิทยาชาวเยอรมัน อิมมานูเอล คานท์ เสนอว่าดวงดาวก่อตัวเป็นกลุ่มในจักรวาล เช่นเดียวกับที่ดาวเคราะห์ก่อตัวระบบสุริยะ เขาเรียกกลุ่มเหล่านี้ว่า "หมู่เกาะดวงดาว" ตามคำบอกเล่าของคานท์ หนึ่งในเกาะจำนวนนับไม่ถ้วนเหล่านี้คือทางช้างเผือก ซึ่งเป็นกระจุกดาวขนาดใหญ่ที่มองเห็นได้บนท้องฟ้าเป็นแถบหมอกบางๆ ในภาษากรีกโบราณ คำว่า "กาแลคติคอส" แปลว่า "ทางช้างเผือก" ด้วยเหตุนี้ทางช้างเผือกและระบบดาวที่คล้ายกันจึงถูกเรียกว่ากาแลคซี

ขนาดและโครงสร้างของกาแล็กซีของเรา

จากผลการคำนวณของเขา เฮอร์เชลพยายามกำหนดขนาดและสร้างดิสก์หนาชนิดหนึ่ง: ในระนาบของทางช้างเผือกมันขยายออกไปเป็นระยะทางไม่เกิน 850 หน่วยและในทิศทางตั้งฉาก - ถึง 200 หน่วย ถ้าเราเอาระยะห่างถึงซิเรียสเป็นหนึ่งเดียว ตามสเกลระยะทางสมัยใหม่ ค่านี้สอดคล้องกับ 7300X1700 ปีแสง โดยทั่วไปการประมาณการนี้สะท้อนโครงสร้างของทางช้างเผือกได้อย่างถูกต้อง แม้ว่าจะมีความคลุมเครืออย่างมากก็ตาม ความจริงก็คือนอกเหนือจากดาวฤกษ์แล้ว จานกาแล็กซียังรวมถึงเมฆก๊าซและฝุ่นจำนวนมากที่ทำให้แสงของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลอ่อนลง นักสำรวจกาแล็กซีกลุ่มแรกไม่รู้เกี่ยวกับสารดูดซับนี้และเชื่อว่าพวกเขาเห็นดาวฤกษ์ของมันทั้งหมด

ขนาดที่แท้จริงของกาแล็กซีถูกสร้างขึ้นในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น ปรากฎว่ามันเป็นรูปแบบที่ราบเรียบกว่าที่คิดไว้มาก เส้นผ่านศูนย์กลางของดิสก์กาแลคซีเกิน 100,000 ปีแสง และความหนาประมาณ 1,000 ปีแสง เนื่องจากความจริงที่ว่าระบบสุริยะตั้งอยู่ในระนาบของกาแล็กซีซึ่งเต็มไปด้วยสสารดูดซับ รายละเอียดมากมายของโครงสร้างของทางช้างเผือกจึงถูกซ่อนไว้จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ทางโลก อย่างไรก็ตาม สามารถศึกษาได้โดยใช้ตัวอย่างของกาแลคซีอื่นที่คล้ายกับชาชา ดังนั้นในยุค 40 ศตวรรษที่ XX จากการสังเกตกาแลคซี M 31 หรือที่รู้จักกันดีในชื่อเนบิวลาแอนโดรเมดานักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน Walter Baade สังเกตว่าดิสก์รูปเลนส์แบนของกาแลคซีขนาดใหญ่นี้ถูกแช่อยู่ในเมฆดาวทรงกลมที่หายากมากขึ้น - รัศมี เนื่องจากเนบิวลามีลักษณะคล้ายกับกาแล็กซีของเรามาก เขาจึงแนะนำว่าทางช้างเผือกก็มีโครงสร้างคล้ายกันเช่นกัน ดาวฤกษ์ในดิสก์กาแลกติกถูกเรียกว่าประชากรประเภท 1 และดาวฤกษ์รัศมีถูกเรียกว่าประชากรประเภท II

ตามที่การวิจัยสมัยใหม่แสดงให้เห็น ประชากรดาวฤกษ์ทั้งสองประเภทแตกต่างกันไม่เพียงแต่ในตำแหน่งเชิงพื้นที่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงธรรมชาติของการเคลื่อนที่และองค์ประกอบทางเคมีด้วย คุณลักษณะเหล่านี้สัมพันธ์กับต้นกำเนิดที่แตกต่างกันของดิสก์และส่วนประกอบทรงกลมเป็นหลัก

โครงสร้างกาแล็กซี: รัศมี

ขอบเขตของกาแล็กซีของเราถูกกำหนดโดยขนาดของรัศมี รัศมีของรัศมีนั้นใหญ่กว่าขนาดของดิสก์อย่างมากและจากข้อมูลบางส่วนถึงหลายแสนปีแสง ศูนย์กลางความสมมาตรของรัศมีทางช้างเผือกเกิดขึ้นพร้อมกับศูนย์กลางของดิสก์กาแลคซี ฮาโลประกอบด้วยดาวฤกษ์มวลน้อยที่เก่าแก่มาก สลัวๆ พวกมันเกิดขึ้นทีละดวงและในกระจุกทรงกลมที่สามารถบรรจุดาวได้มากกว่าหนึ่งล้านดวง อายุของประชากรในองค์ประกอบทรงกลมของกาแล็กซีเกิน 12 พันล้านปี โดยปกติแล้วจะถือเป็นอายุของกาแล็กซีนั่นเอง คุณลักษณะเฉพาะของดาวรัศมีคือองค์ประกอบทางเคมีหนักในดาวฤกษ์มีสัดส่วนน้อยมาก ดาวฤกษ์ที่ก่อตัวเป็นกระจุกทรงกลมมีโลหะน้อยกว่าดวงอาทิตย์หลายร้อยเท่า

ดวงดาวที่เป็นองค์ประกอบทรงกลมนั้นกระจุกตัวเข้าหาใจกลางดาราจักร ส่วนที่หนาแน่นที่สุดใจกลางกาแล็กซีภายในหลายพันปีแสงจากใจกลางกาแล็กซีเรียกว่าส่วนนูน (bulge) ดาวฤกษ์และกระจุกดาวรัศมีเคลื่อนที่รอบใจกลางกาแล็กซีในวงโคจรที่ยาวมาก เนื่องจากดาวแต่ละดวงหมุนแบบสุ่มเกือบหมด รัศมีโดยรวมจึงหมุนช้ามาก

โครงสร้างของกาแล็กซี: ดิสก์

เมื่อเปรียบเทียบกับรัศมี ดิสก์จะหมุนเร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ความเร็วในการหมุนมันไม่เท่ากัน ระยะทางที่แตกต่างกันจากศูนย์กลาง มันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากศูนย์ที่ศูนย์กลางเป็น 200-240 กม./วินาที ที่ระยะห่าง 2,000 ปีแสง จากนั้นลดลงบ้าง แล้วเพิ่มขึ้นอีกครั้งจนเป็นค่าประมาณเท่าเดิม จากนั้นยังคงเกือบคงที่ การศึกษาลักษณะการหมุนของจานทำให้สามารถประมาณมวลได้ ปรากฎว่ามันมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 150 พันล้านเท่า ประชากรของดิสก์แตกต่างจากประชากรของรัศมีมาก ดาวฤกษ์อายุน้อยและกระจุกดาวซึ่งมีอายุไม่เกินหลายพันล้านปีนั้นกระจุกตัวอยู่ใกล้ระนาบของจาน พวกมันก่อตัวเป็นส่วนประกอบที่เรียกว่าแบน มีดวงดาวที่สว่างและร้อนแรงมากมายในหมู่พวกเขา

ก๊าซในจานดาราจักรก็กระจุกตัวอยู่ใกล้กับระนาบของมันเป็นหลัก มันตั้งอยู่ไม่เท่ากัน ก่อตัวเป็นเมฆก๊าซจำนวนมาก - ซูเปอร์คลาวด์ขนาดยักษ์ซึ่งมีโครงสร้างต่างกัน แผ่ขยายออกไปหลายพันปีแสงจนกลายเป็นเมฆขนาดเล็กที่มีขนาดไม่เกินพาร์เซก องค์ประกอบทางเคมีหลักในกาแล็กซีของเราคือไฮโดรเจน ประมาณ 1/4 ของประกอบด้วยฮีเลียม เมื่อเปรียบเทียบกับองค์ประกอบทั้งสองนี้ องค์ประกอบอื่นๆ ก็มีอยู่ในปริมาณที่น้อยมาก โดยเฉลี่ยแล้วองค์ประกอบทางเคมีของดวงดาวและก๊าซในจานดิสก์เกือบจะเหมือนกับของดวงอาทิตย์

โครงสร้างของกาแล็กซี: แกนกลาง

หนึ่งในภูมิภาคที่น่าสนใจที่สุดของกาแล็กซีถือเป็นศูนย์กลางหรือแกนกลางของมัน ซึ่งตั้งอยู่ในทิศทางของกลุ่มดาวราศีธนู การแผ่รังสีที่มองเห็นได้จากบริเวณใจกลางของดาราจักรนั้นถูกซ่อนไว้จากเราโดยสมบูรณ์ด้วยสสารดูดซับที่มีชั้นหนา ดังนั้นจึงเริ่มศึกษาเฉพาะหลังจากสร้างเครื่องรับรังสีอินฟราเรดและวิทยุซึ่งถูกดูดซับในระดับที่น้อยกว่าเท่านั้น บริเวณตอนกลางของกาแล็กซีมีลักษณะพิเศษคือมีดาวฤกษ์อยู่รวมกันเป็นจำนวนมาก แต่ละลูกบาศก์พาร์เซกที่อยู่ใกล้ใจกลางประกอบด้วยดาวฤกษ์หลายพันดวง ระยะห่างระหว่างดวงดาวนั้นเล็กกว่าบริเวณดวงอาทิตย์หลายสิบเท่า หากเราอาศัยอยู่บนดาวเคราะห์ใกล้ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้แกนกลางของดาราจักร ดาวหลายสิบดวงก็จะมองเห็นได้บนท้องฟ้า ซึ่งเทียบได้กับความสว่างของดวงจันทร์ และสว่างกว่าดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดในท้องฟ้าของเราอีกหลายพันดวง

นอกจากดาวฤกษ์จำนวนมากแล้ว ยังมีการสังเกตการณ์จานก๊าซเซอร์คิวนิวเคลียร์ที่ประกอบด้วยโมเลกุลไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ในบริเวณตอนกลางของดาราจักร รัศมีของมันเกินกว่า 1,000 ปีแสง เมื่อเข้าใกล้ใจกลางมากขึ้น จะพบพื้นที่ของไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนและแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดจำนวนมาก ซึ่งบ่งชี้ถึงการก่อตัวของดาวฤกษ์ที่นั่น ในใจกลางกาแล็กซี สันนิษฐานว่ามีวัตถุขนาดกะทัดรัดขนาดใหญ่ซึ่งเป็นหลุมดำที่มีมวลประมาณหนึ่งล้านมวลดวงอาทิตย์ ตรงกลางยังมีแหล่งกำเนิดวิทยุสว่าง Sagittarius A ซึ่งมีต้นกำเนิดที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของนิวเคลียส

ทางช้างเผือก(รุ่นคอมพิวเตอร์). กาแล็กซีกังหันมีคาน สองในสี่สาขามีอำนาจเหนือ

ทางช้างเผือก (หรือกาแล็กซีที่มีอักษรตัวใหญ่) เป็นที่ตั้งของพวกมัน และทุกแห่งสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า หมายถึงกาแล็กซีกังหันมีคาน

ทางช้างเผือกร่วมกับดาราจักรแอนโดรเมดา (M31) ดาราจักรสามเหลี่ยม (M33) และกาแลคซีบริวารแคระมากกว่า 40 แห่ง ทั้งของตัวเองและของแอนโดรเมดา ก่อตัวเป็นท้องถิ่น ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ (ซูเปอร์คลัสเตอร์เวอร์โก)

นิรุกติศาสตร์

ชื่อ ทางช้างเผือกแพร่หลายในวัฒนธรรมตะวันตกและเป็นกระดาษลอกลายจากภาษาลาด ช้างเผือก“ถนนสายนม” ซึ่งในทางกลับกันเป็นคำแปลจากภาษากรีกโบราณ ϰύϰлος γαлαξίας “วงกลมนม”. ชื่อ กาแล็กซีเกิดจากการเปรียบเทียบกับกรีกโบราณ γαлαϰτιϰός “นม”. ตามตำนานกรีกโบราณ Zeus ตัดสินใจสร้าง Hercules ลูกชายของเขาโดยกำเนิดจากผู้หญิงที่เป็นมนุษย์และเป็นอมตะและด้วยเหตุนี้เขาจึงวางเขาไว้บน Hera ภรรยาที่หลับใหลของเขาเพื่อที่ Hercules จะได้ดื่มนมศักดิ์สิทธิ์ เฮราตื่นขึ้นเห็นว่านางไม่ได้เลี้ยงลูกอยู่จึงผลักเขาออกไปจากนาง กระแสน้ำนมที่ไหลออกมาจากอกของเทพธิดากลายเป็นทางช้างเผือก

ในโรงเรียนดาราศาสตร์ของโซเวียต ดาราจักรทางช้างเผือกถูกเรียกง่ายๆ ว่า "กาแล็กซีของเรา" หรือ "ระบบทางช้างเผือก"; วลี "ทางช้างเผือก" ถูกใช้เรียกดาวที่มองเห็นได้ซึ่งประกอบขึ้นเป็นทางช้างเผือกในเชิงแสงสำหรับผู้สังเกตการณ์

