Astronomové říkají, že pouhým okem může člověk vidět asi 4,5 tisíce hvězd. A to i přesto, že se našim očím odkryje jen malá část jednoho z nejúžasnějších a neidentifikovatelných snímků světa: jen v Galaxii Mléčná dráha je více než dvě stě miliard nebeských těles (vědci mají možnost pozorovat jen dvě miliardy).
Mléčná dráha je spirální galaxie s příčkou, která představuje obrovský gravitačně vázaný hvězdný systém ve vesmíru. Spolu se sousedními galaxiemi Andromeda a Triangulum a více než čtyřiceti trpasličími satelitními galaxiemi je součástí Superkupy v Panně.
Stáří Mléčné dráhy přesahuje 13 miliard let a za tuto dobu v ní vzniklo 200 až 400 miliard hvězd a souhvězdí více než tisíc obrovských plynových mračen, kup a mlhovin.
Když se podíváte na mapu vesmíru, můžete vidět, že je na ní zobrazena Mléčná dráha ve formě disku o průměru 30 tisíc parseků (1 parsek se rovná 3,086 * 10 až 13 mocnině kilometrů) a průměrnou tloušťkou asi tisíc světelných let (za jeden světelný rok téměř 10 bilionů kilometrů).
Pro astronomy je obtížné přesně odpovědět, kolik Galaxie váží, protože většina hmotnosti není obsažena v souhvězdích, jak se dříve myslelo, ale v temné hmotě, která nevyzařuje ani neinteraguje s elektromagnetickým zářením. Podle velmi hrubých výpočtů se hmotnost Galaxie pohybuje od 5*10 11 do 3*10 12 hmotností Slunce.
Stejně jako všechna nebeská tělesa se i Mléčná dráha otáčí kolem své osy a pohybuje se kolem vesmíru. Je třeba vzít v úvahu, že při pohybu se galaxie ve vesmíru neustále navzájem srážejí a ta, která má větší velikosti, pohlcuje menší, ale pokud se jejich velikosti shodují, po srážce začíná aktivní tvorba hvězd.
Pokud jde o pohyb kolem své osy, Mléčná dráha se v prostoru pohybuje nerovnoměrně a dokonce chaoticky, protože každá hvězdná soustava, mrak nebo mlhovina, která se v ní nachází, má svou vlastní rychlost a oběžné dráhy různých typů a tvarů.
Když se pozorně podíváte na mapu vesmíru, můžete vidět, že Mléčná dráha je v rovině velmi stlačená a vypadá jako „létající talíř“ (Sluneční soustava se nachází téměř na samém okraji hvězdného systému). Galaxie Mléčná dráha se skládá z jádra, příčky, disku, spirálních ramen a koruny.
Jádro se nachází v souhvězdí Střelce, kde se nachází zdroj netepelného záření, jehož teplota je asi deset milionů stupňů – jev charakteristický pouze pro jádra galaxií. Ve středu jádra je kondenzace – vyboulenina, sestávající z velkého množství starých hvězd pohybujících se po protáhlé dráze, z nichž mnohé jsou na konci svého životního cyklu.
Před časem zde tedy američtí astronomové objevili oblast o rozměrech 12 x 12 parseků, skládající se z mrtvých a umírajících souhvězdí.
V samém středu jádra se nachází supermasivní černá díra (oblast ve vesmíru, která má tak silnou gravitaci, že ji nedokáže opustit ani světlo), kolem které rotuje menší černá díra. Společně mají tak silný gravitační vliv na blízké hvězdy a souhvězdí, že se pohybují po trajektoriích neobvyklých pro nebeská tělesa ve vesmíru.
Také střed Mléčné dráhy se vyznačuje extrémně silnou koncentrací hvězd, jejichž vzdálenost je několik set krát menší než na periferii. Rychlost pohybu většiny z nich je absolutně nezávislá na tom, jak daleko jsou od jádra, a proto se průměrná rychlost rotace pohybuje od 210 do 250 km/s.
Most o velikosti 27 tisíc světelných let protíná centrální část Galaxie pod úhlem 44 stupňů ke konvenční linii mezi Sluncem a jádrem Mléčné dráhy. Skládá se převážně ze starých červených hvězd (asi 22 milionů) a je obklopena prstencem plynu, který obsahuje většinu molekulárního vodíku, a je proto oblastí, kde se hvězdy tvoří v největším počtu. Podle jedné teorie k takové aktivní tvorbě hvězd v mostě dochází díky tomu, že skrz něj prochází plyn, ze kterého se rodí souhvězdí.
