כמה כוכבים יש בגלקסיה שלנו. הגלקסיה שלנו היא שביל החלב

> > > כמה כוכבים יש בשביל החלב

כמה כוכבים יש בגלקסיית שביל החלב: כיצד לקבוע את הכמות, חקר טלסקופ האבל, מבנה גלקסיה ספירלית, שיטות תצפית.

אם יש לך הזדמנות להעריץ את השמים האפלים, אז אוסף כוכבים מדהים נפתח לפניך. מכל מקום, 2500 כוכבי שביל החלב זמינים לצפייה ללא שימוש בטכנולוגיה ו-5800-8000 אם מסתתרת משקפת או טלסקופ בהישג יד. אבל זה רק חלק קטן ממספרם. לכן, כמה כוכבים יש בגלקסיית שביל החלב?

מדענים מאמינים שמספר הכוכבים הכולל בשביל החלב נע בין 100-400 מיליארד, אם כי יש כאלה שמעלים את הסימן לטריליון. למה הבדלים כאלה? העובדה היא שיש לנו נוף מבפנים ויש מקומות נסתרים מאזור הראות של כדור הארץ.

מבנה גלקטי והשפעתו על מספר הכוכבים

נתחיל בעובדה שמערכת השמש ממוקמת בדיסק גלקטי מסוג ספירלה, באורך של 100,000 שנות אור. אנחנו במרחק 30,000 שנות אור מהמרכז. כלומר, יש פער עצום בינינו לבין הצד שכנגד.

ואז יש קושי נוסף של התבוננות. יש כוכבים בהירים יותר מאחרים ולפעמים האור שלהם עולה על השכנים. הכוכבים הרחוקים ביותר הנראים לעין בלתי מזוינת ממוקמים במרחק של 1000 שנות אור. שביל החלב מלא באורות מסנוורים, אבל רבים מהם מוסתרים מאחורי אובך של גז ואבק. העקבה המוארכת הזו היא שנקראת "חלבי".

כוכבים ב"אזור" הגלקטי שלנו פתוחים לתצפית. דמיינו שאתם במסיבה בחדר שבו כל האזור עמוס באנשים. אתם עומדים בפינה אחת ומתבקשים לציין את המספר המדויק של הנוכחים. אבל זה לא הכל. אחד האורחים מדליק את מכונת העשן, והחדר כולו מתמלא בערפל סמיך, חוסם את כל מי שנמצא יותר רחוק ממך. עכשיו ספרו!

שיטות להמחשת מספר הכוכבים

אבל אל תיבהל, כי תמיד יש פרצות. מצלמות אינפרא אדום מאפשרות לך לעבור דרך אבק ועשן. פרויקטים כאלה כוללים את טלסקופ שפיצר, COBE, WISE ומצפה החלל הגרמני.

כולם הופיעו בעשר השנים האחרונות כדי לחקור את החלל באורכי גל אינפרא אדום. זה עוזר למצוא כוכבים נסתרים. אבל זה לא מאפשר לך לראות הכל, אז מדענים נאלצים לבצע חישובים ולהעלות נתונים השערותיים. התצפיות מתחילות במסלולי כוכבים על הדיסק הגלקטי. הודות לכך, מהירות המסלול ותקופת הסיבוב (תנועה) של שביל החלב מחושבים.

מסקנות לגבי כמה כוכבים יש בשביל החלב

סיבוב אחד סביב המרכז הגלקטי של מערכת השמש לוקח 225-250 מיליון שנים. כלומר, מהירות הגלקסיה היא 600 קמ"ש.

לאחר מכן נקבעת המסה (הילת החומר האפל - 90%) ומחשבת המסה הממוצעת (חוקרים את המסות וסוגי הכוכבים). כתוצאה מכך, מתברר שההערכה הממוצעת של מספר הכוכבים בגלקסיית שביל החלב היא 200-400 מיליארד גרמי שמיים.

טכנולוגיה עתידית תאפשר למצוא כל כוכב. או שגשושיות יכולות להגיע למרחקים מדהימים ולצלם את הגלקסיה מ"צפון" - מעל המרכז. בינתיים, אנחנו יכולים להסתמך רק על חישובים מתמטיים.

גלקסי - שביל החלב

גלקסיה ספירלית מסוג Sbc, שבמרכזה קבוצת הכוכבים קשת

שביל החלב היא הגלקסיה המהווה את ביתה של מערכת השמש שלנו, יחד עם לפחות 200 מיליארד כוכבים אחרים (ההערכות האחרונות נתנו מספרים של כ-400 מיליארד כוכבים), וכוכבי הלכת שלהם, אלפי צבירים וערפיליות.
שביל החלב כולל כמעט את כל העצמים בקטלוג מסייר שאינם גלקסיות - אלו הם M54 מבית SagDEG ואולי M79. כל העצמים ממוקמים במסלול סביב מרכז שביל החלב - מרכז המסה המשותף שלהם, הנקרא מרכז הגלקסיה.
גלקסיית שביל החלב היא למעשה ישות ענקית, שכן מסתה היא כנראה בין 750 מיליארד לטריליון מסות שמש, וקוטרה הוא כ-100,000 שנות אור.
מחקרים אסטרונומיים רדיו של התפלגות המימן הראו ששביל החלב הוא גלקסיה ספירלית מסוג האבל מסוג Sb ו- Sc.
לפיכך, לגלקסיה שלנו יש מבנה דיסק-ספירלי כמרכיב בולט.

