Linnutee müsteerium kummitas inimesi pikki sajandeid. Paljude maailma rahvaste müütides ja legendides nimetati seda jumalate teeks, salapäraseks Tähesildiks, mis viib taevataimedesse, maagiliseks Taevajõeks, mis on täidetud jumaliku piimaga. Arvatakse, et just tema tähendas seda, kui vanad vene muinasjutud rääkisid želeepankadega piimajõest. Ja iidse Hellase elanikud kutsusid teda Galaxias kuklos, mis tähendab "piima ringi". Siit pärineb täna tuttav sõna Galaxy.
Kuid igal juhul peeti Linnuteed, nagu kõike, mida taevas näha võib, pühaks. Teda kummardati, tema auks ehitati templeid. Muide, vähesed inimesed teavad, et puu, mida me uueks aastaks kaunistame, pole midagi muud kui nende iidsete kultuste kaja, kui Linnutee näis meie esivanematele Universumi telge, Maailmapuud, mille nähtamatutel okstel, mille tähtede viljad küpsevad. Linnutee "seisab" vertikaalselt nagu silmapiirilt tõusev pagasiruum aastavahetusel. Sellepärast sai taevase puu jäljendades igavesti vilja kandvat maad puu uue aastaringi alguses. Nad uskusid, et see andis lootust edaspidiseks saagiks ja jumalate soosimiseks.
Mis on Linnutee, miks see hõõgub ja helendab ebaühtlaselt, siis voolab see mööda laia kanalit, siis äkki lõheneb kaheks haardeks?
Selle numbri teadusajalugu võib lugeda vähemalt 2000 aastat. Niisiis, Platon nimetas Linnuteed õmbluseks, mis ühendas taevapoolkera, Demokritos ja Anaxagoras ütlesid, et seda valgustavad tähed ja Aristoteles seletas seda Kuu all asuvate helendavate paaridega. Rooma luuletaja Marcus Manilius tegi veel ühe ettepaneku: võib-olla on Linnutee väikeste tähtede ühine sära. Kui lähedane ta tõest oli. Kuid tähti oli palja silmaga jälgides võimatu kinnitada.
Linnutee saladused paljastusid alles 1610. aastal, kui kuulus Galileo Galilei osutas sellele oma esimese teleskoobi, mille kaudu ta nägi "tohutut tähtede kogumit" sulandumas palja silmaga kindlale valgele ribale. Galileo oli üllatunud, ta mõistis, et valge triibu heterogeensus, isegi räbaldunud struktuur on seletatav asjaoluga, et see koosneb paljudest täheparvedest ja tumedatest pilvedest. Nende kombinatsioon loob ainulaadse pildi Linnuteest. Miks hämarad tähed on koondatud kitsasse riba, oli sel ajal võimatu aru saada.
Galaktikas tähtede liikumisel eristavad teadlased terveid tähevooge. Nendes olevad tähed on üksteisega ühendatud. Ärge ajage tähevooge tähtkujudega kokku, mille piirjooned võivad sageli olla lihtsad loodusmängud ja kujutavad ühendatud rühma ainult siis, kui neid päikesesüsteemist vaadeldakse. Tegelikult juhtub nii, et samas tähtkujus on eri voogudesse kuuluvad tähed. Näiteks tuntud Ursa Majori ämbris (selle tähtkuju kõige märgatavam kuju) kuuluvad oja keskpunktist ainult viis tähte ühe oja juurde, esimene ja viimane teisest ojast iseloomuliku kujuga. Ja samal ajal on viie voolutähega samas ojas kuulus Sirius - meie taeva eredaim täht, mis kuulub hoopis teistsugusesse tähtkuju.
Teine Linnutee maadeavastaja oli 18. sajandil William Herschel. Muusiku ja heliloojana osales ta tähtede teaduses ja teleskoopide valmistamises. Neist viimane kaalus tonni, peegli läbimõõt oli 147 sentimeetrit ja toru pikkus 12 meetrit. Enamiku oma avastustest, mis said hoolsuse loomulikuks autasuks, tegi Herschel aga teleskoobiga selle hiiglase suurusest poole väiksemaks.
