Mingil määral teame kaugematest tähesüsteemidest rohkem kui omaenda Galaktikast - Linnuteest. Selle struktuuri on raskem uurida kui ühegi teise galaktika struktuuri, sest seda tuleb uurida seestpoolt ja paljut pole nii lihtne näha. Tähtedevahelised tolmupilved neelavad valgust lugematul hulgal kaugetest tähtedest.
Ainult raadioastronoomia arengu ja infrapunateleskoopide tulekuga on teadlased suutnud mõista, kuidas meie galaktika töötab. Kuid paljud üksikasjad on tänaseni ebaselged. Isegi Linnutee tähtede arv on ligikaudselt hinnatud. Uusimad elektroonilised juhendid helistavad numbritele 100-300 miljardit tähte.
Mitte nii kaua aega tagasi arvati, et meie galaktikal on 4 suurt kätt. Kuid 2008. aastal avaldasid Wisconsini ülikooli astronoomid umbes 800 000 Spitzeri kosmoseteleskoobi abil tehtud infrapunapildi töötlemise tulemused. Nende analüüs näitas, et Linnuteel on ainult kaks kätt. Mis puutub teistesse varrukatesse, siis need on ainult kitsad külgmised oksad. Nii on Linnutee kahe käega spiraalgalaktika. Tuleb märkida, et enamikul meile teadaolevatest spiraalgalaktikatest on ka ainult kaks kätt.
"Tänu Spitzeri teleskoobile on meil võimalus Linnutee struktuur ümber mõelda," ütles astronoom Robert Benjamin Wisconsini ülikoolist Ameerika Astronoomia Seltsi konverentsil esinedes. "Täpsustame oma arusaama Galaktikast samamoodi nagu sajandeid tagasi, kui avastajad kogu maailmas ringi rändasid, viimistlesid ja mõtlesid ümber varasemad ideed selle kohta, kuidas Maa välja näeb."
Alates XX sajandi 90ndate algusest on infrapunakiirguses tehtud vaatlused muutnud üha enam meie teadmisi Linnutee ülesehitusest, sest infrapuna-teleskoobid võimaldavad vaadata läbi gaasi- ja tolmupilvede ning näha, mis on tavapäraste teleskoopide jaoks kättesaamatu.
2004 - meie galaktika vanuseks hinnati 13,6 miljardit aastat. See tekkis vahetult pärast Suurt Pauku. Alguses oli see hajus gaasimull, mis sisaldas peamiselt vesinikku ja heeliumi. Aja jooksul muutus see tohutuks spiraalseks galaktikaks, milles me praegu elame.
üldised omadused
Reklaamvideo:
Aga kuidas meie galaktika areng edenes? Kuidas see arenes - aeglaselt või vastupidi, väga kiiresti? Kuidas oli ta küllastunud rasketest elementidest? Kuidas muutus Linnutee kuju ja keemiline koostis miljardite aastate jooksul? Teadlased ei pea neile küsimustele veel üksikasjalikult vastama.
Meie galaktika on umbes 100 000 valgusaastat ja galaktilise ketta keskmine paksus on umbes 3000 valgusaastat (selle kumera osa - kühmu paksus ulatub 16 000 valgusaastani). Kuid 2008. aastal soovitas Austraalia astronoom Brian Gensler pärast pulsside vaatluste tulemuste analüüsimist, et galaktiline ketas on tõenäoliselt kaks korda paksem, kui tavaliselt arvatakse.
Kas meie galaktika on kosmiliste standardite järgi suur või väike? Võrdluseks võib öelda, et meile lähim suur galaktika Andromeeda udukogu on umbes 150 000 valgusaasta kaugusel.
2008. aasta lõpus tegid teadlased raadioastronoomia meetodite abil kindlaks, et Linnutee pöörleb kiiremini, kui seni arvati. Selle näitaja järgi otsustades on selle mass umbes poolteist korda suurem kui tavaliselt arvati. Erinevate hinnangute kohaselt on see vahemikus 1,0 kuni 1,9 triljonit päikesemassi. Jällegi võrdluseks: Andromeda udukogu massiks hinnatakse vähemalt 1,2 triljonit päikesemassi.