Mléčná dráha je disk sestávající ze souhvězdí, plynových mlhovin a prachu (jeho průměr je asi 100 tisíc světelných let s tloušťkou několika tisíc). Disk se otáčí mnohem rychleji než koróna, která se nachází na okrajích Galaxie, přičemž rychlost rotace v různých vzdálenostech od jádra je nestejná a chaotická (kolísá od nuly v jádře do 250 km/h ve vzdálenosti 2 tisíc světelných let od něj).
Plynová mračna, stejně jako mladé hvězdy a souhvězdí, jsou soustředěny v blízkosti roviny disku.
Spirálové rukávy
Koruna
Koróna Mléčné dráhy se jeví jako sférické halo, které sahá pět až deset světelných let za Galaxii. Koróna se skládá z kulových hvězdokup, souhvězdí, jednotlivých hvězd (většinou starých a málo hmotných), trpasličích galaxií a horkého plynu. Všechny se pohybují kolem jádra po protáhlých drahách, přičemž rotace některých hvězd je tak náhodná, že i rychlost blízkých hvězd se může výrazně lišit, takže koróna rotuje extrémně pomalu.
hvězdný prostor
Mapa Mléčné dráhy ukazuje, že naše Slunce se nachází téměř na disku Galaxie, na jejím samém okraji, a jeho vzdálenost od jádra je 26-28 tisíc světelných let. Vzhledem k tomu, že se Slunce pohybuje rychlostí asi 240 km/h, potřebuje k uskutečnění jedné otáčky asi 200 milionů let (za celou dobu své existence naše hvězda neobletěla Galaxii třicetkrát).
Zajímavostí je, že naše planeta se nachází v korotačním kruhu – místě, kde se rychlost rotace hvězd shoduje s rychlostí rotace ramen, takže hvězdy tato ramena nikdy neopouštějí ani do nich nevstupují. Tento kruh se vyznačuje vysokou úrovní záření, proto se má za to, že život může vzniknout pouze na planetách, v jejichž blízkosti je velmi málo hvězd.
Tento fakt platí i pro naši Zemi. Vzhledem k tomu, že je na periferii, nachází se na poměrně klidném místě v Galaxii, a proto několik miliard let téměř nepodléhal globálním kataklyzmatům, na které je vesmír tak bohatý. Možná je to jeden z hlavních důvodů, proč mohl život na naší planetě vzniknout a přežít.
Sluneční soustava je ponořena do obrovské hvězdné soustavy – Galaxie, čítající stovky miliard hvězd velmi různé svítivosti a barvy (Hvězdy v sekci: „Život hvězd“). Vlastnosti různých typů hvězd v Galaxii jsou astronomům poměrně dobře známé. Našimi sousedy nejsou jen typické hvězdy a jiné nebeské objekty, ale spíše zástupci nejpočetnějších „kmenů“ Galaxie. V současnosti jsou studovány všechny nebo téměř všechny hvězdy v okolí Slunce, s výjimkou velmi trpasličích, které vyzařují velmi málo světla. Většina z nich jsou velmi slabí červení trpaslíci - jejich hmotnosti jsou 3-10krát menší než hmotnost Slunce. Hvězdy podobné Slunci jsou velmi vzácné, pouze 6 % z nich. Mnoho našich sousedů (72 %) je seskupeno do více systémů, kde jsou komponenty navzájem spojeny gravitačními silami. Která ze stovek blízkých hvězd si může nárokovat titul nejbližšího souseda Slunce? Nyní je považován za součást slavného trojitého systému Alpha Centauri - slabého červeného trpaslíka Proxima. Vzdálenost k proximě je 1,31 ks, světlo z ní k nám doputuje za 4,2 roku. Statistiky cirkumsolární populace poskytují pohled na vývoj galaktického disku a galaxie jako celku. Například rozložení svítivosti hvězd slunečního typu ukazuje, že stáří disku je 10-13 miliard let.
V 17. století, po vynálezu dalekohledu, si vědci poprvé uvědomili, jak velký je počet hvězd ve vesmíru. V roce 1755 navrhl německý filozof a přírodovědec Immanuel Kant, že hvězdy tvoří ve vesmíru skupiny, stejně jako planety tvoří sluneční soustavu. Tyto skupiny nazval „hvězdné ostrovy“. Podle Kanta je jedním z těchto nesčetných ostrovů Mléčná dráha – grandiózní shluk hvězd, viditelný na obloze jako světlý, mlžný pruh. Ve staré řečtině slovo „galaktikos“ znamená „mléčná“, proto se Mléčná dráha a podobné hvězdné soustavy nazývají galaxie.