עוד על מבנה שביל החלב

גלקסיית שביל החלב שייכת לקבוצת הגלקסיות המקומית, המורכבת מ-3 גלקסיות גדולות ויותר מ-30 גלקסיות קטנות, והיא השנייה בגודלה (אחרי ערפילית אנדרומדה M31), אך אולי המסיבית ביותר.
M31, במרחק של כ-2.9 מיליון שנות אור, היא הגלקסיה המרכזית הקרובה ביותר להתקרב לשביל החלב.
אבל מספר גלקסיות קטנות קרובות הרבה יותר: גלקסיות ננסיות רבות מהקבוצה המקומית הן לוויינים של שביל החלב.

שני השכנים הקרובים ביותר, שהתגלו רק לאחרונה (2003), הם הגלקסיה הננסית הקרובה ביותר, כמעט שנהרסה, Canis Major, שהליבה שלה נמצא במרחק של 25,000 שנות אור וכ-45,000 שנות אור ממרכז הגלקסיה.
במקום השני נמצא SagDEG, במרחק של כ-88,000 שנות אור מאיתנו, וכ-50,000 שנות אור ממרכז הגלקסיה. שתי הגלקסיות הננסיות הללו מתקרבות כעת לגלקסיה שלנו. אחריהם עוקבים במרחקים מאיתנו הענן המגלן הגדול והקטן, ב-179,000 ו-210,000 שנות אור, בהתאמה.

הזרועות הספירליות של שביל החלב מכילות חומר בין-כוכבי, ערפיליות מפוזרות וכוכבים צעירים וצבירי כוכבים. בגלקסיה שלנו יש כנראה כ-200 צבירי כוכבים כדוריים (כדוריים), אבל אנחנו יודעים רק 150. צבירים כדוריים אלו מרוכזים מאוד סביב המרכז הגלקטי.

מערכת השמש שלנו ממוקמת בתוך החלק החיצוני של הגלקסיה, בתוך הדיסק, ורק 20 שנות אור "מעל" מישור הסימטריה המשווני (לכיוון הקוטב הצפוני הגלקטי) וכ-28,000 שנות אור ממרכז הגלקסיה. .
לפיכך, שביל החלב נתפס כרצועה זוהרת המשתרעת על פני כל השמים לאורך מישור הסימטריה הזה, הנקרא גם "קו המשווה הגלקטי". מרכזו נמצא בכיוון קבוצת הכוכבים קשת, אך קרוב מאוד לגבול קבוצות הכוכבים עקרב ואופיוצ'וס. מרחק של 28,000 שנות אור אושר לאחרונה (1997) על ידי נתונים מהלוויין האסטרונומי היפארקוס של ESA. מחקרים אחרים שפורסמו נותנים הערכה של כ-26,000 שנות אור.

נמצא בתוך הזרועות הספירליות הקטנות יותר הנקראות זרוע אוריון, הצביר הזה הוא רק קישור בין הזרועות הפנימיות והחיצוניות הבאות, המסיביות יותר של קשת ופרסאוס.
כמו גלקסיות אחרות, שביל החלב חווה סופרנובות במרווחים לא קבועים. אם המדיום הבין-כוכבי לא מוסתר אותם יותר מדי, הם יכולים להיראות, ונראו, כאפקטים מרהיבים מכדור הארץ. למרבה הצער, לא היו תצפיות כאלה מאז המצאת הטלסקופ (התצפית האחרונה בסופרנובה תועדה על ידי יוהנס קפלר ב-1604).

שלנו, יחד עם מערכת השמש כולה, סובב סביב המרכז הגלקטי במסלול כמעט מעגלי. אנו נעים במהירות של כ-250 קמ"ש, לוקח כ-220 מיליון שנה להשלים מהפכה אחת (כך הסתובבה מערכת השמש סביב מרכז הגלקסיה כ-20 עד 21 פעמים מאז היווצרותה - לפני 4.6 מיליארד שנים).

מכדור הארץ, שביל החלב נראה כפס קלוש ומטושטש של אור המשוטט בקבוצות הכוכבים. הוא נראה בהיר וצפוף יותר לכיוון קשת ועקרב, וחיוור ומפוזר יותר בקבוצות הכוכבים של פרסאוס ואנדרומדה. סביב המקום הזה או בתוכו מתרכזות קבוצות הכוכבים הבהירות ביותר.

רצועת כוכבים

אנו רואים רק חלק מהמישור של הגלקסיה שלנו. אם נסתכל על זה מזוויות שונות, נבחין בכוכבים הנמתחים במשך אלפי שנות אור ו"פזורים" כל כך בצפיפות שהם דומים לעננים.

גלילאו גליליי היה הראשון שהבין את הטבע האמיתי של שביל החלב. בשנת 1610 לערך, אחד הטלסקופים שיצר המדען אפשר לו לראות שהעננים הנוצצים הללו הם אינספור כוכבים.

עם זאת, על מנת להבין את מבנה הגלקסיה ולהבין היכן אנו נמצאים בו, נדרש הרבה יותר זמן. כיום אנו יודעים ששביל החלב הוא דיסק בקוטר של כ-100,000 שנות אור ובמרכזה בליטה אליפטית גדולה של כוכבים בעובי של כ-15,000 שנות אור ובעומק של כ-8,000 שנות אור.