Galaktikate struktuur
Niisiis ei jää Linnutee suuruselt alla Andromeda udukogule. "Me ei tohiks enam oma galaktikat kohelda kui Andromeda udukogu väikest õde," ütles astronoom Mark Reid Harvardi ülikooli Smithsoni astrofüüsikakeskusest. Samal ajal, kuna meie Galaktika mass on oodatust suurem, on ka tema gravitatsioonijõud suurem, mis tähendab, et selle kokkupõrke tõenäosus teiste meie läheduses asuvate galaktikatega suureneb.
Must auk
Meie galaktikat ümbritseb kerajas oreool, mis ulatub üle 165 000 valgusaasta. Astronoomid nimetavad halot mõnikord "galaktiliseks atmosfääriks". See sisaldab umbes 150 kerakujulist kobarat, samuti väikest arvu iidseid tähti. Ülejäänud haloruum on täidetud haruldase gaasi ja ka tumeainega. Viimase massiks hinnatakse umbes triljonit päikesemassi.
Linnutee spiraalsed harud sisaldavad tohutul hulgal vesinikku. Siin sünnivad tähed edasi. Aja jooksul jätavad noored tähed galaktikavarred ja "rändavad" galaktikakettale. Kõige massilisemad ja eredamad tähed elavad aga üsna lühikest aega, seetõttu pole neil aega oma sünnikohast kaugemale kolida. Pole juhus, et meie Galaktika käed helendavad nii eredalt. Suurema osa Linnuteest moodustavad väikesed, mitte eriti massiivsed tähed.
Linnutee keskosa asub Amburi tähtkujus. Seda piirkonda ümbritsevad tumedad gaasi- ja tolmupilved, millest kaugemale ei paista midagi. Alles 1950. aastatest on teadlased raadioastronoomia vahendeid kasutades järk-järgult suutnud näha, mis seal peitub. Selles galaktika osas avastati võimas raadioallikas nimega Ambur A. Vaatlused näitasid, et siia on koondunud mass, mis ületab Päikese massi mitu miljonit korda. Selle fakti kõige vastuvõetavam seletus on ainult võimalik: meie galaktika keskel on must auk.
Nüüd tegi ta millegipärast endale puhkuse ega näita erilist aktiivsust. Aine sissevool on siin väga napp. Võib-olla on aja jooksul mustal isul isu. Siis hakkab see uuesti neelama seda ümbritsevat gaasi ja tolmu loori ning Linnutee liitub aktiivsete galaktikate loeteluga. Võimalik, et enne seda hakkavad galaktika keskmes jõudsalt tärnima tähed. Selliseid protsesse korratakse tõenäoliselt regulaarselt.
2010 - Ameerika astronoomid avastasid gammakiirgusallikate vaatlemiseks mõeldud kosmoseteleskoobi Fermi abil meie galaktikas kaks salapärast struktuuri - kaks tohutut gammakiirgust kiirgavat mulli. Kõigi nende läbimõõt on keskmiselt 25 000 valgusaastat. Nad hajuvad galaktika keskelt põhja ja lõuna suunas. Võib-olla räägime osakeste voogudest, mida kunagi eraldas must auk keset Galaktikat. Teised teadlased usuvad, et me räägime gaasipilvedest, mis plahvatasid tähtede sündides.
Linnutee ümber on mitu kääbusgalaktikat. Neist kõige kuulsamad on suured ja väikesed Magellani pilved, mis on Linnuteega ühendatud mingi vesinikusilla abil, mis on tohutu gaasihulk, mis ulatub nende galaktikate taha. Selle nimi oli "Magellanic Stream". See ulatub umbes 300 000 valgusaastani. Meie Galaktika neelab pidevalt lähimaid kääbusgalaktikaid, eriti Sagitariuse galaktikat, mis asub galaktikakeskusest 50 000 valgusaasta kaugusel.
Jääb lisada, et Linnutee ja Andromeda udukogu liiguvad üksteise suunas. Arvatavasti 3 miljardi aasta pärast ühinevad mõlemad galaktikad kokku, moodustades suurema elliptilise galaktika, millele on juba pandud nimi "Piimakallis".