นอกเหนือจากวัฒนธรรมตะวันตก ยังมีชื่อเรียกอื่นๆ อีกมากมายสำหรับทางช้างเผือก คำว่า "เส้นทาง" มักจะยังคงอยู่ คำว่า "ทางช้างเผือก" จะถูกแทนที่ด้วยคำคุณศัพท์อื่น ๆ

โครงสร้างกาแล็กซี

เส้นผ่านศูนย์กลางของกาแล็กซีอยู่ที่ประมาณ 30,000 พาร์เซก (ประมาณ 100,000 ปีแสง 1 ควินล้านล้านกิโลเมตร) โดยมีความหนาเฉลี่ยประมาณ 1,000 ปีแสง ตามการประมาณการต่ำสุด ดาราจักรประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณ 200 พันล้านดวง (การประมาณการในปัจจุบันมีตั้งแต่ 200 ถึง 400 พันล้านดวง) ดาวฤกษ์จำนวนมากอยู่ในรูปจานแบน ณ เดือนมกราคม พ.ศ. 2552 มวลของดาราจักรอยู่ที่ประมาณ 3·10 12 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ หรือ 6·10 42 กก. การประมาณการขั้นต่ำใหม่ทำให้มวลของกาแลคซีมีมวลเพียง 5·10 11 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ มวลส่วนใหญ่ของดาราจักรไม่ได้อยู่ในดาวฤกษ์และก๊าซระหว่างดวงดาว แต่อยู่ในรัศมีที่ไม่ส่องสว่าง

ดิสก์

จนกระทั่งช่วงทศวรรษ 1980 นักดาราศาสตร์แนะนำว่าทางช้างเผือกเป็นดาราจักรกังหันมีคานมากกว่าเป็นดาราจักรกังหันปกติ สมมติฐานนี้ได้รับการยืนยันในปี พ.ศ. 2548 โดยไลแมน สปิตเซอร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแถบใจกลางกาแลคซีของเรามีขนาดใหญ่กว่าที่เคยคิดไว้

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ ดิสก์กาแลกติกมีความโดดเด่นใน ด้านที่แตกต่างกันในบริเวณใจกลางกาแลคซี มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสง เมื่อเปรียบเทียบกับรัศมี ดิสก์จะหมุนเร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ความเร็วในการหมุนไม่เท่ากันที่ระยะห่างจากศูนย์กลางต่างกัน มันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากศูนย์ที่ศูนย์กลางเป็น 200-240 กม./วินาที ที่ระยะห่าง 2,000 ปีแสง จากนั้นลดลงบ้าง แล้วเพิ่มขึ้นอีกครั้งจนเป็นค่าประมาณเท่าเดิม และยังคงเกือบคงที่ การศึกษาคุณสมบัติการหมุนของดิสก์ทำให้สามารถประมาณมวลของมันได้ ปรากฎว่ามันมากกว่า M ☉ ถึง 150 พันล้านเท่า

ดาวฤกษ์อายุน้อยและกระจุกดาวซึ่งมีอายุไม่เกินหลายพันล้านปีนั้นกระจุกตัวอยู่ใกล้ระนาบของจาน พวกมันก่อตัวเป็นส่วนประกอบที่เรียกว่าแบน มีดวงดาวที่สว่างและร้อนแรงมากมายในหมู่พวกเขา ก๊าซในจานดาราจักรก็กระจุกตัวอยู่ใกล้กับระนาบของมันเป็นหลัก มีการกระจายไม่สม่ำเสมอ ก่อตัวเป็นเมฆก๊าซจำนวนมาก ตั้งแต่เมฆยักษ์ที่มีโครงสร้างต่างกัน ครอบคลุมพื้นที่หลายพันปีแสง ไปจนถึงเมฆขนาดเล็กที่มีขนาดไม่เกินพาร์เซก

แกนกลาง

ใจกลางกาแลคซีทางช้างเผือกในรูปแบบอินฟราเรด

ในส่วนตรงกลางของกาแล็กซีจะมีชั้นหนาเรียกว่า นูน (นูน - หนาขึ้น) ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 8,000 พาร์เซก ศูนย์กลางของแกนกลางดาราจักรอยู่ในกลุ่มดาวราศีธนู (α = 265°, δ = −29°) ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงใจกลางกาแล็กซีคือ 8.5 กิโลพาร์เซก (2.62·10 17 กม. หรือ 27,700 ปีแสง) ที่ใจกลางกาแล็กซี ดูเหมือนจะมีมวลมหาศาล (ราศีธนู A) (ประมาณ 4.3 ล้าน M ☉) รอบๆ ซึ่งน่าจะโคจรอยู่รอบๆ หลุมดำมวลเฉลี่ยตั้งแต่ 1,000 ถึง 10,000 M ☉ และคาบการโคจรประมาณ 100 ปี และมวลที่ค่อนข้างเล็กหลายพัน แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อดาวฤกษ์ข้างเคียงทำให้ดาวฤกษ์ดวงหลังเคลื่อนที่ไปตามวิถีที่ผิดปกติ มีข้อสันนิษฐานว่ากาแลคซีส่วนใหญ่มีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ในแกนกลางของมัน

บริเวณตอนกลางของกาแล็กซีมีลักษณะพิเศษคือมีดาวฤกษ์อยู่รวมกันเป็นจำนวนมาก แต่ละลูกบาศก์พาร์เซกที่อยู่ใกล้ใจกลางประกอบด้วยดาวฤกษ์หลายพันดวง ระยะห่างระหว่างดวงดาวนั้นเล็กกว่าบริเวณดวงอาทิตย์หลายสิบเท่า เช่นเดียวกับในกาแลคซีอื่นๆ ส่วนใหญ่ การกระจายตัวของมวลในทางช้างเผือกทำให้ความเร็วการโคจรของดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในดาราจักรไม่ได้ขึ้นอยู่กับระยะห่างจากศูนย์กลางมากนัก จากสะพานกลางไปยังวงกลมรอบนอก ความเร็วปกติของการหมุนของดาวฤกษ์อยู่ที่ 210-240 กม./วินาที ดังนั้นการกระจายความเร็วที่ไม่ได้สังเกตในระบบสุริยะซึ่งมีวงโคจรต่างกันมีความเร็วในการหมุนต่างกันมาก จึงเป็นหนึ่งในข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการดำรงอยู่ของสสารมืด

เชื่อกันว่าแถบกาแลคซีมีความยาวประมาณ 27,000 ปีแสง แถบนี้ตัดผ่านใจกลางดาราจักรด้วยมุม 44 ± 10 องศา จนถึงเส้นแบ่งระหว่างดวงอาทิตย์กับใจกลางดาราจักร ประกอบด้วยดาวสีแดงเป็นหลักซึ่งถือว่าเก่าแก่มาก จัมเปอร์นั้นล้อมรอบด้วยวงแหวนที่เรียกว่า "วงแหวนห้ากิโลพาร์เซก" วงแหวนนี้ประกอบด้วยโมเลกุลไฮโดรเจนส่วนใหญ่ของดาราจักรและเป็นบริเวณกำเนิดดาวฤกษ์ที่มีพลังในดาราจักรของเรา หากสังเกตจากดาราจักรแอนโดรเมดา แถบดาราจักรของทางช้างเผือกจะเป็นส่วนที่สว่างของมัน

ในปี 2559 นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวญี่ปุ่นรายงานการค้นพบหลุมดำขนาดยักษ์แห่งที่สองในใจกลางกาแลคซี หลุมดำนี้อยู่ห่างจากใจกลางทางช้างเผือก 200 ปีแสง วัตถุทางดาราศาสตร์ที่สังเกตได้ซึ่งมีเมฆครอบครองพื้นที่อวกาศที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 ปีแสงและมีมวลเท่ากับ 100,000 มวลดวงอาทิตย์ ธรรมชาติของวัตถุนี้ยังไม่ได้รับการระบุแน่ชัด - มันคือหลุมดำหรือวัตถุอื่น

แขนเสื้อ

ปลอกแขนกาแล็กซี่

กาแล็กซีอยู่ในกลุ่มกาแล็กซีกังหัน ซึ่งหมายความว่ากาแล็กซีมีกังหัน แขนเสื้อซึ่งอยู่ในระนาบของดิสก์ ดิสก์ถูกแช่อยู่ รัศมีมีลักษณะเป็นทรงกลม และรอบๆ เป็นทรงกลม มงกุฎ- ระบบสุริยะอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซีประมาณ 8.5 พันพาร์เซก ใกล้ระนาบของดาราจักร (การกระจัดไปทางขั้วโลกเหนือของดาราจักรมีเพียง 10 พาร์เซกเท่านั้น) ที่ขอบด้านในของแขนเรียกว่า แขนเสื้อของนายพราน- การจัดเรียงนี้ทำให้ไม่สามารถสังเกตรูปร่างของแขนเสื้อได้ด้วยสายตา ข้อมูลใหม่จากการสังเกตการณ์ก๊าซโมเลกุล (CO) บ่งชี้ว่าดาราจักรของเรามีสองแขน เริ่มต้นที่แถบที่อยู่ด้านในของดาราจักร นอกจากนี้ยังมีปลอกแขนด้านในอีกสองสามอัน จากนั้นแขนเหล่านี้จะแปลงร่างเป็นโครงสร้างสี่แขนที่พบในเส้นไฮโดรเจนที่เป็นกลางในส่วนนอกของกาแลคซี

รัศมี

สภาพแวดล้อมทางช้างเผือกและรัศมีของมัน

รัศมีดาราจักรมีรูปร่างเป็นทรงกลมขยายออกไปไกลกว่าดาราจักรประมาณ 5-10,000 ปีแสง และมีอุณหภูมิประมาณ 5 10 5 เคลวิน จานดาราจักรล้อมรอบด้วยรัศมีทรงกลมที่ประกอบด้วยดาวอายุมากและกระจุกดาวทรงกลม ร้อยละ 90 ของ ซึ่งอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซีไม่ถึง 100,000 ปีแสง อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็วๆ นี้กระจุกดาวทรงกลมหลายแห่ง เช่น PAL 4 และ AM 1 ถูกค้นพบอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซีมากกว่า 200,000 ปีแสง ศูนย์กลางความสมมาตรของรัศมีทางช้างเผือกเกิดขึ้นพร้อมกับศูนย์กลางของดิสก์กาแลคซี ฮาโลประกอบด้วยดาวฤกษ์มวลน้อยที่เก่าแก่มาก สลัวๆ พวกมันเกิดขึ้นทีละดวงและอยู่ในรูปกระจุกดาวทรงกลมซึ่งสามารถบรรจุดาวฤกษ์ได้มากถึงหนึ่งล้านดวง อายุของประชากรในองค์ประกอบทรงกลมของดาราจักรนั้นเกิน 12 พันล้านปี โดยปกติจะถือว่าเป็นอายุของดาราจักรนั่นเอง

แม้ว่าดิสก์กาแลคซีจะมีก๊าซและฝุ่นซึ่งขัดขวางการผ่านของแสงที่ตามองเห็น แต่ส่วนประกอบทรงกลมกลับไม่มีส่วนประกอบดังกล่าว การก่อตัวดาวฤกษ์ที่แอคทีฟเกิดขึ้นในจาน (โดยเฉพาะในแขนกังหันซึ่งเป็นบริเวณที่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น) ในรัศมีนั้น การก่อตัวดาวฤกษ์ได้เสร็จสิ้นแล้ว คลัสเตอร์แบบเปิดยังเกิดขึ้นเป็นส่วนใหญ่ในดิสก์ เชื่อกันว่ามวลส่วนใหญ่ในกาแลคซีของเราคือสสารมืด ซึ่งก่อตัวเป็นรัศมีสสารมืดโดยมีมวลประมาณ 600 - 3,000 พันล้าน M☉ รัศมีสสารมืดกระจุกตัวเข้าหาใจกลางกาแลคซี

ดาวฤกษ์และกระจุกดาวรัศมีเคลื่อนที่รอบใจกลางกาแล็กซีในวงโคจรที่ยาวมาก เนื่องจากการหมุนรอบดาวฤกษ์แต่ละดวงเกิดขึ้นค่อนข้างสุ่ม (นั่นคือ ความเร็วของดาวข้างเคียงสามารถมีทิศทางใดก็ได้) รัศมีโดยรวมจึงหมุนช้ามาก

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบกาแล็กซี

เทห์ฟากฟ้าส่วนใหญ่จะรวมกันเป็นระบบหมุนต่างๆ ดังนั้น ขณะที่มันหมุนรอบโลก ดาวเคราะห์ยักษ์ก็ก่อตัวเป็นระบบของพวกมันเอง ซึ่งมีร่างกายมากมาย สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม ระดับสูง,โลกและส่วนที่เหลือหมุนรอบดวงอาทิตย์ คำถามธรรมชาติเกิดขึ้น: ดวงอาทิตย์เป็นส่วนหนึ่งของระบบที่ใหญ่กว่านี้ด้วยหรือไม่

การศึกษาอย่างเป็นระบบครั้งแรกเกี่ยวกับปัญหานี้ดำเนินการในศตวรรษที่ 18 โดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ วิลเลียม เฮอร์เชล เขานับจำนวนดาวเข้าไป พื้นที่ที่แตกต่างกันท้องฟ้าก็พบว่ามีอยู่ในท้องฟ้า วงกลมใหญ่(ต่อมาได้ชื่อว่า เส้นศูนย์สูตรของกาแลคซี) ซึ่งแบ่งท้องฟ้าออกเป็นสองส่วนเท่าๆ กัน และมีจำนวนดวงดาวมากที่สุด นอกจากนี้ ยิ่งท้องฟ้าอยู่ใกล้วงกลมนี้มากเท่าไร ก็ยิ่งมีดวงดาวมากขึ้นเท่านั้น ในที่สุดก็พบว่าอยู่บนวงกลมนี้ซึ่งเป็นที่ตั้งของทางช้างเผือก ด้วยเหตุนี้ เฮอร์เชลจึงเดาได้ว่าดาวทุกดวงที่เราสังเกตนั้นก่อตัวเป็นระบบดาวยักษ์ซึ่งแบนราบไปทางเส้นศูนย์สูตรของกาแลคซี

