Спиральные рукава Млечного Пути

спиральные рукава Исследования космоса

То, что наш Млечный Путь является спиральной галактикой, хорошо известно. Все астрономы также согласны с тем, что мы живем в спиральной галактике с перемычкой. У которой эллиптическое, а не сферическое ядро.

Есть у нашей Галактики и так называемые «спиральные рукава». И сколько их, этих рукавов, наука до сих пор точно не знает! Согласитесь, это удивительно. Астрономы, которые заглянули на миллиарды световых лет в глубины Вселенной, не могут до конца выяснить структуру своей собственной галактики! Однако странного здесь ничего нет. Ведь Солнечная система встроена в галактический диск на расстоянии 27 700 световых лет от его центра. Поэтому строение Млечного Пути никак нельзя выяснить напрямую. Поскольку вся его структура скрыта от нас диском галактики. Но как же тогда это сделать?

Галактика Млечный Путь
Модель Млечного Пути с двумя основными спиральными рукавами, созданная на основе наблюдений инфракрасного телескопа Спитцер. Источник: НАСА.

Спиральные рукава Галактики

Первый шаг — выйти за пределы видимого света. Межзвездная пыль блокирует свет в видимой части электромагнитного спектра. И сильно ограничивает расстояния, на которые астрономы могут видеть в направлении центра нашей Галактики. К счастью, межзвездная среда почти прозрачна для радиоволн. И поскольку облака холодного водорода излучают именно на этих длинах волн, ученые смогли составить карту распределения в Галактике этого водорода. Безусловно самого распространенного элемента во Вселенной.

распределение водорода в Галактике
Спиральные рукава Млечного Пути по распределению нейтрального водорода, наблюдаемого в радиодиапазоне. Из открытых источников.

Спиральные рукава представляют собой волны плотности. То есть динамические возмущения межзвездной среды. Другими словами, рукава на самом деле не двигаются, а двигается материя в галактическом диске. При прохождении через рукава вещество сжимается, и его плотность увеличивается. И это выражается в более высокой скорости звездообразования. По этой причине рукава выделяются тем, что они являются областями внутри галактик, где рождается много звезд. Звездообразование — это своего рода цепная реакция. Умирая как сверхновые, молодые голубые звезды вызывают образование новых звездных скоплений. Где рождаются новые молодые звезды. И так далее.

Советуем почитать  Космические исследования - пустая трата денег?

Ультрафиолетовый свет голубых звезд-гигантов ионизирует межзвездную среду. Этот процесс создает красивые эмиссионные туманности, которые также помогают очертить положение спиральных рукавов.

спиральная галактика
Спиральные рукава галактики M51 (NGC 5194). Хорошо видны скопления молодых звезд и облака межзвездной пыли. Источники: NASA/STScI/AURA/N.Scoville/Caltech.

Именно поэтому изучение распределения молодых звезд является самым мощным инструментом для определения структуры спиральных рукавов нашей Галактики. Конечно, как мы уже говорили, астрономам в данном случае не удается работать в видимом диапазоне. Поэтому для решения этой задачи им приходится наблюдать Галактику в области спектра, соответствующей инфракрасному или микроволновому диапазону.

Картографирование галактик

Используя эти методы, астрономы десятилетиями составляют карты Галактики. Галактическое картографирование – дисциплина весьма трудоемкая. Однако к 1980-м годам исследователи определили, что у Млечного Пути есть три рукава. Это рукав Ориона, в котором находится наше Солнце, рукав Персея, находящийся дальше от нас относительно центра Галактики, и рукав Стрельца, находящийся ближе к галактическому центру. Позже, на максимальном удалении от ядра Галактики астрономы обнаружили признаки существования еще двух рукавов. Их назвали рукав Щит-Центавр и Внешний рукав.

Следующим вопросом стала попытка понять общую геометрию Галактики. Хотя астрономы и могут видеть сквозь галактический диск в инфракрасном или радиодиапазоне, они по-прежнему ограничены своим положением в пространстве. И, что очевидно, есть галактические регионы, которые в любом случае остаются практически скрытыми от наблюдений.

К тому же, иногда рукава галактик оборачиваются вокруг ядра несколько раз. Поэтому возникают вопросы. Например такой: является ли рукав Персея таким же, как рукав Стрельца? Или это на самом деле продолжение Внешнего рукава?

Но как будто подобных вопросов возникает недостаточно выясняется, что не все спиральные галактики имеют строго определенную структуру. В космосе есть галактики, такие как M51 или NGC 1300, с выступающими и четкими рукавами. А еще есть галактики, рукава которых рассеяны и полны маленьких перемычек. И это уже не говоря о спиральных галактиках, имеющих странные структуры, возникающие в результате встреч с другими галактиками. В качестве примера можно привести знаменитую галактику Андромеды (M31).

Советуем почитать  Может быть мегалодон все еще жив?

Так что же на самом деле представляет собой наша Галактика?

галактика в космосе
NGC 4414 имеет множество спиральных рукавов. Источник: NASA/STScI.

Запутанная история

Исследователи разделились на две группы: «два рукава» и «четыре рукава». Очевидно имея в виду количество спиральных рукавов, предлагаемых каждой стороной. Сторонники четырех рукавов находились сначала в большинстве. Однако в 2008 году наблюдения за звездами, производимые с помощью мощного инфракрасного космического телескопа НАСА «Спитцер», внезапно склонили чашу весов в пользу гипотезы двух рукавов.

В итоге двумя главными рукавами нашей Галактики были назначены хорошо известные рукав Персея и рукав Щит-Кентавр. Которые берут начало на концах центральной перемычки нашей Галактики. Остальные рукава признали второстепенными. Между двумя группами астрономов был достигнут консенсус. Ученые договорились, что локальные рукава на самом деле будут считаться продуктом эволюции основных рукавов.

Однако не все с этим согласились.

В 2013 году исследование распределения рассеянных скоплений, образованных молодыми звездами, и компактных областей холодного водорода вернуло Млечному Пути два недостающих рукава. И в итоге оказалось, что их все-таки четыре. Это Щит-Кентавр, Персей, Стрелец и Внешний рукава.

Итак, можно ли считать эту проблему решенной? Да нет же конечно. И это абсолютно точно. Очевидно, что новые наблюдения (да, телескоп имени Джеймса Уэбба, это мы про тебя) могут предоставить астрономам множество интересных данных. Которые в очередной раз создадут трещину во всех теоретических моделях.

Рассказать всей Вселенной!
Живой Космос
Добавить комментарий
  1. akun

    подобные статьи, ваши статьи очень интересные и наводящие на размышления