Na základě výsledků svých výpočtů se Herschel pokusil určit velikost a vytvořil jakýsi tlustý disk: v rovině Mléčné dráhy se rozprostírá do vzdálenosti ne více než 850 jednotek a v kolmém směru - 200 jednotek. , pokud vezmeme vzdálenost k Siriusovi jako jednu. Podle moderního měřítka vzdálenosti to odpovídá 7300X1700 světelným rokům. Tento odhad obecně správně odráží strukturu Mléčné dráhy, i když je velmi nepřesný. Faktem je, že kromě hvězd obsahuje disk Galaxie také četná plynová a prachová mračna, která oslabují světlo vzdálených hvězd. První průzkumníci Galaxie o této absorbující látce nevěděli a věřili, že vidí všechny její hvězdy.
Skutečná velikost Galaxie byla stanovena až ve 20. století. Ukázalo se, že jde o mnohem plošší útvar, než se dosud myslelo. Průměr galaktického disku přesahuje 100 tisíc světelných let a tloušťka je asi 1000 světelných let. Vzhledem k tomu, že se Sluneční soustava nachází prakticky v rovině Galaxie, vyplněná pohlcující hmotou, je mnoho detailů struktury Mléčné dráhy skryto pohledu pozemského pozorovatele. Lze je však studovat na příkladu jiných galaxií podobných Shashe. Takže ve 40. století německý astronom Walter Baade při pozorování galaxie M 31, známější jako mlhovina v Andromedě, zaznamenal, že plochý čočkovitý disk této obrovské galaxie je ponořen do řidšího kulovitého hvězdného mračna – halo. Protože je mlhovina velmi podobná naší Galaxii, navrhl, že podobnou strukturu má i Mléčná dráha. Hvězdy na galaktickém disku se nazývaly populační typ I a halo hvězdy se nazývaly populační typ II.
Jak ukazuje moderní výzkum, oba typy hvězdných populací se liší nejen svou prostorovou polohou, ale také povahou pohybu a také chemickým složením. Tyto znaky jsou spojeny především s odlišným původem disku a kulové složky.
Struktura galaxie: Halo
Hranice naší Galaxie jsou určeny velikostí halo. Poloměr halo je výrazně větší než velikost disku a podle některých údajů dosahuje několika set tisíc světelných let. Střed symetrie halo Mléčné dráhy se shoduje se středem galaktického disku. Halo se skládá hlavně z velmi starých, matných, málo hmotných hvězd. Vyskytují se jednotlivě i v kulových hvězdokupách, které mohou obsahovat více než milion hvězd. Stáří populace kulovité složky Galaxie přesahuje 12 miliard let. Obvykle se to považuje za věk samotné Galaxie. Charakteristickým znakem halo hvězd je extrémně malý podíl těžkých chemických prvků v nich. Hvězdy, které tvoří kulové hvězdokupy, obsahují stokrát méně kovu než Slunce.
Hvězdy sférické složky jsou soustředěny směrem ke středu Galaxie. Centrální, nejhustší část hala v rozmezí několika tisíc světelných let od středu Galaxie se nazývá „boule“ („zahuštění“). Hvězdy a halo hvězdokupy se pohybují kolem středu Galaxie po velmi protáhlých drahách. Protože jednotlivé hvězdy rotují téměř náhodně, halo jako celek se otáčí velmi pomalu.
Struktura galaxie: Disk
Ve srovnání se svatozářem se disk otáčí znatelně rychleji. Rychlost jeho rotace není v různých vzdálenostech od středu stejná. Rychle se zvyšuje z nuly ve středu na 200-240 km/s ve vzdálenosti 2 tisíc světelných let od něj, pak poněkud klesá, opět se zvyšuje na přibližně stejnou hodnotu a pak zůstává téměř konstantní. Studium charakteristik rotace disku umožnilo odhadnout jeho hmotnost. Ukázalo se, že je 150 miliardkrát větší než hmotnost Slunce. Populace disku je velmi odlišná od populace halo. V blízkosti roviny disku jsou soustředěny mladé hvězdy a hvězdokupy, jejichž stáří nepřesahuje několik miliard let. Tvoří tzv. plochou složku. Je mezi nimi spousta jasných a žhavých hvězd.
Plyn v disku Galaxie je také soustředěn hlavně v blízkosti její roviny. Nachází se nerovnoměrně a tvoří četná plynová mračna – obří superoblaka, heterogenní struktury, rozprostírající se několik tisíc světelných let na malá oblaka o velikosti nepřesahující parsek. Hlavním chemickým prvkem v naší Galaxii je vodík. Přibližně 1/4 z něj tvoří helium. Ve srovnání s těmito dvěma prvky jsou ostatní přítomny ve velmi malých množstvích. V průměru je chemické složení hvězd a plynu na disku téměř stejné jako u Slunce.