גילוי שביל החלב

כבר ב-1755 הציע הפילוסוף הגרמני עמנואל קאנט שמערכת השמש שלנו היא חלק מגוף שטוח ענק של כוכבים מסתובבים המופיע כשביל החלב. אבל האדם הראשון שניסה למדוד את הגלקסיה היה ויליאם גרש, מגלה אורנוס. זה קרה בסביבות 1785. המפה של הרשל, שנערכה על בסיס ספירת מספר הכוכבים המרוכזים בחלקים שונים של השמים, מזכירה מעט ספירלה. רק בשנות העשרים של המאה הקודמת תיאר יעקבוס קפטיין בפירוט את שביל החלב, שהחל להידמות למערכת המוכרת לנו כיום. עם זאת, כבר בשנת 1900, האסטרונום ההולנדי החובב קורנליס איסטון הציע שהגלקסיה שלנו עשויה להידמות לערפיליות הספירליות הנראות לעתים קרובות בשמים.

בית הספירלה שלנו

הדיסק מורכב מכוכבים ומענני אבק וגז. כל אחד מהרכיבים הללו מסתובב במסלול משלו סביב המרכז. אולי נראה שכל כוכבי הספירלה מרוכזים בזרועותיה, אבל הרושם הזה מטעה: למעשה, הזרועות הן אזורים שבהם נוצרים כוכבים. לגלקסיה שלנו שתי זרועות עיקריות, הממוקמות משני צידיו של גשר ישר של כוכבים באורך 27,000 שנות אור העוברים בציר שלו. נכון לעכשיו, השמש נמצאת בקצה הפנימי של זרוע אוריון ומסתובבת סביב המרכז הגלקטי בתדירות של כ-225 מיליון שנים. עם זאת, מכיוון שהשמש נעה במהירות שונה ממהירות המבנה הספירלי כולו, מיקום האור שלנו משתנה במשך עשרות מיליוני שנים.

צבירי כוכבים כדוריים

מעל ומתחת לדיסק של הגלקסיה יש הילה מוארכת - אזור של צבירי כוכבים בודדים וכדורי כוכבים ססגוניים ענקיים של אלפים, אולי אפילו מיליוני כוכבים הממוקמים קרוב. צבירי כוכבים כדוריים אלה שונים מהצבירים הפתוחים הפחות צפופים של הדיסק הגלקטי. הכוכבים של צבירים כדוריים הם כוכבי אוכלוסיה II, וכך גם אלו שבמרכז הגלקטי - אלו הם כוכבים אדומים וצהובים עתיקים מאוד. ידועים יותר מ-150 צבירים כדוריים שמקיפים את המרכז.

מגוון כוכבים

כוכבים משתנים בגודלם, בהירותם ובצבעם, בהתאם למסה ולגיל שלהם. ככל שהכוכב מסיבי יותר, כך הברק שלו בהיר יותר והוא מנצל מהר יותר את הדלק שלו.

במשך כמעט כל תקופת קיומו של כוכב, טמפרטורת פני השטח שלו, בהירותו ומסה קשורים למה שנקרא. רצף ראשי: כוכבים קלים הם עמומים, קרים ואדומים, וכוכבים כבדים הם בהירים, חמים ולבנים-כחולים. השמש שלנו נמצאת איפשהו באמצע הרצף הראשי - היא לא בהירה במיוחד, היא מאופיינת במסה ממוצעת, הטמפרטורה של פני השטח הצהוב-אדום שלה היא כ-5500 K. לשמש יש גיל ממוצע של כ-10 מיליארד שנים .

END STAR

כשנגמר המימן בכוכבים בליבתם ומתחילים לשרוף דלקים אחרים, עוצמת הארה שלהם עולה, אך כשהם גדלים לגדלים עצומים, הם מתקררים. לקראת סוף חייהם, כוכבים הדומים לשמש שלנו, לאחר כמה מיליארדי שנים של היתוך תרמו-גרעיני, הופכים לענקים אדומים, וכוכבים על-מסיביים (בתחילת מחזור חייהם הם הרבה יותר חמים מהשמש) מסוגלים להפוך ל ענקים מכל צבע.

חייו של כוכב מסתיימים בפיצוץ: הוא זורק את השכבות החיצוניות והופך לערפילית פלנטרית זוהרת. אם הכוכב מסיבי מאוד, מתרחש פיצוץ סופרנובה. השרידים מתפוגגים בחלל שמסביב ומתערבבים עם ענני אבק וגז של הדיסק הגלקטי, והופכים לחלק מדורות חדשים של כוכבים. כל מה שנותר מהכוכב הוא הליבה, שמתכווצת והופכת לננס לבן שמתקרר באיטיות, כוכב נויטרונים מסתובב במהירות, או אחד מהעצמים המסתוריים ביותר - חור שחור.

בין הכוכבים

כוכבים ושרידיהם הם העצמים הנראים ביותר בגלקסיה, אך ביניהם יש גם גושים מסתחררים ענקיים של גז ואבק. אתה יכול לראות אותם רק כשהם מסתירים את אורם של עצמים רחוקים יותר, ויוצרים כתמים כהים בענני הכוכבים של שביל החלב. ניתן לראות גז בערפיליות בשתי דרכים. ערפילית ההשתקפות זורחת על ידי פיזור אור מכוכבים סמוכים. ערפילית פליטה זוהרת מעצמה - האטומים והמולקולות שלה סופגים אנרגיה (לעיתים קרובות קרינה אולטרה סגולה מכוכבים חמים צעירים סמוכים) ואז פולטים אותה בטווח מסוים.