Üks olulisemaid avastusi, nagu Herschel ise seda nimetas, oli Universumi Suur plaan. Tema rakendatud meetod osutus lihtsaks tähtede arvuks teleskoobi vaateväljas. Ja loomulikult leiti taeva eri osadest erinevaid tähti. (Taevas oli rohkem kui tuhat osa, kus tähti loendati.) Nende tähelepanekute põhjal järeldas Herschel, et Linnutee kuju oli juba universumi tähesaar, kuhu kuulub ka Päike. Ta joonistas isegi skemaatilise joonise, mis näitab, et meie tähesüsteem on ebakorrapärase pikliku kujuga ja meenutab hiiglaslikku veskikivi. Noh, kuna see veskikivi ümbritseb meie maailma rõngaga, siis järelikult on Päike selle sees ja asub kuskil keskosa lähedal. Nii maalis Herschel,ja see idee püsis teadlaste meeles peaaegu eelmise sajandi keskpaigani.
Reklaamvideo:
Herscheli ja tema järgijate järelduste põhjal selgus, et Päikesel on galaktikas spetsiaalne keskasend, mida nimetatakse Linnuteeks. See struktuur sarnanes mõnevõrra maailma geotsentrilise süsteemiga, mis võeti kasutusele enne Koperniku ajastut, ainsa erinevusega, et kui varem peeti Maad Universumi keskuseks ja nüüd on Päike.
Ja veel jäi selgusetuks, kas väljaspool tähesaart on ka teisi tähti, muidu meie galaktika? Herscheli teleskoobid võimaldasid selle mõistatuse lahendamisele lähemale jõuda. Teadlane avastas taevast palju nõrku uduseid kohti ja uuris neist heledamaid. Nähes, et mõned päikeseplekid lagunevad tähtedeks, tegi Herschel julge järelduse, et need pole muud kui muud tähesaared, nagu meie Linnutee, ainult väga kauged. Siis soovitas ta segaduste vältimiseks kirjutada meie maailma nimi suurtähega ja ülejäänud - väiketähega. Sama juhtus sõnaga Galaxy. Kui kirjutame seda suure tähega, peame silmas meie Linnuteed, kui väiketähti - kõiki teisi galaktikaid. Täna nimetavad astronoomid Linnuteed öötaevas nähtavaks "piimajõeks" ja kogu meie galaktikaks,mis koosneb sadadest miljarditest tähtedest. Niisiis kasutatakse seda mõistet kahes mõttes: ühes - kui rääkida taevas olevatest tähtedest, teises - kõneldes Universumi struktuurist.
Teadlased seletasid spiraalharude olemasolu Galaktikas galaktilist ketast liikuvate tähtedevahelise gaasi hiiglaslike kokkusurumislainete ja harvatoimeliste lainetega. Tulenevalt asjaolust, et Päikese orbitaalkiirus langes peaaegu kokku survelainete kiirusega, on see mitme miljardi aasta jooksul olnud laine rindest eespool. See asjaolu oli Maa jaoks elu tekkimise jaoks väga oluline.
Spiraalvardad sisaldavad palju suure helenduse ja massiga tähti. Ja kui tähe mass on suur, umbes kümme korda suurem kui Päikese mass, ootab teda kadestamisväärne saatus, mis lõpeb grandioosse kosmilise katastroofiga - plahvatusega, mida nimetatakse supernoova plahvatuseks. Sel juhul on leegitus nii tugev, et see täht särab nagu kõik galaktika tähed koos. Astronoomid registreerivad selliseid katastroofe sageli teistes galaktikates, kuid meie oma pole seda viimase mitmesaja aasta jooksul juhtunud. Kui supernoova plahvatab, tekib võimas tugeva kiirguse laine, mis võib kogu elu teel hävitada. Võib-olla just tänu ainulaadsele positsioonile Galaktikas suutis meie tsivilisatsioon sellisel määral areneda, et selle esindajad proovivad oma tähesaart tundma õppida. Selgubseda, et võimalikke vendi võib otsida ainult vaikses galaktilises “nurgas”, nagu meie oma.