Struktura galaxie: Jádro
Za jednu z nejzajímavějších oblastí Galaxie je považován její střed neboli jádro, nacházející se ve směru souhvězdí Střelce. Viditelné záření z centrálních oblastí Galaxie je před námi zcela skryto tlustými vrstvami absorbující hmoty. Proto se začalo studovat až po vytvoření přijímačů infračerveného a rádiového záření, které jsou v menší míře pohlcovány. Centrální oblasti Galaxie se vyznačují silnou koncentrací hvězd: každý krychlový parsek blízko středu jich obsahuje mnoho tisíc. Vzdálenosti mezi hvězdami jsou desítky a stokrát menší než v blízkosti Slunce. Pokud bychom žili na planetě poblíž hvězdy nacházející se v blízkosti jádra Galaxie, pak by byly na obloze vidět desítky hvězd, jasností srovnatelné s Měsícem a o mnoho tisíc jasnějších než nejjasnější hvězdy na naší obloze.
Kromě velkého množství hvězd je v centrální oblasti Galaxie pozorován kruhový plynový disk sestávající převážně z molekulárního vodíku. Jeho poloměr přesahuje 1000 světelných let. Blíže ke středu jsou zaznamenány oblasti ionizovaného vodíku a četné zdroje infračerveného záření, což naznačuje, že tam dochází ke vzniku hvězd. V samém středu Galaxie se předpokládá existence masivního kompaktního objektu – černé díry o hmotnosti asi milionu hmotností Slunce. Ve středu je také jasný rádiový zdroj, Sagittarius A, jehož původ je spojen s aktivitou jádra.
Galaxie Mléčná dráha obsahuje sluneční soustavu, Zemi a všechny hvězdy, které jsou viditelné pouhým okem. Spolu s Galaxií Triangulum, Galaxií Andromeda a trpasličími galaxiemi a satelity tvoří Místní skupinu galaxií, která je součástí Nadkupy Virgo.
Podle prastaré legendy, když se Zeus rozhodl učinit svého syna Herkula nesmrtelným, přiložil ho na prsa své manželky Héry, aby pil mléko. Ale manželka se probudila a když viděla, že krmí svého nevlastního dítěte, odstrčila ho. Proud mléka vystříkl a proměnil se v Mléčnou dráhu. V sovětské astronomické škole se tomu říkalo jednoduše „systém Mléčné dráhy“ nebo „naše galaxie“. Mimo západní kulturu existuje mnoho jmen pro tuto galaxii. Slovo „mléčný“ se nahrazuje jinými epitety. Galaxii tvoří asi 200 miliard hvězd. Většina z nich je umístěna ve tvaru disku. Většina hmoty Mléčné dráhy je obsažena v halo temné hmoty.
V 80. letech vědci navrhli, že Mléčná dráha je spirální galaxie s příčkou. Hypotéza byla potvrzena v roce 2005 pomocí Spitzerova dalekohledu. Ukázalo se, že centrální příčka galaxie je větší, než se dříve myslelo. Průměr galaktického disku je přibližně 100 tisíc světelných let. Oproti svatozáři se otáčí mnohem rychleji. V různých vzdálenostech od středu není jeho rychlost stejná. Studie rotace disku pomohly odhadnout jeho hmotnost, která je o 150 miliard více než hmotnost Slunce. V blízkosti roviny disku se shromažďují mladé hvězdokupy a hvězdy, které tvoří plochou složku. Vědci naznačují, že mnoho galaxií má ve svých jádrech černé díry.
Velké množství hvězd je shromážděno v centrálních oblastech galaxie Mléčná dráha. Vzdálenost mezi nimi je mnohem menší než v blízkosti Slunce. Délka galaktického mostu je podle vědců 27 tisíc světelných let. Prochází středem Mléčné dráhy pod úhlem 44 stupňů ± 10 stupňů k linii mezi středem galaxie a Sluncem. Jeho součástí jsou převážně červené hvězdy. Propojka je obklopena prstencem zvaným 5kiloparsekový prstenec. Obsahuje velké množství molekulárního vodíku. Je to také aktivní oblast tvorby hvězd v Galaxii. Při pozorování z galaxie v Andromedě by příčka Mléčné dráhy byla její nejjasnější částí.
Protože je galaxie Mléčná dráha považována za spirálu, má spirální ramena, která jsou umístěna v rovině disku. Kolem disku je sférická koróna. Sluneční soustava se nachází 8,5 tisíce parseků od středu galaxie. Podle nedávných pozorování můžeme říci, že naše Galaxie má 2 ramena a pár dalších ramen ve vnitřní části. Transformují se do čtyřramenné struktury, která je pozorována v neutrální vodíkové čáře.