הדיסק של שביל החלב נשלט על ידי כוכבים, גז ואבק. ככלל, הכוכבים שלו, כמו השמש, נמצאים באמצע מחזור חייהם ומפוזרים באופן שווה למדי בכל הדיסק. עם זאת, לאורך קצוות הזרועות הספירליות שלו, כוכבים מרוכזים ויוצרים צבירים פתוחים. הם נשלטים על ידי כוכבים בהירים, צעירים וקצרי מועד. נראה שגם הערפיליות המאירות שבהן נולדים כוכבים אלו מרוכזות בקרבת הספירלות, אם כי הרושם הזה מטעה – הגז והאבק של הערפיליות נמצאים בכל הדיסק, רק בגלל תהליך היווצרות הכוכבים וצבירים פתוחים, הם בולטים יותר ליד הזרועות.

אוכלוסיית כוכבים

הכוכבים באזור המרכזי של הגלקסיה שונים מאוד מכוכבי הדיסק, אך ההבדל החשוב ביותר הוא בהרכב הכימי המדויק שלהם. המבנה של כוכבי דיסק (כולל השמש) נשלט על ידי גזים קלים (מימן והליום), אך ישנן תערובות קטנות של יסודות כבדים יותר. יסודות אלו עוזרים להאיץ את ההיתוך הגרעיני בליבת הכוכב, מה שמוביל לעלייה בעוצמת הארה שלו. בניגוד לאוכלוסיית כוכבי I הקרובה אלינו ביותר, הכוכבים באזור המרכז (אוכלוסיה II) מכילים מעט מאוד מתכת, ולכן הם עמומים יותר, נשרפים לאט יותר, ובעיקר אדומים וצהובים.

מרכז כאוטי

קרוב יותר למרכז הגלקסיה נמצא אזור שנשלט על ידי כוכבים מיוחדים, ליתר דיוק, אוכלוסיה שלמה של כוכבים אדומים וצהובים ישנים, אוכלוסיה II. ואם לכוכבים בדיסק, ככלל, יש מסלולים מעגליים, אז אוכלוסיה II נעה לאורך מסלולים מוארכים יותר, אליפטיים עם זוויות נטייה שונות. בחלק מהמסלולים הללו, הכוכבים נעים למרחקים ניכרים מהמרכז.

הסופרפוזיציה של כל המסלולים הרבים הללו מובילה להיווצרות כדור כוכבי ענק, שבו המרחק בין כוכבים בודדים מחושב לא בשנות אור, אלא בימים צדדיים. במקרה זה, התנגשות כוכבים מתרחשת לעתים רחוקות ביותר. החלק המרכזי של שביל החלב דומה מאוד למה שנקרא גלקסיה אליפטית.

האזור הזה היה אפוף מסתורין כבר הרבה זמן, אבל הצעיף מתרומם בהדרגה, וחושף משהו ממש מוזר לעינינו.

כוכב הלכת כדור הארץ, מערכת השמש, מיליארדי כוכבים אחרים וגופים שמימיים - כל זה הוא גלקסיית שביל החלב שלנו - תצורה בין-גלקטית ענקית, שבה הכל מציית לחוקי הכבידה. נתונים לגבי הגודל האמיתי של הגלקסיה משוער בלבד. והדבר המעניין ביותר הוא שיש מאות תצורות כאלה, גדולות או קטנות יותר, ביקום, אולי אפילו אלפים.

גלקסיית שביל החלב וסביבתה

כל גרמי השמים, כולל כוכבי הלכת של שביל החלב, לוויינים, אסטרואידים, שביטים וכוכבים, נמצאים בתנועה מתמדת. נולדו במערבולת הקוסמית של המפץ הגדול, כל העצמים הללו נמצאים בדרך להתפתחותם. חלקם מבוגרים יותר, בעוד שאחרים בעליל צעירים יותר.

תצורת הכבידה מסתובבת סביב המרכז, בעוד החלקים הבודדים של הגלקסיה מסתובבים במהירויות שונות. אם במרכז מהירות הסיבוב של הדיסק הגלקטי היא מתונה למדי, אז בפריפריה פרמטר זה מגיע לערכים של 200-250 קמ"ש. באחד מהאזורים הללו, קרוב יותר למרכז הדיסק הגלקטי, נמצאת השמש. המרחק ממנה למרכז הגלקסיה הוא 25-28 אלף שנות אור. מהפכה שלמה סביב הציר המרכזי של היווצרות הכבידה של השמש ומערכת השמש עורכים 225-250 מיליון שנים. בהתאם לכך, בכל ההיסטוריה של קיומה, מערכת השמש עפה סביב המרכז רק 30 פעמים.