ในตอนแรกสันนิษฐานว่าวัตถุทั้งหมดเป็นส่วนหนึ่งของดาราจักรของเรา แม้ว่าคานท์ยังแนะนำว่าเนบิวลาบางดวงอาจเป็นกาแลคซีที่คล้ายกับทางช้างเผือกก็ตาม ในช่วงต้นปี 1920 คำถามเรื่องการมีอยู่ของวัตถุนอกกาแลคซีทำให้เกิดการถกเถียงกัน (เช่น การโต้วาทีครั้งใหญ่อันโด่งดังระหว่างฮาร์โลว์ แชปลีย์และเฮเบอร์ เคอร์ติส ความขัดแย้งในอดีตได้ปกป้องเอกลักษณ์ของกาแล็กซีของเรา) ในที่สุดสมมติฐานของคานท์ก็ได้รับการพิสูจน์ในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 เมื่อเอิร์นส์อีปิกและเอ็ดวิน ฮับเบิลสามารถวัดระยะทางไปยังเนบิวลากังหันบางเส้นได้ และแสดงให้เห็นว่าเนบิวลาเหล่านี้ไม่สามารถเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีได้เนื่องจากระยะห่างของพวกมัน

ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในกาแล็กซี

ตามการประมาณการทางวิทยาศาสตร์ล่าสุด ระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงใจกลางกาแลคซีคือ 26,000 ± 1,400 ปีแสง ในขณะที่จากการประมาณการเบื้องต้น ดาวของเราควรจะอยู่ห่างจากแถบประมาณ 35,000 ปีแสง ซึ่งหมายความว่าดวงอาทิตย์ตั้งอยู่ใกล้กับขอบของดิสก์มากกว่าตรงกลาง ดวงอาทิตย์หมุนรอบใจกลางกาแล็กซีร่วมกับดาวฤกษ์อื่นๆ ด้วยความเร็ว 220-240 กิโลเมตรต่อวินาที ทำให้เกิดการปฏิวัติหนึ่งครั้งในรอบประมาณ 200 ล้านปี ดังนั้นตลอดการดำรงอยู่ของโลก โลกจึงบินรอบใจกลางกาแล็กซีไม่เกิน 30 ครั้ง

ในบริเวณใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ มีความเป็นไปได้ที่จะติดตามส่วนของแขนกังหันทั้งสองที่อยู่ห่างจากเราประมาณ 3,000 ปีแสง ตามกลุ่มดาวที่สำรวจพื้นที่เหล่านี้ พวกเขาได้รับชื่อ Sagittarius Arm และ Perseus Arm ดวงอาทิตย์ตั้งอยู่เกือบตรงกลางระหว่างกิ่งก้านก้นหอยเหล่านี้ แต่ค่อนข้างใกล้กับเรา (ตามมาตรฐานกาแลคซี) ในกลุ่มดาวนายพรานมีแขนอีกอันหนึ่งที่ไม่ได้กำหนดไว้ชัดเจนมาก - แขนนายพรานซึ่งถือเป็นสาขาหนึ่งของหนึ่งในแขนกังหันหลักของกาแล็กซี

ความเร็วของการหมุนรอบดวงอาทิตย์รอบใจกลางดาราจักรเกือบจะสอดคล้องกับความเร็วของคลื่นบดอัดที่ก่อตัวเป็นแขนกังหัน สถานการณ์นี้ไม่ปกติสำหรับกาแล็กซีโดยรวม แขนกังหันหมุนด้วยค่าคงที่ ความเร็วเชิงมุมเช่นเดียวกับซี่ล้อ และการเคลื่อนตัวของดวงดาวเกิดขึ้นในรูปแบบที่แตกต่างกัน ดังนั้นประชากรดาวฤกษ์เกือบทั้งหมดในดิสก์จึงตกอยู่ภายในแขนกังหันหรือหลุดออกจากแขนเหล่านั้น สถานที่เดียวที่ความเร็วของดวงดาวและแขนกังหันตรงกันคือสิ่งที่เรียกว่าวงกลมโคโรเทชัน และดวงอาทิตย์ก็อยู่บนนั้น

สำหรับโลก สถานการณ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากกระบวนการที่รุนแรงเกิดขึ้นในแขนกังหัน ก่อให้เกิดรังสีอันทรงพลังซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และไม่มีบรรยากาศใดสามารถปกป้องมันได้ แต่โลกของเราอยู่ในสถานที่ที่ค่อนข้างเงียบสงบในกาแล็กซี และไม่ได้รับผลกระทบจากหายนะของจักรวาลเหล่านี้เป็นเวลาหลายร้อยล้าน (หรือแม้แต่พันล้านปี) บางทีนี่อาจเป็นเหตุผลว่าทำไมชีวิตจึงสามารถถือกำเนิดและดำรงอยู่บนโลกได้

วิวัฒนาการและอนาคตของกาแล็กซี

การชนกันของดาราจักรของเรากับดาราจักรอื่นนั้นเป็นไปได้ รวมถึงดาราจักรที่มีขนาดใหญ่เท่ากับดาราจักรแอนโดรเมดาด้วย แต่การคาดการณ์เฉพาะเจาะจงยังไม่สามารถทำได้เนื่องจากไม่ทราบความเร็วตามขวางของวัตถุนอกดาราจักร

ภาพพาโนรามาทางช้างเผือกที่ถ่ายในหุบเขามรณะ สหรัฐอเมริกา พ.ศ. 2548

ภาพพาโนรามาของท้องฟ้าทางใต้ที่ถ่ายใกล้หอดูดาว Paranal ประเทศชิลี พ.ศ. 2552

เราอาศัยอยู่ในกาแล็กซีที่เรียกว่าทางช้างเผือก โลกของเราเป็นเพียงเม็ดทรายในกาแล็กซีทางช้างเผือก ในระหว่างการเติมไซต์มีบางครั้งเกิดขึ้นดูเหมือนว่าฉันควรจะเขียนเมื่อนานมาแล้ว แต่กลับถูกลืมหรือไม่มีเวลาหรือเปลี่ยนไปใช้อย่างอื่น วันนี้เราจะพยายามเติมเต็มช่องเหล่านี้ วันนี้หัวข้อของเราคือกาแล็กซีทางช้างเผือก.

กาลครั้งหนึ่งผู้คนคิดว่าศูนย์กลางของโลกคือโลก เมื่อเวลาผ่านไป ความคิดเห็นนี้ได้รับการยอมรับว่าผิดพลาด และดวงอาทิตย์เริ่มถูกมองว่าเป็นศูนย์กลางของทุกสิ่ง แต่แล้วปรากฎว่าดาวที่ให้ชีวิตแก่ทุกชีวิตบนโลกสีน้ำเงินนั้นไม่ได้เป็นศูนย์กลางของอวกาศแต่อย่างใด แต่เป็นเพียงเม็ดทรายเล็ก ๆ ในมหาสมุทรแห่งดวงดาวที่ไร้ขอบเขต

อวกาศ กาแล็กซี ทางช้างเผือก

จักรวาลที่ตามนุษย์มองเห็นได้นั้นมีดวงดาวมากมายนับไม่ถ้วน พวกมันทั้งหมดรวมตัวกันเป็นระบบดาวขนาดใหญ่ซึ่งมีชื่อที่สวยงามและน่าสนใจมาก นั่นก็คือ กาแลคซีทางช้างเผือก เมื่อมองจากโลก ความยิ่งใหญ่แห่งสวรรค์นี้สังเกตได้ในรูปแบบของแถบสีขาวกว้าง ส่องแสงสลัวๆ บนทรงกลมท้องฟ้า

มันทอดยาวไปทั่วซีกโลกเหนือและข้ามกลุ่มดาวราศีเมถุน, ออริกา, แคสสิโอเปีย, ชานเทอเรล, หงส์, ราศีพฤษภ, นกอินทรี, ราศีธนู, เซเฟอุส มันล้อมรอบซีกโลกใต้และผ่านกลุ่มดาวโมโนซีรอส, กางเขนใต้, สามเหลี่ยมใต้, ราศีพิจิก, ราศีธนู, เวลา, เข็มทิศ

หากคุณถือกล้องโทรทรรศน์และมองผ่านมันไปในท้องฟ้ายามค่ำคืน ภาพจะแตกต่างออกไป แถบสีขาวกว้างจะกลายเป็นดวงดาวที่ส่องสว่างจำนวนนับไม่ถ้วน แสงที่สลัวๆ ห่างไกลและมีเสน่ห์ของพวกมันจะบอกได้โดยไม่ต้องพูดอะไรเกี่ยวกับความยิ่งใหญ่และความกว้างใหญ่อันไม่มีที่สิ้นสุดของจักรวาล จะทำให้คุณกลั้นหายใจและตระหนักถึงความไม่สำคัญและความไร้ค่าของปัญหาของมนุษย์ที่เกิดขึ้นชั่วขณะ

ทางช้างเผือกมีชื่อว่า กาแล็กซีหรือระบบดาวยักษ์ ตามการประมาณการ ปัจจุบันมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นที่จะมีดาวฤกษ์จำนวน 4 แสนล้านดวงในทางช้างเผือก ดาวทั้งหมดเหล่านี้เคลื่อนที่ในวงโคจรปิด พวกมันเชื่อมต่อถึงกันด้วยแรงโน้มถ่วง และส่วนใหญ่มีดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ร่วมกับดาวเคราะห์ก่อตัวเป็นระบบดาว ระบบดังกล่าวอาจมีดาวดวงเดียว (ระบบสุริยะ) สองดวง (ซิเรียส - สองดาว) สามดวง (Alpha Centauri) มีสี่ดาวห้าดวงและเจ็ดดวงด้วยซ้ำ

ทางช้างเผือกในรูปดิสก์

โครงสร้างของทางช้างเผือก

ระบบดาวต่างๆ มากมายนับไม่ถ้วนที่ประกอบกันเป็นทางช้างเผือกไม่ได้กระจัดกระจายอย่างบังเอิญไปทั่วทั้งอวกาศ แต่รวมเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มก้อนขนาดมหึมา มีรูปร่างเหมือนจานที่มีความหนาอยู่ตรงกลาง เส้นผ่านศูนย์กลางของจานดิสก์คือ 100,000 ปีแสง (หนึ่งปีแสงสอดคล้องกับระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปี ซึ่งก็คือประมาณ 1013 กม.) หรือ 30,659 พาร์เซก (หนึ่งพาร์เซกคือ 3.2616 ปีแสง) ความหนาของจานนั้นหลายพันปีแสง และมวลของมันเกินกว่ามวลของดวงอาทิตย์ประมาณ 3 × 10¹² เท่า

มวลของทางช้างเผือกประกอบด้วยมวลของดาวฤกษ์ ก๊าซระหว่างดวงดาว เมฆฝุ่น และรัศมี ซึ่งมีรูปร่างเป็นทรงกลมมหึมาประกอบด้วยก๊าซร้อนหายาก ดาวฤกษ์ และสสารมืด สสารมืดดูเหมือนจะเป็นกลุ่มของวัตถุในจักรวาลสมมุติ ซึ่งมีมวลคิดเป็น 95% ของจักรวาลทั้งหมด วัตถุลึกลับเหล่านี้มองไม่เห็นและไม่ตอบสนองต่อวิธีการตรวจจับทางเทคนิคสมัยใหม่ แต่อย่างใด

การมีอยู่ของสสารมืดสามารถคาดเดาได้จากผลของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อกระจุกดวงอาทิตย์ที่มองเห็นได้เท่านั้น มีไม่มากนักสำหรับการสังเกต ดวงตาของมนุษย์แม้จะได้รับการปรับปรุงด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุด ก็สามารถพิจารณาดาวฤกษ์ได้เพียงสองพันล้านดวงเท่านั้น ทุกอย่างอื่น นอกโลกซ่อนตัวอยู่ในเมฆขนาดมหึมาที่ประกอบด้วยฝุ่นและก๊าซระหว่างดวงดาว

หนา ( นูน) ในใจกลางของดิสก์ทางช้างเผือก เรียกว่า ศูนย์กลางหรือแกนกลางดาราจักร ดาวฤกษ์อายุหลายพันล้านดวงเคลื่อนตัวอยู่ในวงโคจรที่ยาวมาก มวลของพวกมันมีขนาดใหญ่มากและประมาณว่าอยู่ที่ 10 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ มิติข้อมูลหลักไม่ได้น่าประทับใจนัก มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8,000 พาร์เซก

กาแล็กซี่คอร์- นี่คือลูกบอลที่ส่องแสงสดใส หากมนุษย์สามารถสังเกตเห็นมันบนท้องฟ้าได้ ก็จะมีทรงรีเรืองแสงขนาดมหึมาปรากฏขึ้นต่อหน้าต่อตาซึ่งมีขนาดเท่ากับ ใหญ่กว่าดวงจันทร์ร้อยครั้ง น่าเสียดายที่ปรากฏการณ์ที่สวยงามและอลังการที่สุดนี้ไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับคนทั่วไปเนื่องจากมีเมฆก๊าซและฝุ่นที่ทรงพลังซึ่งบดบังใจกลางกาแลคซีจากดาวเคราะห์โลก

ที่ระยะห่าง 3,000 พาร์เซกจากใจกลางกาแล็กซี จะมีวงแหวนก๊าซที่มีความกว้าง 1,500 พาร์เซก และมีมวล 100 ล้านมวลดวงอาทิตย์ นี่คือที่ที่มันควรจะตั้งอยู่ ภาคกลางการก่อตัวของดาวดวงใหม่ ปลอกแก๊สยาวประมาณ 4 พันพาร์เซกกางออก ที่ใจกลางของแกนกลางนั้นมีอยู่ หลุมดำโดยมีมวลมากกว่าสามล้านดวงอาทิตย์

ดิสก์กาแลกติกโครงสร้างของมันไม่เหมือนกัน มีโซนความหนาแน่นสูงแยกจากกัน คือ แขนเกลียว กระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์ใหม่อย่างต่อเนื่องยังคงอยู่ในนั้น และแขนเองก็ยืดออกไปตามแกนกลางและดูเหมือนจะโค้งงอรอบดาวฤกษ์เป็นครึ่งวงกลม ปัจจุบันมีห้าคน ได้แก่ แขน Cygnus, แขน Perseus, แขน Centauri และแขนราศีธนู ในแขนเสื้อที่ห้า - แขนเสื้อของนายพราน- มีระบบสุริยะตั้งอยู่

โปรดทราบ - นี่คือโครงสร้างแบบเกลียว ผู้คนสังเกตเห็นโครงสร้างนี้มากขึ้นทุกหนทุกแห่ง หลายคนคงจะแปลกใจแต่. เส้นทางการบินของโลกของเราอีกด้วย มีเกลียวอยู่!