Halo galaxie má kulový tvar, který přesahuje Mléčnou dráhu o 5–10 tisíc světelných let. Jeho teplota je přibližně 5 * 10 5 K. Halo se skládá ze starých, málo hmotných, matných hvězd. Lze je nalézt jak ve formě kulových hvězdokup, tak jednotlivě. Převážnou část hmoty galaxie tvoří temná hmota, která tvoří halo temné hmoty. Jeho hmotnost je přibližně 600–3000 miliard hmotností Slunce. Hvězdokupy a halo hvězdy se pohybují kolem galaktického středu po protáhlých drahách. Halo se otáčí velmi pomalu.
Mnoho nebeských těles je spojeno do různých rotujících systémů. Měsíc tedy obíhá kolem Země a satelity velkých planet tvoří své vlastní systémy. Země a další planety obíhají kolem Slunce. Vědci měli zcela logickou otázku: je Slunce součástí ještě většího systému?
Na tuto otázku se jako první pokusil odpovědět William Herschel. Spočítal počet hvězd v různých částech oblohy a zjistil, že na obloze je velký kruh – galaktický rovník, rozdělující oblohu na dvě části. Zde se počet hvězd ukázal jako největší. Čím blíže je ta či ona část oblohy k tomuto kruhu, tím více je na ní hvězd. Nakonec se zjistilo, že Mléčná dráha se nachází na rovníku galaxie. Herschel došel k závěru, že všechny hvězdy tvoří jeden hvězdný systém.
Zpočátku se věřilo, že vše ve vesmíru je součástí naší galaxie. Ale Kant také tvrdil, že některé mlhoviny mohou být samostatnými galaxiemi, jako je Mléčná dráha. Teprve když Edwin Hubble změřil vzdálenost k některým spirálním mlhovinám a ukázal, že nemohou být součástí Galaxie, byla Kantova hypotéza prokázána.
Budoucnost Galaxie
V budoucnu jsou možné srážky naší Galaxie s jinými, včetně Andromedy. Žádné konkrétní předpovědi ale zatím neexistují. Předpokládá se, že za 4 miliardy let Mléčná dráha pohltí Malé a Velké Magellanova mračna a za 5 miliard let ji pohltí mlhovina Andromeda.
Planety Mléčné dráhy
Navzdory skutečnosti, že hvězdy se neustále rodí a umírají, jejich počet je jasně vypočítán. Vědci se domnívají, že kolem každé hvězdy obíhá alespoň jedna planeta. To znamená, že ve vesmíru je 100 až 200 miliard planet. Vědci, kteří pracovali na tomto tvrzení, studovali červené trpaslíky. Jsou menší než Slunce a tvoří 75 % všech hvězd v Galaxii Mléčná dráha. Zvláštní pozornost byla věnována hvězdě Kepler-32, která „hostila“ 5 planet.
Planety je mnohem obtížnější detekovat než hvězdy, protože nevyzařují světlo. O existenci planety můžeme s jistotou říci pouze tehdy, když zastíní světlo hvězdy.
Existují i planety, které jsou podobné naší Zemi, ale není jich tolik. Existuje mnoho druhů planet, jako jsou pulsarové planety, plynní obři, hnědí trpaslíci... Pokud je planeta tvořena kameny, nebude se moc podobat Zemi.
Nedávné studie tvrdí, že v galaxii je 11 až 40 miliard planet podobných Zemi. Vědci zkoumali 42 hvězd podobných Slunci a objevili 603 exoplanet, z nichž 10 splnilo vyhledávací kritéria. Je dokázáno, že všechny planety podobné Zemi dokážou udržet potřebnou teplotu pro existenci kapalné vody, která naopak napomůže vzniku života.
Poblíž vnějšího okraje Mléčné dráhy byly objeveny hvězdy, které se pohybují zvláštním způsobem. Unášejí se na okraji. Vědci naznačují, že to je vše, co zbylo z galaxií, které pohltila Mléčná dráha. K jejich setkání došlo před mnoha lety.
Satelity galaxie
Jak jsme již řekli, galaxie Mléčná dráha je spirální. Je to spirála nedokonalého tvaru. Po mnoho let vědci nemohli najít vysvětlení pro vyboulení galaxie. Nyní všichni dospěli k závěru, že je to způsobeno satelitními galaxiemi a temnou hmotou. Jsou velmi malé a nemohou ovlivnit Mléčnou dráhu. Ale když se temná hmota pohybuje Magellanovými mraky, vytvářejí se vlny. Ovlivňují gravitační přitažlivosti. Při této akci se vodík vypařuje z galaktického středu. Mraky obíhají kolem Mléčné dráhy.