מקומה של הגלקסיה ביקום

יש לציין תכונה אחת בולטת. המיקום של השמש ובהתאם לכך, כדור הארץ נוח מאוד. בדיסק הגלקטי, תהליך הדחיסה מתרחש ללא הרף. מנגנון זה נגרם על ידי אי התאמה בין מהירות הסיבוב של ענפי הספירלה לבין תנועת הכוכבים הנעים בתוך הדיסק הגלקטי על פי החוקים שלהם. במהלך הדחיסה מתרחשים תהליכים אלימים, המלווים בקרינה אולטרה סגולה עוצמתית. השמש וכדור הארץ ממוקמים בנוחות במעגל קורוטציה שבו אין פעילות אלימה כזו: בין שני ענפים ספירליים על גבול זרועות שביל החלב - קשת ופרסאוס. זה גם מסביר את השקט שבו אנחנו נמצאים כל כך הרבה זמן. במשך יותר מ-4.5 מיליארד שנים לא הושפענו מאסון קוסמי.

מבנה גלקסיית שביל החלב

הדיסק הגלקטי אינו אחיד בהרכבו. כמו מערכות כבידה ספירליות אחרות, לשביל החלב יש שלושה אזורים נפרדים:

• הליבה, שנוצרה על ידי צביר כוכבים צפוף, המונה מיליארד כוכבים בגילאים שונים;
• הדיסק הגלקטי עצמו, שנוצר מצבירי כוכבים, גז כוכבים ואבק;
• קורונה, הילה כדורית - אזור בו נמצאים צבירים כדוריים, גלקסיות ננסיות, קבוצות בודדות של כוכבים, אבק קוסמי וגז.

ליד מישור הדיסק הגלקטי נמצאים כוכבים צעירים שנאספו בצבירים. צפיפות צבירי הכוכבים במרכז הדיסק גבוהה יותר. ליד המרכז, הצפיפות היא 10,000 כוכבים לכל פרסק מעוקב. באזור שבו ממוקמת מערכת השמש, צפיפות הכוכבים היא כבר 1-2 מאורות לכל 16 פרסקים מעוקבים. ככלל, גילם של גרמי השמים הללו הוא לא יותר מכמה מיליארדי שנים.

גז בין-כוכבי מרוכז גם סביב מישור הדיסק, כפוף לכוחות צנטריפוגליים. למרות מהירות הסיבוב הקבועה של זרועות הספירלה, הגז הבין-כוכבי מופץ בצורה לא אחידה, ויוצר אזורים גדולים וקטנים של עננים וערפיליות. עם זאת, חומר הבנייה הגלקטי העיקרי הוא החומר האפל. המסה שלו גוברת על המסה הכוללת של כל גרמי השמיים המרכיבים את גלקסיית שביל החלב.

אם מבנה הגלקסיה די ברור ושקוף בתרשים, אז במציאות זה כמעט בלתי אפשרי לשקול את האזורים המרכזיים של הדיסק הגלקטי. ענני גז ואבק והצטברויות של גז כוכבים מסתירים ממבטנו את האור ממרכז שביל החלב, בו חיה מפלצת חלל אמיתית - חור שחור סופר מסיבי. המסה של ענק הענק הזה היא בערך 4.3 מיליון M☉. ליד הענק העל יש חור שחור קטן יותר. משלימים את החברה הקודרת הזו מאות חורים שחורים ננסיים. החורים השחורים של שביל החלב הם לא רק אוכלים של חומר כוכבים, אלא גם משמשים כבית חולים ליולדות, ומשליך לחלל גושים ענקיים של פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים. מהם נוצר מימן אטומי - הדלק העיקרי של שבט הכוכבים.

מגשר - הבר ממוקם באזור גרעין הגלקסיה. אורכו 27 אלף שנות אור. כוכבים ישנים שולטים כאן, ענקים אדומים, שחומר הכוכבים שלהם מזין חורים שחורים. באזור זה מרוכז החלק העיקרי של המימן המולקולרי, שהוא חומר הבניין העיקרי של תהליך היווצרות הכוכבים.

מבחינה גיאומטרית, מבנה הגלקסיה נראה די פשוט. כל זרוע ספירלית, ויש ארבע כאלה בשביל החלב, מקורה בטבעת גז. השרוולים מתפצלים בזווית של 20⁰. בגבולות החיצוניים של הדיסק הגלקטי, היסוד העיקרי הוא מימן אטומי, המתפשט ממרכז הגלקסיה לפריפריה. עובי שכבת המימן בפאתי שביל החלב רחב הרבה יותר מאשר במרכזה, בעוד שצפיפותה נמוכה ביותר. הנדירות של שכבת המימן מתאפשרת על ידי השפעתן של גלקסיות ננסיות, שעוקבות באופן בלתי נפרד מהגלקסיה שלנו במשך עשרות מיליארדי שנים.

מודלים תיאורטיים של הגלקסיה שלנו

אפילו אסטרונומים עתיקים ניסו להוכיח שהרצועה הנראית בשמים היא חלק מדיסקת כוכבים ענקית המסתובבת סביב מרכזה. הצהרה זו הוקלה על ידי החישובים המתמטיים המתמשכים. אפשר היה לקבל מושג על הגלקסיה שלנו רק אלפי שנים מאוחר יותר, כאשר שיטות אינסטרומנטליות של חקר החלל הגיעו לעזרת המדע. פריצת דרך בחקר טבעו של שביל החלב הייתה עבודתו של האנגלי ויליאם הרשל. בשנת 1700, הוא הצליח להוכיח בניסוי שלגלקסיה שלנו יש צורה של דיסק.