มันถูกแยกออกจากแกนกาแลคซี 28,000 ปีแสง รอบใจกลางกาแล็กซี ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ต่าง ๆ เร่งรีบด้วยความเร็ว 220 กม./วินาที และเสร็จสิ้นการปฏิวัติภายใน 220 ล้านปี จริงอยู่มีอีกร่างหนึ่ง - 250 ล้านปี

ระบบสุริยะตั้งอยู่ใต้เส้นศูนย์สูตรของกาแลคซี และในวงโคจรของมัน มันไม่ได้เคลื่อนที่อย่างราบรื่นและสงบ แต่ราวกับกำลังกระเด้งกลับ ทุกๆ 33 ล้านปี มันจะข้ามเส้นศูนย์สูตรกาแลคซีและลอยขึ้นไปเหนือมันเป็นระยะทาง 230 ปีแสง จากนั้นมันจะลงมาอีกครั้งเพื่อบินขึ้นอีกครั้งหลังจากผ่านไปอีก 33 ล้านปี

ดิสก์กาแลคซีหมุนได้ แต่ไม่ได้หมุนเป็นวัตถุเดียว แกนกลางหมุนเร็วขึ้น แขนกังหันในระนาบของจานหมุนช้าลง โดยธรรมชาติแล้วคำถามเชิงตรรกะเกิดขึ้น: เหตุใดแขนกังหันจึงไม่บิดรอบใจกลางกาแล็กซี แต่ยังคงรูปร่างและโครงร่างเหมือนเดิมเสมอมาเป็นเวลา 12 พันล้านปี (อายุของทางช้างเผือกประมาณไว้ที่ตัวเลขนี้)

มีทฤษฎีบางอย่างที่อธิบายปรากฏการณ์นี้ได้ค่อนข้างน่าเชื่อถือ เธอมองว่าแขนกังหันไม่ใช่วัตถุวัตถุ แต่เป็นคลื่นความหนาแน่นของสสารที่เกิดขึ้นกับพื้นหลังของดาราจักร เรื่องนี้เกิดจากการกำเนิดดาวฤกษ์และการกำเนิดดาวฤกษ์ที่มีความสว่างสูง กล่าวอีกนัยหนึ่ง การหมุนของแขนกังหันไม่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของดวงดาวในวงโคจรกาแลคซีของมัน

อย่างหลังเท่านั้นที่จะเคลื่อนผ่านแขนทั้งสองข้างไปข้างหน้าด้วยความเร็วหากอยู่ใกล้ใจกลางกาแลคซีมากขึ้น หรืออยู่ด้านหลังหากอยู่ในบริเวณรอบนอกของทางช้างเผือก รูปร่างของคลื่นกังหันเหล่านี้มาจากดาวที่สว่างที่สุดซึ่งมีมาก ชีวิตสั้นและจัดการให้อยู่ได้โดยไม่ทิ้งแขนเสื้อ

ดังที่เห็นจากที่กล่าวมาทั้งหมด ทางช้างเผือกเป็นการก่อตัวในจักรวาลที่ซับซ้อนมาก แต่ก็ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงพื้นผิวของจานเท่านั้น มีเมฆทรงกลมขนาดใหญ่อยู่รอบๆ ( รัศมี- ประกอบด้วยก๊าซร้อนทำให้บริสุทธิ์ ดาวฤกษ์แต่ละดวง กระจุกดาวทรงกลม กาแลคซีแคระ และสสารมืด บริเวณรอบนอกของทางช้างเผือกมีเมฆก๊าซหนาแน่น ขอบเขตของมันอยู่ที่หลายพันปีแสง อุณหภูมิของมันสูงถึง 10,000 องศา และมวลของมันเท่ากับอย่างน้อยสิบล้านดวงอาทิตย์

เพื่อนบ้านของกาแล็กซีทางช้างเผือก

ในจักรวาลอันกว้างใหญ่ ทางช้างเผือกนั้นอยู่ห่างไกลจากความโดดเดี่ยว ที่ระยะห่าง 772,000 พาร์เซก จากนั้นจะมีระบบดาวที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นอีก มันเรียกว่า กาแล็กซีแอนโดรเมด้า(อาจจะโรแมนติกมากกว่า - แอนโดรเมดาเนบิวลา) เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณว่าเป็น “เมฆสวรรค์เล็กๆ มองเห็นได้ง่ายในคืนที่มืดมิด” แม้​แต่​ตอน​ต้น​ศตวรรษ​ที่ 17 นัก​ดาราศาสตร์​ที่​เคร่งครัด​ใน​ศาสนา​ก็​เชื่อ​ว่า “ใน​ที่​นี้ ท้องฟ้า​คริสตัล​บาง​กว่า​ปกติ และ​แสง​แห่ง​อาณาจักร​สวรรค์​ก็​ส่อง​ผ่าน​แสง​นั้น​ไป”

เนบิวลาแอนโดรเมดาเป็นกาแลคซีเพียงแห่งเดียวที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าบนท้องฟ้า ปรากฏเป็นจุดเรืองแสงรูปไข่เล็กๆ แสงในนั้นกระจายไม่สม่ำเสมอ: ส่วนกลางสว่างกว่า หากคุณเสริมกำลังดวงตาด้วยกล้องโทรทรรศน์ จุดนั้นจะกลายเป็นระบบดาวยักษ์ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 150,000 ปีแสง นี่คือเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 เท่าของทางช้างเผือก

เพื่อนบ้านที่เป็นอันตราย

แต่แอนโดรเมดาไม่ได้มีขนาดเท่ากาแล็กซีในระบบสุริยะที่มีอยู่ ย้อนกลับไปในปี 1991 กล้องดาวเคราะห์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ฮับเบิลบันทึกการมีอยู่ของนิวเคลียสสองตัว ยิ่งกว่านั้นหนึ่งในนั้นมีขนาดเล็กกว่าและหมุนรอบอีกอันที่ใหญ่กว่าและสว่างกว่าค่อยๆพังทลายลงภายใต้อิทธิพลของพลังน้ำขึ้นน้ำลงในยุคหลัง การตายอย่างช้าๆ ของแกนกลางดวงหนึ่งบ่งบอกว่ามันเป็นส่วนที่เหลือของดาราจักรอื่นที่ถูกแอนโดรเมดาดูดกลืนไว้

สำหรับหลาย ๆ คน คงจะเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจเมื่อรู้ว่าเนบิวลาแอนโดรเมดากำลังเคลื่อนไปทางช้างเผือก และมุ่งสู่ระบบสุริยะด้วย ความเร็วเข้าใกล้ประมาณ 140 กม./วินาที ดังนั้นการพบกันของดาวยักษ์ทั้งสองจะเกิดขึ้นที่ไหนสักแห่งใน 2.5-3 พันล้านปี จะไม่ใช่การประชุมที่เอลลี่ แต่จะไม่เป็นเช่นนั้น ภัยพิบัติระดับโลกขนาดจักรวาล.

กาแล็กซีสองแห่งจะรวมกันเป็นหนึ่งเดียว แต่ใครจะเป็นผู้ครอบครอง - นี่คือเคล็ดลับที่สนับสนุนแอนโดรเมดา มีมวลมากกว่าและมีประสบการณ์ในการดูดซับระบบกาแลคซีอื่นอยู่แล้ว

สำหรับระบบสุริยะ การคาดการณ์จะแตกต่างกันไป การมองโลกในแง่ร้ายที่สุดบ่งชี้ว่าดวงอาทิตย์ที่มีดาวเคราะห์ทั้งหมดจะถูกโยนเข้าไปในอวกาศระหว่างกาแลคซีนั่นคือจะไม่มีที่ว่างในการก่อตัวใหม่

แต่บางทีนี่อาจจะเป็นไปในทางที่ดีขึ้น ท้ายที่สุดแล้วทุกสิ่งก็ชัดเจนแล้วว่า Andromeda Galaxy เป็นสัตว์ประหลาดที่กระหายเลือดชนิดหนึ่งซึ่งกลืนกินชนิดของมันเอง เมื่อดูดซับทางช้างเผือกและทำลายแกนกลางของมันแล้ว เนบิวลาก็จะกลายเป็นเนบิวลาขนาดใหญ่และเดินทางต่อไปผ่านพื้นที่อันกว้างใหญ่ของจักรวาล และกลืนกินกาแลคซีใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆ ผลลัพธ์สุดท้ายของการเดินทางครั้งนี้คือการล่มสลายของระบบดาวที่บวมอย่างไม่น่าเชื่อและมีขนาดมหึมามากเกินไป

เนบิวลาแอนโดรเมดาจะสลายตัวกลายเป็นกลุ่มดาวเล็กๆ นับไม่ถ้วน ซ้ำกับชะตากรรมของอาณาจักรอันยิ่งใหญ่แห่งอารยธรรมมนุษย์ ซึ่งแรกเริ่มขยายใหญ่จนมีขนาดที่ไม่เคยมีมาก่อน จากนั้นก็พังทลายลงด้วยเสียงคำราม ไม่สามารถแบกรับภาระของความโลภและผลประโยชน์ของตนเองได้ และความปรารถนาในอำนาจ

แต่คุณไม่ควรกังวลเกี่ยวกับเหตุการณ์โศกนาฏกรรมในอนาคต พิจารณากาแล็กซีอื่นที่เรียกว่าจะดีกว่า กาแล็กซีสามเหลี่ยม- ตั้งอยู่ในความกว้างใหญ่ของจักรวาลที่ระยะทาง 730,000 พาร์เซกจากทางช้างเผือกและมีขนาดเล็กกว่าสองเท่าและมีมวลน้อยกว่าเจ็ดเท่า นั่นคือนี่คือกาแลคซีธรรมดาธรรมดาซึ่งมีอยู่มากมายในอวกาศ

ระบบดาวสามดวงทั้งหมดนี้ พร้อมด้วยกาแลคซีแคระอีกหลายสิบแห่ง เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มที่เรียกว่ากลุ่มท้องถิ่น ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ ราศีกันย์ซูเปอร์คลัสเตอร์– การก่อตัวดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ มีขนาด 200 ล้านปีแสง

กาแล็กซีทางช้างเผือก กาแล็กซีแอนโดรเมดา และกาแล็กซีสามเหลี่ยมมีมากมาย คุณสมบัติทั่วไป- พวกเขาทั้งหมดอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า กาแลคซีเกลียว- จานดิสก์แบนและประกอบด้วยดาวฤกษ์อายุน้อย กระจุกดาวเปิด และสสารระหว่างดวงดาว ตรงกลางของแต่ละแผ่นดิสก์จะมีความหนา (นูน) แน่นอนว่าลักษณะสำคัญคือการมีอยู่ของแขนกังหันสว่างที่บรรจุดาวอายุน้อยและดาวร้อนจำนวนมาก

แกนกลางของกาแลคซีเหล่านี้ก็คล้ายกันตรงที่ประกอบด้วยกระจุกดาวฤกษ์เก่าและวงแหวนก๊าซที่ดาวดวงใหม่เกิด คุณลักษณะที่ไม่เปลี่ยนแปลงของส่วนกลางของแต่ละนิวเคลียสคือการมีหลุมดำซึ่งมีมวลมาก มีการกล่าวไปแล้วว่ามวลของหลุมดำทางช้างเผือกนั้นสอดคล้องกับมวลดวงอาทิตย์มากกว่าสามล้านดวง

หลุมดำ– หนึ่งในความลึกลับที่ไม่อาจเข้าถึงได้มากที่สุดของจักรวาล แน่นอนว่าพวกเขาถูกสังเกตและศึกษา แต่การก่อตัวลึกลับเหล่านี้ไม่รีบร้อนที่จะเปิดเผยความลับของพวกเขา เป็นที่ทราบกันว่าหลุมดำมีความหนาแน่นสูงมาก และสนามโน้มถ่วงของพวกมันมีพลังมากจนแม้แต่แสงก็ไม่สามารถหลบหนีออกไปได้