Přestože je Mléčná dráha v mnoha ohledech označována za unikátní, není příliš vzácná. Pokud vezmeme v úvahu fakt, že v zorném poli je přibližně 170 miliard galaxií, můžeme polemizovat o existenci galaxií podobných té naší. V roce 2012 astronomové našli přesnou kopii Mléčné dráhy. Má dokonce dva měsíce, které odpovídají Magellanovým mračnům. Mimochodem, předpokládá se, že se za pár miliard let rozpustí. Najít takovou galaxii byl neuvěřitelný úspěch. Dostala jméno NGC 1073. Je tak podobná Mléčné dráze, že ji astronomové studují, aby se dozvěděli více o naší galaxii.
Galaktický rok
Zemský rok je doba, kterou planeta potřebuje k úplnému otočení kolem Slunce. Stejným způsobem se sluneční soustava točí kolem černé díry, která se nachází ve středu galaxie. Jeho úplná revoluce je 250 milionů let. Když je popsána Sluneční soustava, málokdy se zmiňuje, že se pohybuje vesmírem, jako všechno ostatní na světě. Jeho rychlost je 792 000 km za hodinu vzhledem ke středu galaxie Mléčná dráha. Pokud porovnáme, my, pohybující se podobnou rychlostí, bychom mohli oběhnout celý svět za 3 minuty. Galaktický rok je doba, kterou Slunce potřebuje k dokončení jedné revoluce kolem Mléčné dráhy. Podle posledního výpočtu slunce žilo 18 galaktických let.
Jsme zvyklí, že Mléčná dráha je shluk hvězd na obloze, po kterém se naši předkové pohybovali. Ale ve skutečnosti je to víc než obyčejná noční svítidla - je to obrovský a neznámý svět.
Tento článek je určen osobám starším 18 let
Už ti bylo 18?
Někdy se zdá neuvěřitelné, jak dynamicky se vesmírná věda rozvíjí. Je těžké si to představit, ale před 4 stoletími dokonce prohlášení, že Země se točí kolem Slunce, vyvolalo ve společnosti odsouzení a odmítnutí. Soudy o těchto a dalších vesmírných jevech by mohly vést nejen k uvěznění, ale i ke smrti. Naštěstí se časy změnily a studium vesmíru se již dlouho stalo prioritou vědy. V tomto ohledu jsou zvláště důležité studie Mléčné dráhy, galaxie tisíců hvězd, z nichž jedna je naše Slunce.
Studium struktury galaxie a jejího vývoje pomáhá odpovědět na hlavní otázky, které zajímají lidstvo od počátku věků. To jsou takové sakramentské záhady o tom, jak vznikla sluneční soustava, jaké faktory přispěly ke vzniku života na Zemi a zda život existuje i na jiných planetách.
Skutečnost, že galaxie Mléčná dráha je obrovským ramenem nekonečného hvězdného systému, se stala známou relativně nedávno – před o něco více než půl stoletím. Struktura naší galaxie je podobná kolosální spirále, ve které se naše sluneční soustava nachází někde na periferii. Z boku vypadá jako obří lupa s oboustranně vypouklým středem s korunkou.
Co je galaxie Mléčná dráha? Jsou to miliardy hvězd a planet, které jsou vzájemně propojeny nějakým algoritmem pro strukturu vesmíru. Kromě hvězd obsahuje Mléčná dráha mezihvězdný plyn, galaktický prach a hvězdné kulové hvězdokupy.
Disk naší galaxie neustále rotuje kolem centrální části, která se nachází v souhvězdí Střelce. Trvá 220 milionů let, než Mléčná dráha udělá jednu úplnou otáčku kolem své osy (a to navzdory skutečnosti, že rotace probíhá rychlostí 250 kilometrů za sekundu). Všechny hvězdy naší galaxie se tak pohybují v jediném impulsu po mnoho let a naše sluneční soustava spolu s nimi. Co je nutí rotovat kolem jádra skutečně zběsilou rychlostí? Vědci předpokládají jak kolosální hmotnost středu, tak téměř nepochopitelné množství energie (může přesáhnout velikost 150 milionů sluncí).
Proč nevidíme ani spirály, ani obří jádro, proč necítíme tuto univerzální rotaci? Faktem je, že jsme v rukávu tohoto spirálovitého Vesmíru a zběsilý rytmus jeho života vnímáme každodenně.
Samozřejmě se najdou skeptici, kteří budou tuto strukturu naší galaxie popírat s odkazem na skutečnost, že neexistuje žádná přesná fotografie galaktického disku (a ani nemůže být). Faktem je, že vesmír není v žádném případě omezen na galaxii Mléčná dráha a ve vesmíru existuje spousta podobných útvarů. Strukturou jsou velmi podobné naší galaxii – jedná se o stejné disky se středem, kolem kterého obíhají hvězdy. To znamená, že mimo naši Mléčnou dráhu existují miliardy systémů podobných tomu slunečnímu.