כבר בתקופתנו המחקר קיבל תפנית אחרת. מדענים הסתמכו על השוואת תנועת הכוכבים, שביניהם היה מרחק שונה. בשיטת הפרלקסה הצליח יעקב קפטין לקבוע באופן גס את קוטר הגלקסיה, שלפי חישוביו הוא 60-70 אלף שנות אור. בהתאם לכך נקבע מקומה של השמש. התברר שהיא ממוקמת רחוק יחסית ממרכזה המשתולל של הגלקסיה ובמרחק הגון מהפריפריה של שביל החלב.

התיאוריה הבסיסית של קיומן של גלקסיות היא התיאוריה של האסטרופיזיקאי האמריקני אדווין האבל. הוא הבעלים של הרעיון לסווג את כל תצורות הכבידה, לחלק אותן לגלקסיות אליפטיות ותצורות מסוג ספירלה. הגלקסיות הספירליות האחרונות מייצגות את הקבוצה הנרחבת ביותר, הכוללת תצורות בגדלים שונים. הגדולה מבין הגלקסיות הספירליות שהתגלו לאחרונה היא NGC 6872, שקוטרה עולה על 552 אלף שנות אור.

עתיד ותחזיות צפויים

גלקסיית שביל החלב נראית כמו תצורת כבידה קומפקטית ומסודרת. שלא כמו השכנים שלנו, הבית הבין-גלקטי שלנו די רגוע. חורים שחורים משפיעים באופן שיטתי על הדיסק הגלקטי ומקטינים את גודלה. תהליך זה נמשך כבר עשרות מיליארדי שנים, ולא ידוע כמה זמן הוא יימשך. האיום היחיד התלוי מעל הגלקסיה שלנו מגיע מהשכנה הקרובה ביותר. גלקסיית אנדרומדה מתקרבת אלינו במהירות. מדענים מציעים שהתנגשות של שתי מערכות כבידה עשויה להתרחש בעוד 4.5 מיליארד שנים.

מפגש-מיזוג כזה פירושו סוף העולם בו חיינו בעבר. שביל החלב, שהוא קטן יותר, ייבלע על ידי התצורה הגדולה יותר. במקום שתי תצורות ספירלות גדולות, תופיע גלקסיה אליפטית חדשה ביקום. עד לאותו זמן, הגלקסיה שלנו תוכל להתמודד עם הלוויינים שלה. שתי גלקסיות ננסיות - הענן המגלן הגדול והקטן - ייבלעו על ידי שביל החלב בעוד 4 מיליארד שנים.

אם יש לכם שאלות כלשהן - השאירו אותן בתגובות מתחת למאמר. אנחנו או המבקרים שלנו נשמח לענות להם.

הקוסמוס שאנו מנסים לחקור הוא מרחב עצום וחסר גבולות שבו יש עשרות, מאות, אלפי טריליוני כוכבים המאוחדים בקבוצות מסוימות. כדור הארץ שלנו לא חי בפני עצמו. אנחנו חלק ממערכת השמש, שהיא חלקיק קטן וחלק משביל החלב – ישות קוסמית גדולה יותר.

כדור הארץ שלנו, כמו כוכבי לכת אחרים של שביל החלב, הכוכב שלנו בשם השמש, כמו כוכבים אחרים של שביל החלב, נעים ביקום בסדר מסוים ותופסים את המקומות המוקצים. בואו ננסה להבין ביתר פירוט מהו המבנה של שביל החלב, ומהן התכונות העיקריות של הגלקסיה שלנו?

מקור שביל החלב

לגלקסיה שלנו יש היסטוריה משלה, כמו אזורים אחרים בחלל החיצון, והיא תוצר של קטסטרופה בקנה מידה אוניברסלי. התיאוריה העיקרית של מקור היקום השולטת בקהילה המדעית כיום היא המפץ הגדול. המודל המאפיין בצורה מושלמת את תיאוריית המפץ הגדול הוא תגובת השרשרת הגרעינית ברמה המיקרוסקופית. בתחילה, היה סוג של חומר, שמסיבות מסוימות, בן רגע התניע והתפוצץ. לא כדאי לדבר על התנאים שהובילו להופעת התגובה הנפיצה. זה רחוק מההבנה שלנו. היקום שנוצר כעת לפני 15 מיליארד שנים כתוצאה מאסון, היקום הוא מצולע עצום, אינסופי.

התוצרים העיקריים של הפיצוץ היו בתחילה הצטברויות וענני גז. מאוחר יותר, בהשפעת כוחות הכבידה ותהליכים פיזיקליים אחרים, התרחשה היווצרותם של עצמים גדולים יותר בקנה מידה אוניברסלי. הכל קרה מהר מאוד בסטנדרטים קוסמיים, במשך מיליארדי שנים. תחילה הייתה היווצרותם של כוכבים, שיצרו צבירים ולאחר מכן התאחדו לגלקסיות, שמספרן המדויק אינו ידוע. בהרכבו, החומר הגלקטי הוא אטומי מימן והליום בחברת יסודות אחרים, שהם חומר הבניין להיווצרות כוכבים וחפצי חלל אחרים.

לא ניתן לומר היכן בדיוק ביקום נמצא שביל החלב, שכן מרכז היקום אינו ידוע בדיוק.

בשל הדמיון של התהליכים שיצרו את היקום, הגלקסיה שלנו דומה מאוד במבנה שלה לרבים אחרים. לפי סוגה, מדובר בגלקסיה ספירלית טיפוסית, סוג של עצמים הנפוץ ביקום במגוון עצום. מבחינת גודל, הגלקסיה נמצאת באמצעי הזהב - לא קטנה ולא ענקית. לגלקסיה שלנו יש הרבה יותר שכנים קטנים יותר בבית כוכבים מאלה שהם עצומים בגודלם.