แต่ร่างกายของจักรวาลใด ๆ ที่พบว่าตัวเองอยู่ในเขตอิทธิพลของหนึ่งในนั้น ( เกณฑ์เหตุการณ์) จะถูก "กลืน" โดยสัตว์ประหลาดสากลที่น่ากลัวนี้ทันที ชะตากรรมของ “ผู้โชคร้าย” ในอนาคตจะเป็นอย่างไรนั้นไม่ทราบ กล่าวโดยสรุป มันง่ายที่จะเข้าไปในหลุมดำ แต่ไม่สามารถหลุดออกไปได้

มีหลุมดำจำนวนมากกระจัดกระจายไปทั่วอวกาศ บางหลุมมีมวลมากกว่ามวลของหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือกหลายเท่า แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าสัตว์ประหลาด "พื้นเมือง" ของระบบสุริยะนั้นไม่เป็นอันตรายมากกว่าเพื่อนร่วมงานที่ใหญ่กว่า นอกจากนี้ยังไม่รู้จักพอและกระหายเลือด และมีขนาดกะทัดรัด (เส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับ 12.5 ชั่วโมงแสง) และเป็นแหล่งรังสีเอกซ์ที่ทรงพลัง

ชื่อของวัตถุลึกลับนี้ ราศีธนู ก- มีการกล่าวถึงมวลของมันแล้ว - มากกว่า 3 ล้านมวลดวงอาทิตย์และกับดักแรงโน้มถ่วง (เกณฑ์เหตุการณ์) ของทารกวัดที่ 68 หน่วยดาราศาสตร์ (1 AU เท่ากับระยะทางเฉลี่ยของโลกจากดวงอาทิตย์) มันอยู่ภายในขอบเขตเหล่านี้ซึ่งเป็นขอบเขตของความกระหายเลือดและการทรยศหักหลังของเขาที่เกี่ยวข้องกับร่างกายของจักรวาลต่าง ๆ ซึ่งด้วยเหตุผลหลายประการก็ข้ามมันไปอย่างไร้เหตุผล

บางคนอาจคิดอย่างไร้เดียงสาว่าทารกพอใจกับเหยื่อแบบสุ่ม - ไม่มีอะไรแบบนั้น: เขามีแหล่งอาหารคงที่ นี่คือสตาร์ S2 มันหมุนรอบหลุมดำในวงโคจรที่เล็กมาก โดยการปฏิวัติทั้งหมดใช้เวลาเพียง 15.6 ปีเท่านั้น ระยะทางสูงสุด S2 จาก สัตว์ประหลาดที่น่ากลัวอยู่ภายใน 5 ชั่วโมงกลางวัน และขั้นต่ำเพียง 17 ชั่วโมงกลางวัน

ภายใต้อิทธิพลของพลังคลื่นของหลุมดำ สสารส่วนหนึ่งของมันถูกฉีกออกจากดาวฤกษ์ที่ถูกกำหนดให้ถูกฆ่าและบินด้วยความเร็วสูงไปยังสัตว์ประหลาดในจักรวาลที่น่ากลัวนี้ เมื่อมันเข้าใกล้สารจะเปลี่ยนเป็นสถานะของพลาสมาร้อนและเปล่งแสงเรืองรองอำลาหายไปตลอดกาลในเหวที่มองไม่เห็นอย่างไม่รู้จักพอ

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด ความร้ายกาจของหลุมดำนั้นไม่มีขีดจำกัด ถัดจากนั้นยังมีหลุมดำอีกหลุมหนึ่งที่มีมวลน้อยกว่าและมีความหนาแน่นน้อยกว่า หน้าที่ของมันคือปรับแต่งดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ฝุ่นระหว่างดาว และเมฆก๊าซให้เป็นพี่น้องที่ทรงพลังยิ่งขึ้น ทั้งหมดนี้กลายเป็นพลาสมาและปล่อยออกมาด้วย แสงสว่างและหายไปที่ไหนเลย

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนถึงแม้จะมีการตีความเหตุการณ์นองเลือดที่แสดงให้เห็นเช่นนั้น แต่ก็มีความเห็นว่าหลุมดำมีอยู่จริง บางคนโต้แย้งว่านี่คือมวลที่ไม่รู้จัก ซึ่งถูกขับเคลื่อนภายใต้เปลือกที่เย็นและหนาแน่น มันมีความหนาแน่นมหาศาลและระเบิดออกมาจากด้านใน บีบมันด้วยพลังอันเหลือเชื่อ การศึกษาแบบนี้เรียกว่า กราวาสตาร์– ดาวแรงโน้มถ่วง.

พวกเขากำลังพยายามทำให้จักรวาลทั้งหมดพอดีกับแบบจำลองนี้ ซึ่งอธิบายถึงการขยายตัวของมัน ผู้เสนอแนวคิดนี้โต้แย้งว่าอวกาศเป็นฟองสบู่ขนาดยักษ์ซึ่งพองตัวด้วยแรงที่ไม่รู้จัก นั่นคือคอสมอสทั้งหมดเป็นกราวาสเตอร์ขนาดใหญ่ ซึ่งมีกราวาสเตอร์รุ่นเล็กอยู่ร่วมกัน โดยดูดซับดาวฤกษ์แต่ละดวงและการก่อตัวอื่นๆ เป็นระยะๆ

วัตถุที่ถูกดูดซับนั้นถูกโยนออกไปในอวกาศรอบนอกอื่นๆ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะมองไม่เห็น เนื่องจากพวกมันไม่ปล่อยให้แสงออกมาจากใต้เปลือกสีดำสนิท บางทีแรงโน้มถ่วงอาจเป็นมิติอื่นหรือโลกคู่ขนาน? ไม่พบคำตอบเฉพาะสำหรับคำถามนี้เป็นเวลานานมาก

แต่ไม่ใช่แค่การมีหรือไม่มีหลุมดำเท่านั้นที่ครองใจนักวิจัยอวกาศ สิ่งที่น่าสนใจและน่าตื่นเต้นยิ่งกว่านั้นคือความคิดเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของชีวิตที่ชาญฉลาดในระบบดาวอื่น ๆ ของจักรวาล

ดวงอาทิตย์ซึ่งให้ชีวิตแก่มนุษย์โลก โคจรอยู่ท่ามกลางดวงอาทิตย์อื่นๆ มากมายบนทางช้างเผือก จานของมันมองเห็นได้จากโลกเป็นแถบแสงสีซีดล้อมรอบทรงกลมท้องฟ้า เหล่านี้เป็นดาวฤกษ์หลายพันล้านดวงที่อยู่ห่างไกล หลายดวงมีระบบดาวเคราะห์ของตัวเอง ไม่มีสักดวงเดียวในบรรดาดาวเคราะห์จำนวนนับไม่ถ้วนที่มีสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดอาศัยอยู่ - พี่น้องในใจใช่ไหม?

สมมติฐานที่สมเหตุสมผลที่สุดคือสิ่งมีชีวิตที่คล้ายกับโลกสามารถเกิดขึ้นได้บนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ประเภทเดียวกับดวงอาทิตย์ มีดาวดวงหนึ่งอยู่บนท้องฟ้าและยิ่งไปกว่านั้นยังอยู่ในระบบดาวที่อยู่ใกล้ร่างกายโลกมากที่สุด นี่คือ Alpha Centauri A ซึ่งอยู่ในกลุ่มดาว Centaurus จากพื้นโลกสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และระยะห่างจากดวงอาทิตย์คือ 4.36 ปีแสง

คงจะดีไม่น้อยถ้ามีเพื่อนบ้านที่มีเหตุผลอยู่ข้างๆ แต่สิ่งที่ปรารถนานั้นไม่ตรงกับความเป็นจริงเสมอไป การค้นหาสัญญาณของอารยธรรมนอกโลก แม้จะอยู่ห่างออกไปประมาณ 4-6 ปีแสง ถือเป็นงานที่ค่อนข้างยากสำหรับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปัจจุบัน ดังนั้นจึงยังเร็วเกินไปที่จะพูดถึงการมีอยู่ของสติปัญญาในกลุ่มดาว Centaurus

ปัจจุบันนี้ทำได้เพียงส่งสัญญาณวิทยุไปในอวกาศ โดยหวังว่าคนที่ไม่รู้จักจะตอบรับการเรียกของหน่วยสืบราชการลับของมนุษย์ สถานีวิทยุที่ทรงพลังที่สุดในโลกมีส่วนร่วมในกิจกรรมดังกล่าวอย่างต่อเนื่องและไม่หยุดหย่อนตั้งแต่ครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 ส่งผลให้ระดับการปล่อยคลื่นวิทยุจากโลกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดาวเคราะห์สีน้ำเงินเริ่มมีพื้นหลังการแผ่รังสีที่แตกต่างกันอย่างมากจากดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ

สัญญาณจากโลกครอบคลุมอวกาศด้วยรัศมีอย่างน้อย 90 ปีแสง ในระดับจักรวาล นี่คือหยดหนึ่งในมหาสมุทร แต่อย่างที่คุณทราบ สิ่งเล็กๆ นี้จะทำให้หินสึกกร่อน หากที่ไหนสักแห่งที่ห่างไกลออกไปในอวกาศมีชีวิตที่ชาญฉลาดที่ได้รับการพัฒนาอย่างมาก ไม่ว่าในกรณีใด สักวันหนึ่งมันจะต้องหันเหความสนใจไปที่การแผ่รังสีพื้นหลังที่เพิ่มขึ้นในส่วนลึกของกาแลคซีทางช้างเผือกและสัญญาณวิทยุที่มาจากที่นั่น ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจดังกล่าวจะไม่ทำให้จิตใจที่อยากรู้อยากเห็นของมนุษย์ต่างดาวไม่แยแส

ดังนั้นจึงมีการสร้างการค้นหาสัญญาณจากอวกาศอย่างแข็งขัน แต่ความมืดมิดนั้นเงียบงัน ซึ่งบ่งชี้ว่าภายในทางช้างเผือกมีแนวโน้มว่าไม่มีสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดพร้อมที่จะติดต่อกับผู้อยู่อาศัยบนโลก หรือการพัฒนาทางเทคนิคของพวกมันอยู่ในระดับดั้งเดิมมาก ความจริงเสนอแนวคิดอีกประการหนึ่ง ซึ่งชี้ให้เห็นว่าอารยธรรมหรืออารยธรรมที่ได้รับการพัฒนาอย่างสูงนั้นมีอยู่จริง แต่ส่งสัญญาณอื่นๆ บางอย่างไปยังกาแล็กซีอันกว้างใหญ่ที่ไม่สามารถหยิบยกขึ้นมาได้ด้วยวิธีทางเทคนิคทางโลก

ความก้าวหน้าบนดาวเคราะห์สีน้ำเงินกำลังพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาวิธีการส่งข้อมูลแบบใหม่ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ระยะทางไกล- ทั้งหมดนี้สามารถส่งผลเชิงบวกได้ แต่เราต้องไม่ลืมว่าความไพศาลของจักรวาลนั้นไร้ขอบเขต มีดวงดาวซึ่งเป็นแสงที่ส่องมายังโลกหลังจากผ่านไปหลายพันล้านปี ในความเป็นจริง บุคคลเห็นภาพของอดีตอันไกลโพ้นเมื่อเขาสังเกตวัตถุในจักรวาลดังกล่าวผ่านกล้องโทรทรรศน์

อาจเกิดขึ้นได้ว่าสัญญาณที่มนุษย์โลกได้รับจากอวกาศจะกลายเป็นเสียงของอารยธรรมนอกโลกที่หายไปนานซึ่งอาศัยอยู่ในช่วงเวลาที่ทั้งระบบสุริยะและทางช้างเผือกไม่มีอยู่จริง ข้อความตอบกลับจากโลกจะไปถึงเอเลี่ยนที่ไม่ได้อยู่ในโครงการในขณะที่ถูกส่งไป

เราต้องคำนึงถึงกฎแห่งความเป็นจริงอันโหดร้าย ไม่ว่าในกรณีใด การค้นหาข่าวกรองในโลกกาแล็กซีอันห่างไกลก็ไม่สามารถหยุดได้ ถ้าคนรุ่นปัจจุบันโชคร้าย คนรุ่นต่อๆ ไปก็จะโชคดี ความหวังในกรณีนี้จะไม่มีวันตายและความอุตสาหะและความอุตสาหะจะตอบแทนอย่างงามอย่างไม่ต้องสงสัย

แต่การสำรวจอวกาศกาแล็กซีนั้นดูค่อนข้างสมจริงและใกล้เคียงกัน ในศตวรรษหน้า ดวงดาวที่เร็วและสง่างามจะบินไปยังกลุ่มดาวที่ใกล้ที่สุด ยานอวกาศ- นักบินอวกาศบนเรือจะสังเกตผ่านหน้าต่าง ไม่ใช่ดาวเคราะห์โลก แต่จะสังเกตระบบสุริยะทั้งหมด พวกเขาจะได้เห็นเธอในรูปของดวงดาวอันสุกใสอันห่างไกล แต่นี่ไม่ใช่ความหนาวเย็นและไร้วิญญาณของดวงอาทิตย์ดวงหนึ่งจำนวนนับไม่ถ้วนในกาแล็กซี แต่เป็นความส่องสว่างตามธรรมชาติของดวงอาทิตย์ ซึ่งแม่ธรณีจะหมุนรอบตัวเองเป็นฝุ่นผงที่มองไม่เห็นและอบอุ่นวิญญาณ