Nejbližší galaxií k nám je Velké a Malé Magellanovo mračno. Na jižní polokouli je lze vidět téměř pouhým okem. Tyto dva malé světelné body, podobné oblakům, poprvé popsal velký cestovatel, z jehož jména pocházejí názvy vesmírných objektů. Průměr Magellanových mračen je relativně malý - méně než polovina Mléčné dráhy. A v Oblacích je mnohem méně hvězdných systémů.
Nebo mlhovina Andromeda. Toto je další galaxie ve tvaru spirály, která je svým vzhledem a složením velmi podobná Mléčné dráze. Jeho velikost je úžasná – podle nejkonzervativnějších odhadů je třikrát větší než naše Cesta. A počet takových gigantických galaxií ve vesmíru již dávno přesáhl miliardu – to je jen to, co můžeme v této fázi vývoje astronomie vidět. Je docela možné, že za pár let si uvědomíme další, dříve nepovšimnutou galaxii.
Jak již bylo zmíněno dříve, Mléčná dráha je soubor milionů hvězd s vlastními systémy, podobnými slunečnímu. Kolik planet je v naší galaxii, je skutečnou záhadou, kterou se snaží vyřešit více než jedna generace astronomů. I když, abych byl upřímný, více je znepokojuje jiná otázka – jaká je pravděpodobnost, že v naší galaxii existuje hvězdný systém, jehož vlastnosti jsou podobné našim? Vědci se zajímají zejména o hvězdy, které mají rychlost rotace a technické vlastnosti podobné Slunci a také zaujímají naše místo v galaktickém měřítku. Na planetách podobných stářím a podmínkami naší Zemi je totiž vysoká pravděpodobnost inteligentního života.
Bohužel pokusy vědců najít alespoň něco podobného sluneční soustavě v ramenech galaxie nebyly úspěšné. A to je asi nejlepší. Stále se neví, kdo nebo co nás může čekat v neznámé konstelaci.
Na konci svého života hvězda odhodí svůj plynový obal a její jádro se začne velmi rychle zmenšovat. Za předpokladu, že je hmotnost hvězdy dostatečně velká (1,4krát větší než Slunce), vznikne na jejím místě černá díra. Jedná se o objekt s kritickou rychlostí, kterou žádný objekt nemůže překonat. Výsledkem je, že to, co spadne do Černé díry, v ní navždy zmizí. To znamená, že tento kosmický prvek je v podstatě jednosměrná jízdenka. Jakýkoli předmět, který se přiblíží dostatečně blízko k Díře, navždy zmizí.
Je to smutné, že? Černá díra má ale i pozitivní stránku – díky ní se postupně vtahují různé vesmírné objekty a vznikají nové galaxie. Ukazuje se, že jádrem každého ze známých hvězdných systémů je černá díra.
Každý národ má své vlastní legendy o tom, jak vznikla viditelná část Mléčné dráhy. Například staří Řekové věřili, že vznikl z rozlitého mléka bohyně Héry. Ale v Mezopotámii existovala legenda o řece vyrobené ze stejného nápoje. Mnoho národů tedy spojovalo velkou hvězdokupu s mlékem, a tak dostala naše galaxie své jméno.
Je poměrně obtížné přesně vypočítat počet hvězd v naší galaxii, protože říkají, že jich je více než 200 miliard, jak víte, studovat je všechny s moderním rozvojem vědy je velmi problematické, takže vědci obracejí svou pozornost pouze těm nejzajímavějším zástupcům těchto vesmírných objektů. Vezměte si například hvězdu alfa ze souhvězdí Carina (Carina). Jedná se o supergiant hvězdu, která po dlouhou dobu držela titul největší a nejjasnější.
Slunce je také jednou z hvězd Mléčné dráhy, která však nemá žádné výjimečné vlastnosti. Jedná se o malého žlutého trpaslíka, který se proslavil pouze tím, že je po miliony let zdrojem života na naší planetě.
Astronomové z celého světa již dlouho sestavují seznamy hvězd, které se vyznačují mimořádnou hmotností nebo jasností. To ale vůbec neznamená, že každý z nich dostal své vlastní jméno. Názvy hvězd se obvykle skládají z písmen, čísel a názvů souhvězdí, ke kterým patří. Nejjasnější hvězda v Mléčné dráze je tedy na astronomických mapách označena jako R136a1 a R136 není nic jiného než název mlhoviny, ze které pochází. Tato hvězda má nepopsatelnou sílu, kterou nelze s ničím srovnat. R136a1 září 8,7 milionkrát jasněji než naše Slunce, takže je velmi obtížné si představit jakýkoli život v jeho blízkosti.
