Форма нашей Галактики. Первые наблюдения

Солнечная система, в центре которой расположено наше дневное светило,— ничтожная часть всей нашей звездной системы, включающей примерно 100 млрд, звезд и называемой Галактикой. По сравнению с другими звездами Галактики Солнце не очень яркая и не очень слабая звезда.

Несомненно, Солнце старше Земли, его возраст должен превышать 5 млрд, лет. Вероятно, сама Галактика намного старше, хотя пока мы не вполне ясно представляем себе ранние этапы ее существования. Галактика - уплощенная система; когда мы смотрим вдоль ее главной плоскости, мы видим много звезд почти в одном направлении. Вот почему кажется, что звезды в Млечном Пути настолько скучены, что почти сливаются.

Первые наблюдения. Млечный Путь - основная характерная деталь ночного неба, хотя, к сожалению, горожане никогда не видят его толком, так как его мягкое свечение легко теряется в сиянии уличных фонарей. Одно из первых и лучших его описаний было дано около 150 г. н.э. Птолемеем Александрийским.

«Млечный Путь,-писал Птолемей- это не круг, а зона, которая повсеместно бела, как молоко, что и дало ей имя, которое она носит. Эта зона не является повсюду ни одинаковой, ни правильной, а меняется в ширине столь же сильно, сколь и в оттенке или цвете, а также в числе звезд в ее участках и в разнообразии их положений; в некоторых местах она разделяется на две ветви, что легко заметить, если поглядеть на нее с вниманием».

У большинства народов есть свои легенды о Млечном Пути. Природа его, однако, была неизвестна, пока зимой 1609-1610 гг. на него впервые не навел свой телескоп Галилей. Он обнаружил, что Млечный Путь состоит из «массы бесчисленных звезд»; это наблюдение легко проверить даже с помощью бинокля.

Первым человеком, установившим приблизительные очертания нашей Галактики, был Гершель. Гершеля чаще всего вспоминают в связи с открытием им планеты Уран в 1781 г., хотя его главный вклад в науку связан со звездной астрономией. Он, в частности, задался вопросом, не являются ли туманности, подобные известной туманности в созвездии Андромеды, отдельными звездными системами, лежащими далеко за пределами нашей собственной системы.

Центр Галактики невозможно увидеть из-за поглощения света межзвездным веществом. Наши знания о нем получены в основном благодаря радиоастрономическим методам, которые позволяют определить его положение. Он лежит за сияющими звездными облаками в созвездии Стрельца, где Млечный Путь особенно богат звездами. Высказывались предположения, что там может находиться квазар или даже черная дыра, но эти выводы основаны на весьма ненадежных данных. Несомненно, что к нам приходят радиоволны из центра Галактики, и он был первым из космических радиоисточников, обнаруженных в начале 30-х годов К. Янским.

Наша Галактика выглядела бы по-разному, если бы на нее удалось посмотреть из различных далеко отстоящих точек.

При рассмотрении с ребра (А) Галактика представилась бы уплощенной с заметным ядром (буквой от- Б мечено положение Солнца).

Если же глядеть под углом (Б), то форма Галактики будет по-прежнему отчетливо видна, но вдобавок обнаружатся спиральные ветви

Форма нашей Галактики. Во время первой мировой войны американец Харлоу Шепли (1885-1972) на основе исследований переменных звезд типа RR Лиры в шаровых скоплениях определил размеры нашей Галактики. Он также доказал, что Солнце, а с ним и Земля и другие члены Солнечной системы расположены весьма далеко от центра Галактики. Согласно современной оценке, расстояние Солнца от галактического ядра составляет 32 тыс. световых лет (заметно больше, чем считалось до недавнего времени). Однако в вопросе о сравнительных размерах и структуре Галактики не было ясности вплоть до исследований Эдвина Хаббла, показавшего в 1920-х годах, что спиральные галактики-это системы, лежащие вне нашей, но относящиеся в общем к тому же типу.

Звезды на расстояниях до 16 световых лет от Солнца-это лишь маленький участок Млечного Пути. Двумя эллипсами вокруг Солнца показаны возможные пределы максимального удаления периодических комет. Среди ближайших звезд большинство составляют красные карлики; есть и несколько белых карликов (например, спутник Сириуса). Ярче Солнца светят только Сириус, Процион и а Центавра.

Если это верно, то, по-видимому, не остается причин для сомнений в том, что наша Галактика тоже спиральная (хотя, конечно, расположение земного наблюдателя внутри Галактики не позволяет видеть эту спиральную картину). В какой-то степени это подтверждает распределение ярких звезд («пояс Гулда»), но окончательное доказательство дала радиоастрономия. Во время второй мировой войны голландец Хендрик ван де Хюлст (род. 1918) и его коллеги рассчитали, что рассеянные по всей Галактике облака холодного водорода должны излучать на волне 21 см. В 1951 г. Э. Пэрселл и X. Ивен (США) показали, что так действительно и происходит. Когда были определены положения и движения водородных облаков Галактики, ее спиральная структура выявилась с несомненностью. Еще раньше было установлено также, что Галактика вращается, но не с постоянной повсюду угловой скоростью, как твердое тело, а с меняющейся в зависимости от расстояния до центра. В окрестностях Солнца период обращения составляет приблизительно 225 млн. лет; этот период неофициально назван «космический год». Один космический год назад на Земле было начало триасового периода, когда на смену одной преобладающей форме жизни, амфибиям, стала приходить другая-гигантские рептилии.

Звездное поле в Млечном Пути сфотографировано на обсерватории ВМС США (Аризона). Виден след спутника «Эхо-1», который пересек поле зрения во время экспозиции

Относительные размеры Галактики. Долго считалось, что Галактика по своим огромным размерам должна занимать исключительное место, но ныне и эта иллюзия полностью разрушилась. Размеры Галактики несколько превышают средние, но среди других известных сейчас систем есть определенно превосходящие ее по размерам, в том числе спиральная галактика Андромеды (М 31) в нашей Местной группе галактик.

Термин «Галактика» относят сейчас к звездной системе, а птолемеевский термин «Млечный Путь» - к ее светящейся проекции на небо. Млечный Путь выглядит очень красиво, он особенно богат звездами в таких участках, как Южный Крест, Лебедь и область Скорпиона – Стрельца.