Linnutee päritolu
Pikka aega arvati, et Linnutee kujuneb järk-järgult. 1962 - Olin Eggen, Donald Linden-Bell ja Allan Sandage pakkusid välja hüpoteesi, mida hakati nimetama ELS-i mudeliks (nimetatud perekonnanimede algustähtede järgi). Tema sõnul pöörles Linnutee asemel aeglaselt homogeenne gaasipilv. See meenutas palli ja oli umbes 300 000 valgusaasta ulatuses ning koosnes peamiselt vesinikust ja heeliumist. Gravitatsiooni mõjul protogalaktika kahanes ja muutus tasaseks; samal ajal kiirenes selle pöörlemine märgatavalt.
Andromeda udukogu
Ligi kaks aastakümmet sobis see mudel teadlastele. Kuid uued tähelepanekud näitasid, et Linnutee ei saanud tekkida, nagu teoreetikud dikteerisid.
Selle mudeli järgi moodustatakse kõigepealt halo ja seejärel galaktiline ketas. Kuid ketas sisaldab ka väga iidseid tähti, näiteks punast hiiglast Arcturust, kelle vanus on üle 10 miljardi aasta, või arvukalt samaealisi valgeid kääbuseid.
Keraalseid klastreid on leitud nii galaktikakettalt kui ka halost, mis on nooremad kui ELS-mudel soovitab. Ilmselt neelab need meie hilisem Galaktika alla.
Paljud tähed halos pöörlevad teises suunas kui Linnutee. Võib-olla olid nad ka kunagi väljaspool galaktikat, kuid siis tõmmati nad sellesse "tähekeerisesse" - nagu juhuslik ujuja mullivannis.
1978 Leonard Searle ja Robert Zinn pakkusid välja oma mudeli Linnutee moodustamiseks. See määrati "SZ-mudeliks". Nüüd on galaktika ajalugu palju keerulisemaks muutunud. Mitte nii kaua aega tagasi kirjeldati astronoomide meelest tema noorust sama lihtsalt kui füüsikute arvates sirgjoonelist tõlkeliikumist. Toimuva mehaanika oli selgelt nähtav: seal oli homogeenne pilv; see koosnes ainult ühtlaselt hajutatud gaasist. Miski ei raskendanud oma olemasolu tõttu teoreetikute arvutusi.
Nüüd ilmus teadlaste nägemustes ühe tohutu pilve asemel korraga mitu väikest, fantaasiarikkalt hajutatud pilve. Nende hulgas olid tähed; need paiknesid siiski ainult halos. Kõik oreooli sees kihises: pilved põrkasid kokku; gaasimassid segati ja tihendati. Aja jooksul moodustati sellest segust galaktiline ketas. Selles hakkasid ilmuma uued tähed. Kuid seda mudelit kritiseeriti hiljem.
Oli võimatu aru saada, mis ühendas halo ja galaktilise ketta. Sellel pakseneval kettal ja hõredal täheümbrikul selle ümber oli vähe ühist. Juba pärast seda, kui Searle ja Zinn oma mudeli tegid, selgus, et halo pöörleb galaktilise ketta moodustamiseks liiga aeglaselt. Keemiliste elementide jaotuse järgi otsustades tekkisid viimased protogalaktilisest gaasist. Lõpuks osutus ketta nurkimpulss kümme korda suuremaks kui halo.
Saladus on see, et mõlemad mudelid sisaldavad terake tõtt. Häda on selles, et nad on liiga lihtsad ja ühepoolsed. Mõlemad näivad nüüd olevat killud samast retseptist, mille järgi Linnutee loodi. Eggen ja tema kolleegid lugesid sellest retseptist paar rida, Searle ja Zinn veel mõned. Seetõttu, püüdes oma Galaktika ajalugu uuesti ette kujutada, märkame nüüd ja siis juba tuttavaid ridu, mida on juba korra loetud.
Linnutee. Arvuti mudel
Nii et kõik algas varsti pärast Suurt Pauku. “Täna on üldtunnustatud, et tumeaine tiheduse kõikumine tõi kaasa esimesed struktuurid - nn tumedad halod. Tänu raskusjõule ei lagunenud need struktuurid,”märgib saksa astronoom Andreas Burkert, Galaxy uue sünni mudeli autor.