הגיל של כל הגלקסיות הקיימות בחלל החיצון זהה. הגלקסיה שלנו כמעט באותו גיל כמו היקום וגילה 14.5 מיליארד שנים. במהלך פרק הזמן העצום הזה, מבנה שביל החלב השתנה שוב ושוב, וזה קורה היום, רק באופן בלתי מורגש, בהשוואה לקצב החיים הארציים.

ההיסטוריה עם שם הגלקסיה שלנו מוזרה. מדענים מאמינים כי השם שביל החלב הוא אגדי. זהו ניסיון לחבר את מיקומם של הכוכבים בשמיים שלנו עם המיתוס היווני העתיק על אבי האלים קרונוס, שטרף את ילדיו שלו. הילד האחרון, שעמד בפני אותו גורל עצוב, התגלה כרזה וניתן לאחות לפיטום. במהלך האכלה נפלו ניתזי חלב לשמים ובכך נוצר שביל חלב. לאחר מכן, מדענים ואסטרונומים מכל הזמנים והעמים הסכימו שהגלקסיה שלנו באמת דומה מאוד לדרך חלבית.

שביל החלב נמצא כעת באמצע מחזור הפיתוח שלו. במילים אחרות, גז וחומר קוסמיים להיווצרות כוכבים חדשים מגיעים לקיצו. הכוכבים הקיימים עדיין צעירים למדי. כמו בסיפור עם השמש, שעשוי להפוך לענק אדום בעוד 6-7 מיליארד שנים, צאצאינו יצפו בהפיכת כוכבים אחרים ואת הגלקסיה כולה לרצף האדום.

הגלקסיה שלנו עשויה להפסיק להתקיים גם כתוצאה מאסון אוניברסלי נוסף. נושאי המחקר בשנים האחרונות מתמקדים במפגש הקרוב של שביל החלב עם שכנתנו הקרובה, גלקסיית אנדרומדה. סביר להניח ששביל החלב, לאחר מפגש עם גלקסיית אנדרומדה, יתפרק למספר גלקסיות קטנות. בכל מקרה, זו תהיה הסיבה להופעת כוכבים חדשים ולשחזור החלל הקרוב אלינו. נותר רק לנחש מה גורל היקום והגלקסיה שלנו בעתיד הרחוק.

פרמטרים אסטרופיזיים של שביל החלב

כדי לדמיין איך נראה שביל החלב בקנה מידה של החלל, מספיק להסתכל על היקום עצמו ולהשוות את חלקיו הבודדים. הגלקסיה שלנו היא חלק מתת-קבוצה, שבתורה היא חלק מהקבוצה המקומית, ישות גדולה יותר. כאן מטרופולין החלל שלנו צמוד לגלקסיות אנדרומדה ומשולש. מסביב לשילוש יש יותר מ-40 גלקסיות קטנות. הקבוצה המקומית היא כבר חלק ממערך גדול עוד יותר והיא חלק מצביר העל בתולה. יש הטוענים שאלו רק ניחושים גסים לגבי היכן נמצאת הגלקסיה שלנו. קנה המידה של התצורות הוא כל כך עצום שכמעט בלתי אפשרי לדמיין את כל זה. כיום אנו יודעים את המרחק לגלקסיות השכנות הקרובות ביותר. חפצי שמיים עמוקים אחרים אינם מהעין. רק מבחינה תיאורטית ומתמטית מותר קיומם.

מיקומה של הגלקסיה נודע רק הודות לחישובים משוערים שקבעו את המרחק לשכנים הקרובים ביותר. הלוויינים של שביל החלב הם גלקסיות ננסיות - העננים המגלן הקטן והגדול. בסך הכל, על פי מדענים, יש עד 14 גלקסיות לווייניות המרכיבות את הליווי של המרכבה האוניברסלית הנקראת שביל החלב.

באשר לעולם הנצפה, כיום יש מספיק מידע על איך נראית הגלקסיה שלנו. המודל הקיים, ואיתו מפת שביל החלב, הורכב על בסיס חישובים מתמטיים שהתקבלו מתצפיות אסטרופיזיקליות. כל גוף קוסמי או שבר של הגלקסיה תופסים את מקומו. זה כמו היקום, רק בקנה מידה קטן יותר. הפרמטרים האסטרופיזיים של מטרופולין החלל שלנו מעניינים, והם מרשימים.

הגלקסיה שלנו היא גלקסיה מסוג ספירלה עם פס, אשר במפות כוכבים מסומן על ידי האינדקס SBbc. קוטר הדיסק הגלקטי של שביל החלב הוא כ-50-90 אלף שנות אור או 30 אלף פרסקים. לשם השוואה, הרדיוס של גלקסיית אנדרומדה הוא 110 אלף שנות אור בקנה מידה של היקום. אפשר רק לדמיין כמה גדול יותר שביל החלב הוא שכן שלנו. מימדי הגלקסיות הננסיות הקרובות ביותר לשביל החלב קטנות פי עשרה מהפרמטרים של הגלקסיה שלנו. לעננים מגלן קוטר של 7-10 אלף שנות אור בלבד. במחזור הכוכבים העצום הזה, ישנם כ-200-400 מיליארד כוכבים. כוכבים אלה נאספים בצברים וערפיליות. חלק נכבד ממנו הוא זרועות שביל החלב, שבאחת מהן נמצאת מערכת השמש שלנו.