Andromeeda udukogu uuringutel oli oluline roll "oma" galaktika struktuuri mõistmisel. Udiseid laike taevas on teada juba pikka aega, kuid neid peeti kas Linnuteest eemaldunud jääkideks või sulandumiseks kaugete tähtede tahkeks massiks. Kuid üks nendest kohtadest, mida tuntakse kui Andromeda udukogu, oli kõige eredam ja kõige enam tähelepanu köitev. Seda võrreldi nii helendava pilve kui ka küünla leegiga ning üks astronoom uskus isegi, et selles kohas on taeva kristallkuppel õhem kui teistes ja Jumala riigi valgus voolab selle kaudu Maale.
Andromeda udukogu on tõeliselt tähelepanuväärne vaatamisväärsus. Kui meie silmad oleksid valguse suhtes tundlikumad, ei paistaks see meile mitte väikese pikliku udusena, vaid kuskil kuuketta ketas (see on selle keskosas), vaid täiskuust seitse korda suurema moodustisena. Kuid see pole veel kõik. Kaasaegsed teleskoobid näevad Andromeda udukogu selliselt, et selle piirkonda mahub kuni 70 täiskuu. Andromeda udukogu struktuurist oli võimalik aru saada alles eelmise sajandi 20. aastatel. Selleks kasutati ameerika astrofüüsiku Edwin Hubble'i peegli läbimõõduga 2,5 m teleskoopi. Ta sai pilte, milles ta lehvitas, nüüd polnud kahtlustki, hiiglaslik tähesaar, mis koosnes miljarditest tähtedest - veel üks galaktika. Ja üksikute tähtede vaatlus Andromeda udus võimaldas meil lahendada veel ühe probleemi - arvutada kauguse sellest. Fakt on see, et Universumis on niinimetatud kefeiidid - muutuvad tähed, mis pulseeruvad sisemiste füüsikaliste protsesside tõttu, mis muudavad nende heledust. Need muutused toimuvad teatud aja jooksul: mida pikem periood, seda suurem on kefeidi heledus - tähe poolt ajaühikus eralduv energia. Ja selle abil saate määrata kauguse täheni. Näiteks Andromeda udust leitud tsefeiidid võimaldasid kindlaks teha kauguse sellest. See osutus tohutuks - 2 miljonit valgusaastat. Kuid see on vaid üks meile lähimatest galaktikatest, millest, nagu selgus, on neid universumis väga palju.mida suurem on kefeidi heledus - tähe poolt ajaühikus vabanev energia. Ja selle abil saate määrata kauguse täheni. Näiteks Andromeda udust leitud tsefeiidid võimaldasid kindlaks teha kauguse sellest. See osutus tohutuks - 2 miljonit valgusaastat. Kuid see on vaid üks meile lähimatest galaktikatest, millest, nagu selgus, on neid universumis väga palju.mida suurem on kefeidi heledus - tähe poolt ajaühikus vabanev energia. Ja selle abil saate määrata kauguse täheni. Näiteks Andromeda udust leitud tsefeiidid võimaldasid kindlaks teha kauguse sellest. See osutus tohutuks - 2 miljonit valgusaastat. Kuid see on vaid üks meile lähimatest galaktikatest, millest, nagu selgus, on neid universumis väga palju.
Mida võimsamaks teleskoobid said, seda selgemaks toodi välja astronoomide täheldatud galaktikate struktuuri variandid, mis osutusid väga ebaharilikeks. Nende hulgas on nn ebaregulaarsed, millel puudub sümmeetriline struktuur, on elliptilised ja on ka spiraalseid. Siin näivad nad olevat kõige huvitavamad ja salapärasemad. Kujutage ette eredalt säravat südamikku, millest väljuvad hiiglaslikud hõõguvad spiraalharud. On galaktikaid, kus tuum on rohkem väljendunud, teistes aga domineerivad oksad. On ka selliseid galaktikaid, kus oksad ei tule mitte südamikust, vaid spetsiaalsest sillast - lati alt.
Mis tüüpi meie Linnutee kuulub? Lõppude lõpuks, olles galaktikas sees, on selle ülesehitust palju keerulisem mõista kui küljelt jälgida. Loodus ise aitas sellele küsimusele vastata: meiega seotud galaktikad on "hajutatud" erinevates asendites. Mõnda näeme äärest, teisi “tasapinnalisena” ja veel teisi erinevate nurkade alt.