ในไม่ช้าความฝันของนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ที่สะท้อนให้เห็นในผลงานของพวกเขาจะกลายเป็นความจริงในชีวิตประจำวันธรรมดา ๆ และการเดินไปตามทางช้างเผือกจะกลายเป็นกิจกรรมที่ค่อนข้างน่าเบื่อและน่าเบื่อเช่นการเดินทางด้วยรถไฟใต้ดินจาก ปลายด้านหนึ่งของกรุงมอสโกไปยังอีกด้านหนึ่ง

กาแล็กซี่ของเรา ความลึกลับของทางช้างเผือก

ในระดับหนึ่ง เรารู้เกี่ยวกับระบบดาวที่อยู่ห่างไกลมากกว่ากาแล็กซีบ้านของเรา นั่นก็คือทางช้างเผือก ศึกษาโครงสร้างของมันยากกว่าโครงสร้างของกาแลคซีอื่นๆ เนื่องจากต้องศึกษาจากภายใน และหลายสิ่งหลายอย่างก็มองเห็นได้ไม่ง่ายนัก เมฆฝุ่นระหว่างดวงดาวดูดซับแสงที่ปล่อยออกมาจากดาวฤกษ์ไกลโพ้นจำนวนนับไม่ถ้วน

มีเพียงการพัฒนาดาราศาสตร์วิทยุและการถือกำเนิดของกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดเท่านั้นที่นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าใจวิธีการทำงานของกาแล็กซีของเราได้ แต่รายละเอียดหลายอย่างยังไม่ชัดเจนจนถึงทุกวันนี้ แม้แต่จำนวนดาวในทางช้างเผือกก็ประเมินได้ค่อนข้างคร่าวๆ ใหม่ล่าสุด ไดเร็กทอรีอิเล็กทรอนิกส์พวกเขาเรียกหมายเลขตั้งแต่ 100 ถึง 300 พันล้านดวง

เมื่อไม่นานมานี้เชื่อกันว่ากาแล็กซีของเรามีแขนขนาดใหญ่ 4 ข้าง แต่ในปี พ.ศ. 2551 นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซินตีพิมพ์ผลการประมวลผลภาพอินฟราเรดประมาณ 800,000 ภาพซึ่งถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าทางช้างเผือกมีเพียงสองแขนเท่านั้น ส่วนกิ่งอื่นๆนั้นเป็นเพียงกิ่งก้านแคบๆเท่านั้น ดังนั้นทางช้างเผือกจึงเป็นกาแล็กซีกังหันที่มีสองแขน ควรสังเกตว่ากาแลคซีกังหันส่วนใหญ่ที่เรารู้จักมีเพียงสองแขนเท่านั้น

“ต้องขอบคุณกล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์ เราจึงมีโอกาสที่จะคิดใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของทางช้างเผือก” โรเบิร์ต เบนจามิน นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน กล่าวในการประชุมของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน – เรากำลังปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกาแล็กซีในแบบเดียวกับที่ผู้บุกเบิกเมื่อหลายศตวรรษก่อนเดินทางผ่าน สู่โลกชี้แจงและทบทวนแนวคิดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับรูปลักษณ์ของโลก”

ตั้งแต่ต้นทศวรรษที่ 90 ของศตวรรษที่ 20 การสังเกตที่ดำเนินการในช่วงอินฟราเรดได้เปลี่ยนความรู้ของเราเกี่ยวกับโครงสร้างของทางช้างเผือกมากขึ้น เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดทำให้สามารถมองผ่านเมฆก๊าซและฝุ่นได้ และดูว่าสิ่งใดที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ทั่วไป .

พ.ศ. 2547 (ค.ศ. 2004) – อายุของกาแล็กซีของเราอยู่ที่ประมาณ 13.6 พันล้านปี มันเกิดขึ้นหลังจากนั้นไม่นาน ในตอนแรกมันเป็นฟองก๊าซกระจายที่มีไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ เมื่อเวลาผ่านไป มันกลายเป็นกาแล็กซีกังหันขนาดใหญ่ที่เราอาศัยอยู่ตอนนี้

ลักษณะทั่วไป

แต่วิวัฒนาการของกาแล็กซีของเราดำเนินไปอย่างไร? มันเกิดขึ้นได้อย่างไร - ช้าหรือเร็วมาก? มันอิ่มตัวด้วยธาตุหนักได้อย่างไร? รูปร่างของทางช้างเผือกและองค์ประกอบทางเคมีมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรในช่วงหลายพันล้านปี? นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ให้คำตอบโดยละเอียดสำหรับคำถามเหล่านี้

ขอบเขตของกาแล็กซีของเราอยู่ที่ประมาณ 100,000 ปีแสง และความหนาเฉลี่ยของดิสก์กาแลคซีอยู่ที่ประมาณ 3,000 ปีแสง (ความหนาของส่วนที่นูนซึ่งก็คือส่วนนูนนั้นสูงถึง 16,000 ปีแสง) อย่างไรก็ตาม ในปี พ.ศ. 2551 นักดาราศาสตร์ชาวออสเตรเลีย Brian Gensler หลังจากวิเคราะห์ผลการสำรวจพัลซาร์แล้ว เสนอว่าดิสก์กาแลคซีอาจมีความหนาเป็นสองเท่าของที่เชื่อกันโดยทั่วไป

กาแล็กซีของเราใหญ่หรือเล็กตามมาตรฐานจักรวาล? เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว เนบิวลาแอนโดรเมดา ซึ่งเป็นกาแลคซีขนาดใหญ่ที่ใกล้ที่สุดของเรา มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 150,000 ปีแสง

เมื่อปลายปี พ.ศ. 2551 นักวิจัยได้ก่อตั้งวิธีดาราศาสตร์วิทยุขึ้นเพื่อให้ทางช้างเผือกหมุนเร็วกว่าที่คิดไว้ เมื่อพิจารณาจากตัวบ่งชี้นี้ มวลของมันจะสูงกว่าที่เชื่อกันโดยทั่วไปประมาณหนึ่งเท่าครึ่ง ตามการประมาณการต่างๆ จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1.0 ถึง 1.9 ล้านล้านมวลดวงอาทิตย์ เพื่อการเปรียบเทียบอีกครั้ง: มวลของเนบิวลาแอนโดรเมดามีมวลประมาณอย่างน้อย 1.2 ล้านล้านมวลดวงอาทิตย์

โครงสร้างของกาแลคซี

หลุมดำ

ดังนั้นทางช้างเผือกจึงไม่เล็กไปกว่าเนบิวลาแอนโดรเมดา “เราไม่ควรคิดว่ากาแลคซีของเราเป็นน้องสาวคนเล็กของเนบิวลาแอนโดรเมดาอีกต่อไป” มาร์ค รีด นักดาราศาสตร์จากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์สมิธโซเนียนแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากมวลของดาราจักรของเรามากกว่าที่คาดไว้ แรงโน้มถ่วงของมันจึงมีมากกว่าเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าโอกาสที่จะชนกับดาราจักรอื่นในบริเวณใกล้เคียงของเราจะเพิ่มขึ้น

กาแล็กซีของเราล้อมรอบด้วยรัศมีทรงกลม มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 165,000 ปีแสง นักดาราศาสตร์บางครั้งเรียกรัศมีนี้ว่า “บรรยากาศกาแล็กซี” ประกอบด้วยกระจุกดาวทรงกลมประมาณ 150 กระจุกดาว และดาวฤกษ์โบราณจำนวนไม่มาก พื้นที่ฮาโลที่เหลือเต็มไปด้วยก๊าซทำให้บริสุทธิ์และสสารมืด มวลของวัตถุหลังนี้อยู่ที่ประมาณประมาณหนึ่งล้านล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์

แขนกังหันของทางช้างเผือกประกอบด้วย จำนวนมากไฮโดรเจน นี่คือที่ที่ดวงดาวยังคงถือกำเนิด เมื่อเวลาผ่านไป ดาวฤกษ์อายุน้อยจะออกจากแขนของกาแลคซีและ "เคลื่อน" เข้าไปในดิสก์กาแลคซี อย่างไรก็ตาม ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากและสว่างที่สุดมีอายุได้ไม่นานเพียงพอ จึงไม่มีเวลาที่จะย้ายออกจากสถานที่เกิด ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่แขนของกาแล็กซีของเราเรืองแสงเจิดจ้าขนาดนี้ ทางช้างเผือกส่วนใหญ่ประกอบด้วยดาวฤกษ์ขนาดเล็กที่มีมวลไม่มากนัก

ใจกลางของทางช้างเผือกอยู่ในกลุ่มดาวราศีธนู บริเวณนี้ล้อมรอบด้วยก๊าซมืดและเมฆฝุ่นด้านหลังซึ่งมองไม่เห็นอะไรเลย นับตั้งแต่ทศวรรษ 1950 เป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์ที่ใช้ดาราศาสตร์วิทยุจึงค่อย ๆ แยกแยะได้ว่ามีอะไรอยู่ที่นั่นบ้าง ในส่วนนี้ของกาแล็กซี มีการค้นพบแหล่งกำเนิดวิทยุอันทรงพลังที่เรียกว่า ราศีธนู เอ จากการสังเกตพบว่า มีมวลรวมอยู่ที่นี่ซึ่งเกินกว่ามวลของดวงอาทิตย์หลายล้านเท่า คำอธิบายที่ยอมรับได้มากที่สุดสำหรับข้อเท็จจริงนี้มีเพียงหนึ่งเดียวเท่านั้น: ใจกลางกาแล็กซีของเราตั้งอยู่

ด้วยเหตุผลบางอย่าง เธอได้หยุดพักเพื่อตัวเองและไม่ได้กระตือรือร้นเป็นพิเศษ การไหลของสสารที่นี่แย่มาก บางทีเมื่อเวลาผ่านไป หลุมดำจะเกิดความอยากอาหารขึ้นมา จากนั้นมันจะเริ่มดูดซับม่านก๊าซและฝุ่นที่ล้อมรอบอีกครั้ง และทางช้างเผือกจะเข้าร่วมในรายชื่อกาแลคซีกัมมันต์ เป็นไปได้ว่าก่อนหน้านี้ ดาวฤกษ์จะเริ่มก่อตัวอย่างรวดเร็วในใจกลางกาแลคซี กระบวนการที่คล้ายกันมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นซ้ำๆ เป็นประจำ

พ.ศ. 2553 (ค.ศ. 2010) – นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันใช้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศตั้งชื่อตามแฟร์มี ซึ่งออกแบบมาเพื่อสังเกตแหล่งกำเนิดรังสีแกมมา ค้นพบโครงสร้างลึกลับสองโครงสร้างในกาแล็กซีของเรา นั่นคือฟองอากาศขนาดใหญ่สองฟองที่เปล่งรังสีแกมมา เส้นผ่านศูนย์กลางของแต่ละดวงโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 25,000 ปีแสง พวกมันบินออกจากใจกลางกาแล็กซีไปทางเหนือและใต้ อาจจะ, เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับกระแสอนุภาคที่เคยถูกปล่อยออกมาจากหลุมดำที่อยู่ใจกลางกาแล็กซี นักวิจัยคนอื่นๆ เชื่อว่าเรากำลังพูดถึงเมฆก๊าซที่ระเบิดระหว่างกำเนิดดาวฤกษ์

มีกาแลคซีแคระหลายแห่งรอบทางช้างเผือก สิ่งที่มีชื่อเสียงที่สุดคือเมฆแมเจลแลนขนาดใหญ่และเล็กซึ่งเชื่อมต่อกับทางช้างเผือกด้วยสะพานไฮโดรเจนซึ่งเป็นกลุ่มก๊าซขนาดมหึมาที่ทอดตัวอยู่ด้านหลังกาแลคซีเหล่านี้ มันถูกเรียกว่ากระแสมาเจลแลน ขอบเขตของมันอยู่ที่ประมาณ 300,000 ปีแสง กาแล็กซีของเราดูดกลืนดาราจักรแคระที่อยู่ใกล้มันอยู่เสมอ โดยเฉพาะดาราจักรราศีธนู ซึ่งอยู่ห่างจากใจกลางดาราจักรออกไป 50,000 ปีแสง

ยังคงต้องเสริมอีกว่าทางช้างเผือกและเนบิวลาแอนโดรเมดากำลังเคลื่อนเข้าหากัน สันนิษฐานว่าหลังจากผ่านไป 3 พันล้านปี กาแลคซีทั้งสองจะรวมตัวกันจนกลายเป็นกาแลคซีทรงรีขนาดใหญ่กว่า ซึ่งถูกเรียกว่ามิลกี้ฮันนี่แล้ว

กำเนิดทางช้างเผือก

แอนโดรเมดาเนบิวลา

เชื่อกันมานานแล้วว่าทางช้างเผือกก่อตัวขึ้นทีละน้อย พ.ศ. 2505 (ค.ศ. 1962) – Olin Eggen, Donald Linden-Bell และ Allan Sandage เสนอสมมติฐานที่กลายเป็นที่รู้จักในชื่อโมเดล ELS (ตั้งชื่อตามอักษรตัวแรกของนามสกุล) ตามที่กล่าวไว้ เมฆก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันเคยหมุนอย่างช้าๆ แทนที่ทางช้างเผือก มันมีลักษณะคล้ายลูกบอลและมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 300,000 ปีแสง และประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง กาแลกซีก่อนเกิดหดตัวและแบน ในขณะเดียวกัน การหมุนก็เร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

เป็นเวลาเกือบสองทศวรรษแล้วที่แบบจำลองนี้เหมาะกับนักวิทยาศาสตร์ แต่ผลการสำรวจใหม่แสดงให้เห็นว่าทางช้างเผือกไม่สามารถเกิดขึ้นตามที่นักทฤษฎีทำนายไว้