כל השאר הוא חומר אפל, ענני גז קוסמי ובועות שממלאות את החלל הבין-כוכבי. ככל שקרוב יותר למרכז הגלקסיה, יותר כוכבים, כך החלל הופך צפוף יותר. השמש שלנו ממוקמת באזור של חלל, המורכב מחפצי חלל קטנים יותר הממוקמים במרחק ניכר זה מזה.

המסה של שביל החלב היא 6x1042 ק"ג, שהם פי טריליוני המסה של השמש שלנו. כמעט כל הכוכבים המאכלסים את ארצנו הכוכבית ממוקמים במישור של דיסקה אחת, שעוביה, לפי הערכות שונות, הוא 1000 שנות אור. לא ניתן לדעת את המסה המדויקת של הגלקסיה שלנו, שכן רוב ספקטרום הכוכבים הנראה מוסתר מאיתנו על ידי זרועות שביל החלב. בנוסף, מסת החומר האפל שתופסת מרחבים בין-כוכביים עצומים אינה ידועה.

המרחק מהשמש למרכז הגלקסיה שלנו הוא 27 אלף שנות אור. בהיותה בפריפריה היחסית, השמש נעה במהירות סביב מרכז הגלקסיה, ועושה מהפכה שלמה ב-240 מיליון שנה.

מרכז הגלקסיה הוא בקוטר של 1000 פרסקים והוא מורכב מליבה עם רצף מעניין. למרכז הליבה יש צורה של בליטה, שבה מרוכזים הכוכבים הגדולים ביותר וצביר גזים חמים. אזור זה הוא שמשחרר כמות עצומה של אנרגיה, אשר במצטבר היא יותר ממיליארדי הכוכבים המרכיבים את הגלקסיה מקרינים. חלק זה של הליבה הוא החלק הפעיל והבהיר ביותר של הגלקסיה. לאורך קצוות הליבה יש מגשר, שהוא ההתחלה של זרועות הגלקסיה שלנו. גשר כזה נוצר כתוצאה מכוח הכבידה העצום הנגרם מהסיבוב המהיר של הגלקסיה עצמה.

בהתחשב בחלק המרכזי של הגלקסיה, העובדה הבאה נראית פרדוקסלית. מדענים במשך זמן רב לא יכלו להבין מה נמצא במרכז שביל החלב. מסתבר שבמרכזה של מדינה זרועת כוכבים בשם שביל החלב, התמקם חור שחור סופר מסיבי, שקוטרו כ-140 ק"מ. שם הולכת רוב האנרגיה שמשחררת ליבת הגלקסיה, בתהום חסרת התחתית הזו הכוכבים מתמוססים ומתים. נוכחותו של חור שחור במרכז שביל החלב מצביעה על כך שכל תהליכי היווצרות ביקום חייבים יום אחד להסתיים. החומר יהפוך לאנטי-חומר והכל יחזור על עצמו שוב. איך המפלצת הזו תתנהג בעוד מיליוני ומיליארדי שנים, התהום השחורה שותקת, מה שמעיד על כך שתהליכי הקליטה של ​​החומר רק תופסים תאוצה.

שתי זרועות עיקריות של הגלקסיה משתרעות מהמרכז - מגן הקנטאור ופרסאוס. תצורות מבניות אלו נקראו על שם קבוצות הכוכבים הממוקמות בשמים. בנוסף לזרועות הראשיות, הגלקסיה מוקפת ב-5 זרועות קטנות נוספות.

עתיד קרוב ורחוק

הזרועות, שנולדו מליבת שביל החלב, מתפתלות החוצה, ממלאות את החלל החיצון בכוכבים ובחומר קוסמי. מתאימה כאן אנלוגיה לגופים קוסמיים שמסתובבים סביב השמש במערכת הכוכבים שלנו. מסה עצומה של כוכבים, גדולים וקטנים, צבירים וערפיליות, עצמים קוסמיים בגדלים ובטבע שונים, מסתובבת על קרוסלה ענקית. כולם יוצרים תמונה נפלאה של שמים זרועי כוכבים, שאדם מתבונן בהם במשך יותר מאלף שנה. כאשר לומדים את הגלקסיה שלנו, כדאי לדעת שהכוכבים בגלקסיה חיים על פי החוקים שלהם, בהיותם באחת מזרועות הגלקסיה היום, מחר הם יתחילו את מסעם בכיוון השני, עוזבים זרוע אחת ועפים לזרוע אחרת. .

כדור הארץ בגלקסיית שביל החלב רחוק מלהיות כוכב הלכת היחיד המתאים לחיים. זהו רק חלקיק אבק, בגודל של אטום, שאבד בעולם הכוכבים העצום של הגלקסיה שלנו. יכול להיות מספר עצום של כוכבי לכת כאלה הדומים לכדור הארץ בגלקסיה. די לדמיין את מספר הכוכבים שיש להם איכשהו מערכות פלנטריות כוכביות משלהם. חיים אחרים עשויים להיות רחוקים, ממש בקצה הגלקסיה, במרחק של עשרות אלפי שנות אור, או להיפך, להיות נוכחים באזורים שכנים המוסתרים מאיתנו על ידי זרועות שביל החלב.