Pikka aega usuti, et meile lähim galaktika on Suur Magellaani pilv. Täna on teada, et see pole nii. 1994. aastal mõõdeti kosmilisi vahemaid täpsemini ja Amburi tähtkujus asuv kääbusgalaktika asus juhtima. Kuid üsna hiljuti tuli ka see väide üle vaadata. Canis Majori tähtkujust avastati meie galaktika veelgi lähedasem naaber. Linnutee keskusest on see vaid 42 tuhat valgusaastat.
Kokku on teada 25 galaktikat, mis moodustavad niinimetatud lokaalse süsteemi, st galaktikate kogukonna, mis on üksteisega gravitatsioonijõudude kaudu otse ühendatud. Galaktikate kohalik süsteem on umbes kolm miljonit valgusaastat. Lisaks meie Linnuteele ja selle satelliitidele hõlmab Kohalik süsteem ka Andromeda udukogu, lähimat hiidgalaktikat koos oma satelliitidega ja veel ühte spiraalset galaktikat tähtkujus Triangulum. Ta on pöördunud meie poole "tasaseks". Valitseb kohalik süsteem, muidugi Andromeda udukogu. See on poolteist korda massilisem kui Linnutee.
Kui Andromeda udukogu kefeiidid võimaldasid mõista, et see asub kaugel meie galaktikast, siis lähemate kefeidide uurimine võimaldas kindlaks teha Päikese asukoha galaktikas. Pioneeriks oli siin Ameerika astrofüüsik Harlow Shapley. Üks tema huvipakkuvaid objekte oli ümmargused täheparved, mis on nii tihedad, et nende tuum sulandub tahkeks kumaks. Globaalsete klastrite poolest rikkaim piirkond asub Tähtkuju Amburi suunas. Neid tuntakse ka teistes galaktikates ja need kobarad on alati koondunud galaktiliste tuumade lähedusse. Kui eeldada, et Universumi seadused on samad, võime järeldada, et meie galaktika peaks olema paigutatud sarnaselt. Shapley leidis oma kerakujulistest kobaratest kefeidid ja mõõtis nende vahekaugust. Selguset Päike ei asu üldse Linnutee keskel, vaid selle äärelinnas, võiks öelda, täheprovintsis, 25 tuhande valgusaasta kaugusel keskusest. Niisiis debüteeriti teist korda pärast Kopernikust idee meie erilisest privilegeeritud positsioonist Universumis.
Mõistes, et asume Galaktika äärealadel, hakkasid teadlased selle keskuse vastu huvi tundma. Nagu teistel tähesaartel, eeldati, et sellel on tuum, millest tekivad spiraalharud. Me näeme neid Linnutee heleda ribana, kuid - näeme seestpoolt, servast. Need üksteisele väljaulatuvad spiraalharud ei võimalda meil mõista, kui palju neid on ja kuidas need on paigutatud. Pealegi säravad teiste galaktikate tuumad eredalt. Kuid miks pole see kiirgus meie galaktikas nähtav, kas on võimalik, et sellel pole südamikku? Lahendus tuli jälle tänu teiste tähelepanekutele. Teadlased on märganud, et spiraalsetes udukogudes, mille tüübiks omistati ka meie galaktika, on selgelt nähtav tume kiht. See pole midagi muud kui tähtedevahelise gaasi ja tolmu kogunemine. Just nemad said vastuse küsimusele - miks me ei näe omaenda tuuma:meie päikesesüsteem asub täpselt sellises galaktika punktis, et hiiglaslikud tumedad pilved blokeerivad Maa vaatleja tuuma. Nüüd saame vastata küsimusele: miks Linnutee kaheks hargneb? Nagu selgus, varjavad selle keskosa võimsad tolmupilved. Tegelikult on tolmu taga miljardeid tähti, sealhulgas meie galaktika keskpunkt.