Tumedast halost said tulevaste galaktikate embrüod - tuumad. Nende ümber kogunes raskusjõu mõjul gaas. Toimus homogeenne kollaps, nagu ELS-mudel seda kirjeldab. Juba 500–1000 miljonit aastat pärast Suurt Pauku muutusid tumedaid halosid ümbritsevad gaasiklastrid tähtede „inkubaatoriteks“. Siin ilmnesid väikesed protogalaktikad. Tihedates gaasipilvedes tekkisid esimesed kerajad kobarad, sest tähti sündis siin sadu kordi sagedamini kui mujal. Protogalaktikad põrkasid kokku ja sulandusid omavahel kokku - nii tekkisid suured galaktikad, ka meie Linnutee. Täna on see ümbritsetud tumeaine ja üksikute tähtede ning nende kerakujuliste kobaratega - need universumi varemed, mille vanus on üle 12 miljardi aasta.
Protogalaktikates oli palju väga massiivseid tähti. Vähem kui mõnekümne miljoni aasta jooksul plahvatas enamik neist. Need plahvatused rikastasid gaasipilvi raskete keemiliste elementidega. Seetõttu ei sündinud galaktikakettal selliseid tähti nagu halos - need sisaldasid sadu kordi rohkem metalle. Lisaks tekitasid need plahvatused võimsad galaktilised keerised, mis kuumutasid gaasi ja pühkisid selle protogalaktikatest välja. Gaasimassid ja tumeaine on eraldunud. See oli galaktikate tekke kõige olulisem etapp, mida pole varem üheski mudelis arvesse võetud.
Samal ajal põrkasid tumedad halod järjest enam kokku. Pealegi venisid protogalaktikad välja või lagunesid. Need katastroofid meenutavad tähteahelaid, mis on Linnutee oreoolis säilinud juba "noorpõlve" päevilt. Nende asukohta uurides on võimalik hinnata sellel ajastul aset leidnud sündmusi. Järk-järgult moodustus nendest tähtedest tohutu kera - halo, mida näeme. Jahtudes tungisid sinna sisse gaasipilved. Nende nurgeline impulss säilis, sest nad ei varisenud ühte punkti, vaid moodustasid pöörleva ketta. Kõik see juhtus üle 12 miljardi aasta tagasi. Gaas suruti nüüd kokku, nagu on kirjeldatud ELS-i mudelis.
Sel ajal moodustub ka Linnutee "kühm" - selle keskosa meenutab ellipsoidi. Bulge koosneb väga vanadest tähtedest. Tõenäoliselt tekkis see kõige pikemate gaasipilvi hoidvate protogalaktikate ühinemisel. Selle hulgas olid neutronitähed ja pisikesed mustad augud - plahvatavate supernoovade säilmed. Nad ühinesid üksteisega, neelates samal ajal gaasivood. Võib-olla tekkis nii tohutu must auk, mis asub nüüd meie Galaktika keskel.
Linnutee ajalugu on palju kaootilisem, kui seni arvati. Meie kosmiline standard, mis on muljetavaldav isegi kosmiliste standardite järgi, tekkis pärast mitut mõju ja ühinemist - pärast mitmeid kosmilisi katastroofe. Nende vanade sündmuste jälgi võib leida ka tänapäeval.
Nii näiteks ei pöörle kõik Linnutee tähed galaktilise keskme ümber. Tõenäoliselt neelas meie galaktika miljardite aastate jooksul alla paljud kaasreisijad. Iga kümnes täht galaktika halos on vähem kui 10 miljardit aastat vana. Selleks ajaks oli Linnutee juba välja kujunenud. Võib-olla on need kunagi tabatud kääbusgalaktikate jäänused. Grupp Briti astronoomiainstituudi (Cambridge) teadlasi Gerard Gilmouri juhtimisel arvutas, et Linnutee võib ilmselt neelata 40–60 Karini tüüpi kääbusgalaktikat.
Lisaks meelitab Linnutee tohutuid gaasikoguseid. Niisiis märkasid Hollandi astronoomid 1958. aastal halos palju väikseid laike. Tegelikult osutusid need gaasipilvedeks, mis koosnesid peamiselt vesiniku aatomitest ja tormasid galaktilise ketta poole.
Meie galaktika ei vähenda oma isu tulevikus. Võib-olla neelab see meile kõige lähemal olevad kääbusgalaktikad - Fornaxi, Karina ja tõenäoliselt ka Sextanid - ning sulanduvad seejärel Andromeda udukoguga. Linnutee ümber - see rahuldamatu "tähesööja" - muutub veelgi kõledamaks.
A. Volkov