ตามแบบจำลองนี้ รัศมีก่อตัวขึ้นก่อน แล้วจึงเกิดดิสก์กาแลคซี แต่ดิสก์ยังประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่เก่าแก่ที่สุด เช่น ดาวยักษ์แดงอาร์คทูรัส ซึ่งมีอายุมากกว่าหมื่นล้านปี หรือดาวแคระขาวจำนวนมากในวัยเดียวกัน

กระจุกทรงกลมถูกค้นพบทั้งในดิสก์กาแลคซีและรัศมีซึ่งอายุน้อยกว่าที่แบบจำลอง ELS อนุญาต แน่นอนว่าพวกมันถูกดูดกลืนโดยกาแล็กซี่ตอนปลายของเรา

ดาวหลายดวงในรัศมีหมุนไปในทิศทางที่แตกต่างจากทางช้างเผือก บางทีพวกเขาอาจเคยอยู่นอกกาแล็กซีเหมือนกัน แต่แล้วพวกเขาก็ถูกดึงเข้าไปใน "กระแสน้ำวนของดวงดาว" นี้ - เหมือนนักว่ายน้ำแบบสุ่มในอ่างน้ำวน

พ.ศ. 2521 (ค.ศ. 1978) – ลีโอนาร์ด เซียร์ล และโรเบิร์ต ซินน์ เสนอแบบจำลองการก่อตัวของทางช้างเผือก ถูกกำหนดให้เป็น "รุ่น SZ" ตอนนี้ประวัติศาสตร์ของกาแล็กซีมีความซับซ้อนมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ไม่นานมานี้ ความเยาว์วัยของมันในความเห็นของนักดาราศาสตร์ได้รับการอธิบายอย่างง่าย ๆ เช่นเดียวกับในความเห็นของนักฟิสิกส์ - การเคลื่อนไหวการแปลเป็นเส้นตรง กลไกของสิ่งที่เกิดขึ้นนั้นมองเห็นได้ชัดเจน: มีเมฆเป็นเนื้อเดียวกัน ประกอบด้วยก๊าซที่กระจายเท่าๆ กันเท่านั้น ไม่มีสิ่งใดที่ทำให้การคำนวณของนักทฤษฎีซับซ้อนขึ้น

บัดนี้ แทนที่จะเป็นเมฆก้อนใหญ่ก้อนเดียวในนิมิตของนักวิทยาศาสตร์ เมฆก้อนเล็กๆ ที่กระจัดกระจายอย่างประณีตหลายก้อนก็ปรากฏขึ้นพร้อมกัน ดวงดาวปรากฏให้เห็นในหมู่พวกเขา อย่างไรก็ตามพวกมันอยู่ในรัศมีเท่านั้น ภายในรัศมีทุกสิ่งกำลังเดือดพล่าน: เมฆชนกัน; มวลก๊าซถูกผสมและบดอัด เมื่อเวลาผ่านไป ดิสก์กาแลคซีก็ถูกสร้างขึ้นจากส่วนผสมนี้ ดวงดาวดวงใหม่เริ่มปรากฏขึ้นในนั้น แต่โมเดลนี้ถูกวิพากษ์วิจารณ์ในภายหลัง

เป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจว่าอะไรเชื่อมโยงรัศมีกับดิสก์กาแลคซี แผ่นจานที่ควบแน่นนี้และเปลือกดาวกระจัดกระจายรอบๆ นั้นมีอะไรที่เหมือนกันเพียงเล็กน้อย หลังจากที่ Searle และ Zinn รวบรวมแบบจำลองของพวกเขา ปรากฎว่ารัศมีหมุนช้าเกินไปจนก่อตัวเป็นดิสก์กาแลคซี เมื่อพิจารณาจากการกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมี ส่วนหลังเกิดขึ้นจากก๊าซโปรโตกาแล็กติก ในที่สุด โมเมนตัมเชิงมุมของดิสก์ก็สูงกว่ารัศมี 10 เท่า

ความลับทั้งหมดก็คือทั้งสองรุ่นมีความจริงอยู่ ปัญหาคือพวกมันเรียบง่ายเกินไปและเป็นฝ่ายเดียว ตอนนี้ทั้งสองดูเหมือนจะเป็นเพียงเศษเสี้ยวของสูตรเดียวกับที่สร้างทางช้างเผือก Eggen และเพื่อนร่วมงานของเขาอ่านสองสามบรรทัดจากสูตรนี้ Searle และ Zinn อ่านอีกสองสามบรรทัด ดังนั้นการพยายามจินตนาการถึงประวัติศาสตร์ของกาแล็กซีของเราใหม่ เราจึงสังเกตเห็นบรรทัดที่คุ้นเคยที่เราเคยอ่านมาแล้วครั้งหนึ่ง

ทางช้างเผือก. โมเดลคอมพิวเตอร์

ดังนั้นเรื่องทั้งหมดจึงเริ่มต้นหลังจากบิ๊กแบงไม่นาน “ทุกวันนี้ เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าความผันผวนของความหนาแน่นของสสารมืดทำให้เกิดโครงสร้างแรกๆ ซึ่งเรียกว่ารัศมีมืด ด้วยแรงโน้มถ่วง โครงสร้างเหล่านี้จึงไม่สลายตัว” Andreas Burkert นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ผู้เขียนแบบจำลองใหม่ของการกำเนิดของดาราจักรกล่าว

รัศมีมืดกลายเป็นตัวอ่อน - นิวเคลียส - ของกาแลคซีในอนาคต ก๊าซสะสมอยู่รอบตัวพวกเขาภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง การพังทลายที่เป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้น ตามที่อธิบายไว้ในแบบจำลอง ELS หลังจากเกิดบิ๊กแบงไปแล้ว 500-1,000 ล้านปี การสะสมก๊าซรอบๆ รัศมีอันมืดมิดกลายเป็น "แหล่งบ่มเพาะ" ของดวงดาว ดาราจักรก่อกำเนิดขนาดเล็กปรากฏที่นี่ กระจุกดาวทรงกลมกลุ่มแรกเกิดขึ้นในกลุ่มเมฆก๊าซหนาแน่น เนื่องจากดาวฤกษ์เกิดที่นี่บ่อยกว่าที่อื่นหลายร้อยเท่า กาแลคซีก่อนเกิดชนกันและรวมตัวกัน นี่คือลักษณะที่กาแลคซีขนาดใหญ่ก่อตัวขึ้น รวมถึงทางช้างเผือกของเราด้วย ปัจจุบัน มันถูกล้อมรอบด้วยสสารมืดและรัศมีของดาวฤกษ์เดี่ยวๆ และกระจุกทรงกลมของพวกมัน ซากปรักหักพังของจักรวาลเหล่านี้มีอายุมากกว่า 12 พันล้านปี

มีดาวฤกษ์ที่มีมวลมากมากหลายดวงในกาแล็กซีก่อนเกิด เวลาผ่านไปไม่ถึงสองสามสิบล้านปีก่อนที่ส่วนใหญ่จะเกิดการระเบิด การระเบิดเหล่านี้ทำให้เมฆก๊าซมีองค์ประกอบทางเคมีหนักมาก ดังนั้นดาวฤกษ์ที่เกิดในดิสก์กาแลคซีจึงไม่เหมือนกับในรัศมี - พวกมันมีโลหะมากกว่าหลายร้อยเท่า นอกจากนี้ การระเบิดเหล่านี้ยังก่อให้เกิดกระแสน้ำวนดาราจักรอันทรงพลังที่ทำให้ก๊าซร้อนและกวาดไปไกลกว่าดาราจักรก่อกำเนิด เกิดการแยกมวลก๊าซและสสารมืดออกจากกัน นี่เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการก่อตัวของกาแลคซี ซึ่งไม่เคยมีการพิจารณามาก่อนในแบบจำลองใดๆ

ในเวลาเดียวกัน รัศมีแห่งความมืดก็ปะทะกันมากขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้กาแล็กซีก่อนเกิดยังยืดออกหรือสลายตัวอีกด้วย ความหายนะเหล่านี้ชวนให้นึกถึงกลุ่มดาวฤกษ์ที่เก็บรักษาไว้ในรัศมีของทางช้างเผือกตั้งแต่ยังเป็น "วัยเยาว์" เมื่อศึกษาสถานที่แล้วก็สามารถประเมินเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในยุคนั้นได้ ดาวเหล่านี้ค่อยๆ ก่อตัวเป็นทรงกลมขนาดมหึมา ซึ่งเป็นรัศมีที่เราเห็น ขณะที่มันเย็นลง เมฆก๊าซก็ทะลุเข้าไปข้างใน โมเมนตัมเชิงมุมของพวกมันได้รับการอนุรักษ์ไว้ ดังนั้นพวกมันจึงไม่ยุบตัวเป็นจุดเดียว แต่ก่อตัวเป็นจานหมุน ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเมื่อ 12 พันล้านปีก่อน ขณะนี้ก๊าซถูกบีบอัดตามที่อธิบายไว้ในแบบจำลอง ELS

ในเวลานี้ "ส่วนนูน" ของทางช้างเผือกได้ก่อตัวขึ้น - ส่วนตรงกลางของมันชวนให้นึกถึงทรงรี ส่วนป่องนั้นประกอบด้วยดาวอายุมาก มันอาจเกิดขึ้นระหว่างการรวมตัวกันของดาราจักรก่อกำเนิดที่ใหญ่ที่สุดซึ่งกักเมฆก๊าซไว้เป็นเวลานานที่สุด ตรงกลางนั้นมีดาวนิวตรอนและหลุมดำเล็กๆ ซึ่งเป็นซากของซุปเปอร์โนวาที่กำลังระเบิด พวกมันรวมเข้าด้วยกันและดูดซับกระแสก๊าซไปพร้อม ๆ กัน บางทีนี่อาจเป็นที่มาของหลุมดำขนาดมหึมาที่ใจกลางกาแล็กซีของเรา

ประวัติศาสตร์ทางช้างเผือกนั้นวุ่นวายมากกว่าที่คิดไว้มาก กาแล็กซีพื้นเมืองของเราซึ่งน่าประทับใจแม้กระทั่งตามมาตรฐานจักรวาล ก่อตัวขึ้นหลังจากการชนและการควบรวมกิจการหลายครั้ง - หลังจากภัยพิบัติทางจักรวาลหลายครั้ง ร่องรอยของเหตุการณ์โบราณเหล่านั้นยังคงพบเห็นได้จนทุกวันนี้

ตัวอย่างเช่น ไม่ใช่ทุกดวงในทางช้างเผือกจะหมุนรอบใจกลางกาแลคซี ตลอดหลายพันล้านปีที่ผ่านมา กาแล็กซีของเราได้ "ดูดซับ" เพื่อนร่วมเดินทางจำนวนมาก ดาวดวงที่สิบทุกดวงในรัศมีกาแล็กซีมีอายุน้อยกว่า 10 พันล้านปี เมื่อถึงเวลานั้นทางช้างเผือกก็ก่อตัวขึ้นแล้ว บางทีสิ่งเหล่านี้อาจเป็นเศษซากของกาแลคซีแคระที่เคยถูกจับได้ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษจากสถาบันดาราศาสตร์ (เคมบริดจ์) นำโดยเจอราร์ด กิลมอร์ คำนวณว่าทางช้างเผือกสามารถดูดกลืนดาราจักรแคระชนิดคารินาได้ตั้งแต่ 40 ถึง 60 ดวง

นอกจากนี้ทางช้างเผือกยังดึงดูดก๊าซจำนวนมหาศาลอีกด้วย ดังนั้นในปี 1958 นักดาราศาสตร์ชาวดัตช์จึงสังเกตเห็นจุดเล็กๆ จำนวนมากในรัศมี ในความเป็นจริงพวกมันกลายเป็นเมฆก๊าซซึ่งประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่และพุ่งเข้าหาดิสก์กาแลคซี

กาแล็กซีของเราจะไม่ยับยั้งความอยากอาหารของมันในอนาคต บางทีมันอาจจะดูดซับกาแลคซีแคระที่อยู่ใกล้เราที่สุด - Fornax, Carina และอาจเป็น Sextans จากนั้นจึงรวมเข้ากับเนบิวลาแอนโดรเมดา รอบๆ ทางช้างเผือก – “ดาวกินเนื้อ” ที่ไม่รู้จักพอนี้ – มันจะถูกทิ้งร้างมากยิ่งขึ้น

เราคุ้นเคยกับความจริงที่ว่าทางช้างเผือกเป็นกลุ่มดาวบนท้องฟ้าที่บรรพบุรุษของเราใช้เดินทาง แต่ในความเป็นจริง นี่เป็นมากกว่าผู้ทรงคุณวุฒิยามค่ำคืนทั่วไป - นี่คือโลกที่ใหญ่โตและไม่มีใครรู้จัก

บทความนี้มีไว้สำหรับบุคคลที่มีอายุมากกว่า 18 ปี

คุณอายุ 18 แล้วหรือยัง?