Samuti on uuringud näidanud, et kui tolmupilv meid ei häiriks, siis jälgiksid maainimesed suurt vaatemängu: tuuma hiiglaslik särav ellipsoid koos lugematute tähtedega hõivaks taevas enam kui saja kuu pikkuse ala.
Teleskoobid, mis töötavad sellises elektromagnetilise kiirguse spektri vahemikus, et tolmukilb ei häiri, aitasid selle tolmupilve taga näha galaktilist südamikku. Kuid enamik neist heitmetest on Maa atmosfääri lõksus, seetõttu mängivad astronautika ja raadioastronoomia praeguses etapis galaktika tundmisel olulist rolli. Selgus, et Linnutee keskpunkt helendab raadioulatuses hästi. Teadlasi huvitas eriti nn raadioallikas Ambur A * - galaktikas olev objekt, mis kiirgab aktiivselt raadiolaineid ja röntgenkiirte. Tänapäeval võib seda pidada tõestatuks, et Amburi tähtkujus on salapärane kosmoseobjekt - supermassiivne must auk. Arvatakse, et selle mass võib olla võrdne 3 miljoni päikese massiga. Sellel koletu tihedusega objektil on nii võimas gravitatsiooniväli,et isegi valgus ei pääse sellest.
Loomulikult ei hiilga must auk üheski vahemikus, kuid sellele langev aine kiirgab röntgenikiirgust ja võimaldab teil leida kosmilise "koletise" asukoha. Tõsi, Amburi A * kiirgus on nõrgem kui teiste galaktikate tuumades. Võib-olla on see tingitud asjaolust, et mateeria langus ei toimu intensiivselt, kuid kui see juhtub, registreeritakse röntgenkiirguse kiirgus. Kui objekti heledus Ambur A * kasvas sõna otseses mõttes minutites - see on suure moodustumise korral võimatu. Seega on see objekt kompaktne ja sellel võib olla ainult must auk. Muide, selleks, et muuta Maa mustaks auku, tuleb see kokku suruda mängukasti suuruseks.
Üldiselt on meie galaktika keskelt leitud palju varieeruvaid röntgenikiirguse allikaid, mis on võib-olla väiksemad mustad augud, mis rühmituvad keskse supermassiivse ümber. Neid jälgib Ameerika kosmose röntgenikiirguse vaatluskeskus "Chandra".
Veel ühe kinnituse supermassiivse musta augu olemasolust meie galaktika tuuma keskel andis tuuma vahetus läheduses asuvate tähtede liikumise uurimine. Nii õnnestus astronoomidel infrapunavahemikus jälgida tähe liikumist, mis libises tuuma keskpunktist galaktilises mõõtkavas ebaolulisel kaugusel: ainult Pluuto orbiidi raadiuse kolm korda suuremaks. Selle tähe orbiidi parameetrid näitavad, et see asub kompaktse nähtamatu objekti lähedal, millel on koletu gravitatsiooniväli. See võib olla ainult must auk ja ülivõimas. Tema uuringud jätkuvad.
Meie galaktika spiraalharude struktuuri kohta on üllatavalt vähe teavet. Linnutee väljanägemise järgi saab vaid otsustada, et galaktikal on ketta kuju. Ja ainult tähtedevahelise vesiniku - universumi kõige rikkalikuma elemendi - kiirguse vaatluste abil oli võimalik Linnutee relvade pilt mingil määral rekonstrueerida. See sai taas võimalikuks tänu analoogiale: teistes galaktikates kontsentreeritakse vesinik just spiraalivarre mööda. On ka tähtede moodustumise piirkondi - palju noori tähti, tolmu ja gaasi klastrid - gaasi ja tolmu udud.
Eelmise sajandi 50. aastatel õnnestus teadlastel koostada pilt ioniseeritud vesiniku pilvede levikust Päikese galaktilises läheduses. Selgus, et Linnutee spiraalharudega on võimalik tuvastada vähemalt kolm piirkonda. Üks neist, meile kõige lähedasemad, nimetasid teadlased Orion-Cygnuse käsivart. Meist kaugemal ja vastavalt Galaktika keskpunkti asuvat kohta nimetatakse Amburi-Carina armeeks ja perifeerseks - Perseuse armeeks. Kuid uuritud galaktiline naabrus on piiratud: tähtedevaheline tolm neelab kaugete tähtede ja vesiniku valgust, nii et spiraalharude edasist joonist on võimatu aru saada.
Seal, kus optiline astronoomia ei saa aidata, tulevad appi raadioteleskoobid. On teada, et vesinikuaatomid kiirgavad lainepikkusel 21 cm, just seda kiirgust hakkas püüdma Hollandi astrofüüsik Jan Oort. Pilt, mille ta sai 1954. aastal, oli muljetavaldav. Linnutee spiraalivarsi oli nüüd võimalik jälgida suurte vahemaade tagant. Enam polnud kahtlust: Linnutee on spiraalne tähesüsteem, sarnane Andromeda uduga. Kuid Linnutee spiraalmustrist pole meil veel täpset pilti: selle oksad sulanduvad üksteisega ja nende vahekaugust on väga raske kindlaks teha.
Täna on teada, et meie galaktika on hiiglaslik tähesüsteem, mis sisaldab sadu miljardeid tähti. Kõik tähed, mida selgel ööl pea kohal näeme, kuuluvad meie galaktikasse. Kui me saaksime liikuda kosmoses ja vaadata Linnuteed küljelt, paistaks meie pilk tähelinnaks tohutu lendava taldriku kujul, mis ületaks 100 tuhat valgusaastat. Selle keskel näeksime märgatavat paksenemist - riba - läbimõõduga 20 tuhat valgusaastat, millest hiiglaslikud spiraalharud kosmosesse ulatuvad.
Hoolimata asjaolust, et Galaxy välimus viitab lamedale süsteemile, pole see täiesti tõsi. Selle ümber laiub niinimetatud halo, harvaesineva materjali pilv. Selle raadius ulatub 150 tuhande valgusaastani. Keskmise mõra ja südamiku ümber asuvad paljud vanade jahedate punaste tähtede ümmargused klastrid. Harlow Shapley nimetas neid meie galaktika "keha luustikuks". Lahedad tähed moodustavad Linnutee niinimetatud sfäärilise alamsüsteemi ja selle tasane alamsüsteem, teisisõnu - spiraalvarred - on "täheline noorus". Seal on palju eredaid, silmapaistvaid tähti, millel on suur heledus.
Galaktika tasapinnal ilmuvad noored tähed tohutu tolmu ja gaasi olemasolu tõttu seal. On teada, et tähed sünnivad aine kokkusurumise tõttu gaasi- ja tolmupilvedes. Siis miljonite aastate jooksul "täispuhutavad" vastsündinud tähed need pilved ja muutuvad nähtavaks. Maa ja Päike ei ole maailma geomeetriline keskpunkt - need asuvad meie galaktika ühes vaikses nurgas. Ja ilmselt on see konkreetne asukoht ideaalne elu tekkimiseks ja arenguks.
Nüüd on teadlased juba kümme aastat suutnud tuvastada teistes tähtedes suuri planeete - Jupiteri suurust. Tänapäeval on neid teada umbes poolteist sada. See tähendab, et sellised planeedisüsteemid on galaktikas laialt levinud. Võimsamate teleskoopidega relvastatud võib leida selliseid väikeseid planeete nagu Maa ja nende peal võib-olla ka vennad.
Kõik galaktika tähed liiguvad orbiidil ümber tuuma. Päikesel on oma orbiit. Terve revolutsiooni tegemiseks vajab Päike vähemalt 250 miljonit aastat, mis on galaktiline aasta (Päikese kiirus on 220 km / s). Maa on Galaktika keskpunkti juba 25–30 korda ringiratast teinud. See tähendab, et täpselt nii palju galaktilisi aastaid.
Päikese teed läbi Linnutee on väga raske jälgida. Kuid ka tänapäevased teleskoobid suudavad selle liikumise tuvastada. Eelkõige selleks, et teha kindlaks, kuidas tähistaeva välimus muutub, kui Päike liigub lähimate tähtede suhtes. Punkti, kuhu päikesesüsteem liigub, nimetatakse tipuks ja see asub Heraklese tähtkujus, Lyra tähtkuju piiril.