โครงสร้างของดาราจักรทางช้างเผือก

บางครั้งมันก็ดูเหลือเชื่อว่าวิทยาศาสตร์อวกาศกำลังพัฒนาอย่างมีพลวัตอย่างไร เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการ แต่เมื่อ 4 ศตวรรษก่อน แม้กระทั่งข้อความที่ว่าโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ ยังทำให้เกิดการประณามและการปฏิเสธในสังคม การตัดสินเกี่ยวกับปรากฏการณ์เหล่านี้และปรากฏการณ์จักรวาลอื่น ๆ อาจไม่เพียงนำไปสู่การจำคุกเท่านั้น แต่ยังนำไปสู่ความตายด้วย โชคดีที่เวลามีการเปลี่ยนแปลง และการศึกษาจักรวาลได้กลายเป็นเรื่องสำคัญในทางวิทยาศาสตร์มายาวนาน สิ่งสำคัญอย่างยิ่งในเรื่องนี้คือการศึกษาทางช้างเผือกซึ่งเป็นกาแล็กซีที่มีดาวนับพันดวง หนึ่งในนั้นคือดวงอาทิตย์ของเรา

การศึกษาโครงสร้างของกาแลคซีและการพัฒนาของมันช่วยตอบคำถามหลักที่มนุษยชาติสนใจมาตั้งแต่กาลเริ่มต้น สิ่งเหล่านี้เป็นปริศนาศักดิ์สิทธิ์เกี่ยวกับวิธีการที่ระบบสุริยะเกิดขึ้น ปัจจัยใดที่ทำให้เกิดการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลก และสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นหรือไม่

ความจริงที่ว่ากาแลคซีทางช้างเผือกเป็นแขนขนาดใหญ่ของระบบดาวที่ไม่มีที่สิ้นสุดนั้นกลายเป็นที่รู้จักเมื่อไม่นานมานี้ - กว่าครึ่งศตวรรษที่ผ่านมาเล็กน้อย โครงสร้างของกาแลคซีของเราคล้ายกับกังหันขนาดมหึมาซึ่งระบบสุริยะของเราอยู่ที่ไหนสักแห่งในบริเวณรอบนอก จากด้านข้างจะดูเหมือนแว่นขยายขนาดยักษ์ที่มีจุดศูนย์กลางนูนทั้งสองข้างพร้อมเม็ดมะยม

กาแล็กซีทางช้างเผือกคืออะไร? เหล่านี้คือดวงดาวและดาวเคราะห์หลายพันล้านดวงที่เชื่อมต่อถึงกันด้วยอัลกอริธึมบางอย่างสำหรับโครงสร้างของจักรวาล นอกจากดาวฤกษ์แล้ว ทางช้างเผือกยังมีก๊าซระหว่างดาว ฝุ่นดาราจักร และกระจุกดาวทรงกลมด้วย

ดิสก์ในกาแลคซีของเราหมุนรอบใจกลางอย่างต่อเนื่องซึ่งอยู่ในกลุ่มดาวราศีธนู ทางช้างเผือกต้องใช้เวลา 220 ล้านปีในการหมุนรอบแกนของมันแบบเต็มรอบ (และสิ่งนี้แม้ว่าการหมุนจะเกิดขึ้นด้วยความเร็ว 250 กิโลเมตรต่อวินาทีก็ตาม) ดังนั้นดาวทุกดวงในกาแลคซีของเราจึงเคลื่อนที่ด้วยแรงกระตุ้นเดียวเป็นเวลาหลายปี และระบบสุริยะของเราก็เคลื่อนที่ไปด้วย อะไรทำให้พวกเขาหมุนรอบแกนกลางด้วยความเร็วที่บ้าคลั่งอย่างแท้จริง? นักวิทยาศาสตร์แนะนำทั้งน้ำหนักมหาศาลของใจกลางและปริมาณพลังงานที่แทบจะเข้าใจไม่ได้ (อาจเกินขนาดของดวงอาทิตย์ 150 ล้านดวง)

ทำไมเราไม่เห็นเกลียวหรือแกนกลางขนาดยักษ์ ทำไมเราไม่รู้สึกถึงการหมุนรอบจักรวาลนี้? ความจริงก็คือเราอยู่ในแขนเสื้อของสิ่งนี้ จักรวาลเกลียวและจังหวะชีวิตที่บ้าคลั่งของเธอก็ถูกมองว่าเป็นทุกวัน

แน่นอนว่าคงมีคนขี้ระแวงที่จะปฏิเสธโครงสร้างกาแล็กซีของเรานี้ โดยอ้างว่าไม่มีภาพถ่ายดิสก์กาแล็กซีที่แม่นยำ (และไม่สามารถมีได้) ความจริงก็คือจักรวาลไม่ได้จำกัดอยู่เพียงกาแลคซีทางช้างเผือกเท่านั้น และมีการก่อตัวที่คล้ายกันมากมายในอวกาศ พวกมันมีโครงสร้างคล้ายกับกาแลคซีของเรามาก เป็นดิสก์แผ่นเดียวกันที่มีจุดศูนย์กลางที่ดาวฤกษ์หมุนรอบ นั่นคือนอกทางช้างเผือกของเรามีระบบหลายพันล้านระบบที่คล้ายกับระบบสุริยะ

กาแลคซีที่ใกล้ที่สุดสำหรับเราคือเมฆแมเจลแลนใหญ่และเล็ก สามารถมองเห็นได้เกือบด้วยตาเปล่าในซีกโลกใต้ จุดส่องสว่างเล็กๆ สองจุดนี้คล้ายกับเมฆ ถูกอธิบายครั้งแรกโดย นักเดินทางที่ยอดเยี่ยมซึ่งมาจากชื่อของวัตถุอวกาศ เส้นผ่านศูนย์กลางของเมฆแมเจลแลนนั้นค่อนข้างเล็ก - น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของทางช้างเผือก และมีระบบดาวในระบบคลาวด์น้อยกว่ามาก

หรือแอนโดรเมดาเนบิวลา นี่เป็นกาแลคซีรูปทรงก้นหอยอีกแห่งหนึ่งที่มีลักษณะและองค์ประกอบคล้ายคลึงกับทางช้างเผือกมาก ขนาดของมันน่าทึ่งมาก - ตามการประมาณการแบบอนุรักษ์นิยมที่สุด มันใหญ่กว่าเส้นทางของเราถึงสามเท่า และจำนวนกาแลคซีขนาดมหึมาดังกล่าวในจักรวาลมีเกินหนึ่งพันล้านมาเป็นเวลานานแล้ว - นี่เป็นเพียงสิ่งที่เราเห็นได้ในระยะนี้ในการพัฒนาทางดาราศาสตร์ มีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่ในอีกไม่กี่ปีเราจะได้เห็นกาแล็กซีอื่นที่ไม่เคยมีใครสังเกตเห็นมาก่อน

ลักษณะของทางช้างเผือก

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ทางช้างเผือกเป็นกลุ่มดาวหลายล้านดวงที่มีระบบของมันเอง คล้ายกับดาวฤกษ์สุริยะ มีดาวเคราะห์กี่ดวงในกาแล็กซีของเราถือเป็นปริศนาที่แท้จริง ซึ่งนักดาราศาสตร์มากกว่าหนึ่งรุ่นกำลังดิ้นรนเพื่อแก้ไข แม้ว่าพูดตามตรงแล้ว พวกเขาจะกังวลกับคำถามอื่นมากกว่า - อะไรคือความน่าจะเป็นที่ระบบดาวฤกษ์ภายในกาแลคซีของเรามีลักษณะคล้ายกับของเรา? นักวิทยาศาสตร์มีความสนใจเป็นพิเศษเกี่ยวกับดาวฤกษ์ที่มีความเร็วในการหมุนรอบตัวเองใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์และ ข้อกำหนดทางเทคนิครวมถึงการครอบครองสถานที่ของเราในระดับกาแล็กซี่ เนื่องจากบนดาวเคราะห์ที่มีอายุและสภาวะใกล้เคียงกับโลกของเรา จึงมีโอกาสสูงที่จะเกิดสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาด

น่าเสียดายที่ความพยายามของนักวิทยาศาสตร์ในการค้นหาบางสิ่งที่คล้ายกันในอ้อมแขนของกาแลคซี ระบบสุริยะไม่ประสบความสำเร็จ และนี่อาจเป็นสิ่งที่ดีที่สุด ยังไม่ทราบว่าใครหรืออะไรที่อาจรอเราอยู่ในกลุ่มดาวที่ไม่คุ้นเคย

หลุมดำเป็นนักฆ่าดาวเคราะห์หรือผู้สร้างกาแล็กซีหรือไม่?

เมื่อสิ้นอายุขัย ดาวฤกษ์จะหลุดเปลือกก๊าซออกไป และแกนกลางของดาวฤกษ์ก็เริ่มหดตัวเร็วมาก หากมวลของดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่พอ (มากกว่าดวงอาทิตย์ 1.4 เท่า) หลุมดำก็จะก่อตัวขึ้นแทนที่ นี่คือวัตถุที่มีความเร็ววิกฤตซึ่งไม่มีวัตถุใดสามารถเอาชนะได้ ผลก็คือสิ่งที่ตกลงไปในหลุมดำก็จะหายไปตลอดกาล โดยพื้นฐานแล้วองค์ประกอบจักรวาลนี้เป็นตั๋วเที่ยวเดียว วัตถุใดๆ ที่เข้ามาใกล้หลุมนั้นมากพอจะหายไปตลอดกาล

มันเศร้าใช่มั้ยล่ะ? แต่หลุมดำก็มีข้อดีเช่นกัน ด้วยเหตุนี้ วัตถุในจักรวาลต่างๆ จึงถูกดึงเข้ามาและกาแลคซีใหม่ก็ก่อตัวขึ้น ปรากฎว่าแกนกลางของระบบดาวแต่ละดวงที่เรารู้จักคือหลุมดำ

ทำไมกาแล็กซีของเราจึงถูกเรียกว่าทางช้างเผือก?

แต่ละประเทศมีตำนานของตัวเองเกี่ยวกับการก่อตัวของส่วนที่มองเห็นได้ของทางช้างเผือก ตัวอย่างเช่น ชาวกรีกโบราณเชื่อว่ามันถูกสร้างขึ้นจากน้ำนมที่หกของเทพีเฮรา แต่ในเมโสโปเตเมียมีตำนานเกี่ยวกับแม่น้ำที่ทำจากเครื่องดื่มชนิดเดียวกัน ด้วยเหตุนี้ ผู้คนจำนวนมากจึงเชื่อมโยงกระจุกดาวขนาดใหญ่เข้ากับนม ซึ่งเป็นที่มาของชื่อกาแลคซีของเรา

ทางช้างเผือกมีดาวกี่ดวง?

การคำนวณจำนวนดาวในกาแลคซีของเราอย่างแม่นยำนั้นค่อนข้างยากเพราะพวกเขาบอกว่ามีมากกว่า 200 พันล้านดวง ตามที่คุณเข้าใจการศึกษาพวกมันทั้งหมดด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่นั้นเป็นปัญหามากดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงหันเหความสนใจไป เฉพาะตัวแทนที่น่าสนใจที่สุดของวัตถุอวกาศเหล่านี้เท่านั้น ยกตัวอย่างเช่น ดาวอัลฟ่าจากกลุ่มดาวกระดูกงูเรือ (Carina) ซึ่งเป็นดาวยักษ์ใหญ่นั่นเอง เป็นเวลานานเบื่อชื่อที่ใหญ่ที่สุดและสว่างที่สุด

ดวงอาทิตย์ยังเป็นดาวฤกษ์ดวงหนึ่งในทางช้างเผือกซึ่งไม่มีคุณลักษณะโดดเด่นใดๆ นี่คือดาวแคระเหลืองตัวเล็ก ๆ ซึ่งมีชื่อเสียงเพียงเพราะเป็นแหล่งสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรามาเป็นเวลาหลายล้านปี

นักดาราศาสตร์จากทั่วทุกมุมโลกได้รวบรวมรายชื่อดาวฤกษ์ต่างๆ ที่มีความโดดเด่นในด้านมวลหรือความสว่างที่โดดเด่น แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าแต่ละคนจะได้รับชื่อของตัวเองเลย โดยทั่วไปชื่อดาวจะประกอบด้วยตัวอักษร ตัวเลข และชื่อของกลุ่มดาวที่ดาวเหล่านั้นอยู่ ใช่มากที่สุด ดาวสว่างทางช้างเผือกถูกกำหนดบนแผนที่ดาราศาสตร์ว่า R136a1 โดยที่ R136 ไม่ใช่อะไรมากไปกว่าชื่อของเนบิวลาที่เนบิวลากำเนิดมา ดาวดวงนี้มีพลังอันไม่อาจพรรณนาซึ่งเทียบไม่ได้กับสิ่งใดเลย R136a1 ส่องสว่างกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 8.7 ล้านเท่า ทำให้เป็นเรื่องยากมากที่จะจินตนาการถึงสิ่งมีชีวิตที่อยู่ใกล้ๆ

แต่พลังมหาศาลไม่ได้หมายความว่า R136a1 จะมีมิติที่น่าประทับใจ รายการมากที่สุด ดาวดวงใหญ่นำโดย UY Scuti ซึ่งใหญ่กว่าขนาดดาวของเราถึง 1.7 พันเท่า นั่นคือถ้ามีดาวดวงนี้แทนที่จะเป็นดวงอาทิตย์ มันก็จะครอบครองพื้นที่ทั้งหมดตั้งแต่ศูนย์กลางของระบบของเราไปจนถึงดาวเสาร์

แม้ว่าดาวเหล่านี้จะมีขนาดใหญ่และทรงพลังเพียงใด แต่มวลรวมของพวกมันก็เทียบไม่ได้กับมวลของหลุมดำซึ่งตั้งอยู่ในใจกลางกาแลคซี มันเป็นพลังงานมหาศาลของเธอที่ยึดทางช้างเผือกไว้และบังคับให้มันเคลื่อนที่ไปในลำดับที่แน่นอน

กาแล็กซีของเราไม่ได้เป็นเพียงกลุ่มดาวที่กระจัดกระจายบนท้องฟ้ายามค่ำคืน นี่เป็นระบบขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยดาวฤกษ์หลายแสนล้านดวง รวมทั้งดวงอาทิตย์ของเราด้วย