Ale kolosální výkon neznamená, že R136a1 má působivé rozměry. Žebříčku největších hvězd vede UY Scuti, která je 1,7 tisíckrát větší než velikost naší hvězdy. To znamená, že kdyby místo Slunce byla tato hvězda, pak by zabírala celý prostor od středu naší soustavy až po Saturn.
Přestože bez ohledu na to, jak velké a silné tyto hvězdy jsou, nelze jejich celkovou hmotnost srovnávat s hmotností Černé díry, která se nachází ve středu galaxie. Je to její kolosální energie, která drží Mléčnou dráhu a nutí ji pohybovat se v určitém pořadí.
Naše galaxie není jen rozptyl hvězd na noční obloze. Jedná se o obrovský systém, který se skládá ze stovek miliard hvězd, včetně našeho Slunce.
Sluneční soustava se nachází v galaxii někdy nazývané Mléčná dráha. Astronomové souhlasili s tím, že "naši" Galaxii budou psát velkým písmenem a ostatní galaxie mimo náš hvězdný systém - s malým písmenem - galaxie.
.jpg)
M31 – mlhovina Andromeda
Všechny hvězdy a další objekty, které vidíme pouhým okem, patří do naší Galaxie. Výjimkou je mlhovina Andromeda, která je blízkým příbuzným a sousedem naší Galaxie. Pozorováním této galaxie dokázal Edwin Hubble (po kterém je vesmírný dalekohled pojmenován) v roce 1924 „rozložit“ na jednotlivé hvězdy. Poté zmizely všechny pochybnosti o fyzikální podstatě této a dalších galaxií, pozorovaných ve formě rozmazaných skvrn - mlhovin.
Naše Galaxie je velká asi 100-120 tisíc světelných let (světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za jeden pozemský rok, přibližně 9 460 730 472 580 km). Naše sluneční soustava se nachází přibližně 27 000 světelných let od středu Galaxie, v jednom ze spirálních ramen nazývaných Orionovo rameno. Od poloviny 80. let 20. století je známo, že naše Galaxie má uprostřed mezi spirálními rameny most. Stejně jako ostatní hvězdy se Slunce otáčí kolem středu Galaxie rychlostí asi 240 km/s (jiné hvězdy mají jinou rychlost). Během období asi 200 milionů let provedou Slunce a planety sluneční soustavy úplnou revoluci kolem středu galaxie. To vysvětluje některé jevy v geologické historii Země, která za dobu své existence dokázala 30krát otočit střed Galaxie.
.jpg)
Naše Galaxie má při pohledu ze strany tvar zploštělého disku. Tento disk má však nepravidelný tvar. Dva satelity naší Galaxie, Velký a Malý Magellanův oblak (neviditelné na severní polokouli Země), deformují tvar naší Galaxie působením své gravitace.
Vidíme naši Galaxii zevnitř, jako bychom sledovali dětský kolotoč, když jsme seděli na jednom z kolotočových koníků. Ty hvězdy Galaxie, které můžeme pozorovat, se nacházejí ve formě pásu nestejné šířky, kterému říkáme Mléčná dráha. Skutečnost, že Mléčná dráha, známá od starověku, se skládá z mnoha slabých hvězd, objevil v roce 1610 Galileo Galilei, když namířil svůj dalekohled na noční oblohu.
Astronomové věří, že naše Galaxie má halo, které nevidíme („temná hmota“), ale které zahrnuje 90 % hmotnosti naší Galaxie. Existence „temné hmoty“ nejen v naší Galaxii, ale také ve vesmíru vyplývá z teorií, které využívají Einsteinovu obecnou teorii relativity (GTR). Zatím však není pravdou, že obecná teorie relativity je správná (existují i jiné teorie gravitace), takže galaktické halo může mít jiné vysvětlení.
V naší Galaxii je 200 až 400 miliard hvězd. To není podle měřítek Vesmíru mnoho. Existují galaxie obsahující biliony hvězd, například galaxie IC 1101 jich má přibližně 300 bilionů.
10-15 % hmotnosti naší Galaxie tvoří prach a rozptýlený mezihvězdný plyn (hlavně vodík). Kvůli prachu vidíme naši Galaxii na noční obloze jako Mléčnou dráhu jako jasný pruh. Pokud by prach neabsorboval světlo jiných hvězd v Galaxii, viděli bychom jasný prstenec miliard hvězd, zvláště jasný v souhvězdí Střelce, kde se nachází střed Galaxie. Avšak v jiných oblastech elektromagnetických vln je galaktické jádro jasně viditelné, například v rádiovém rozsahu (zdroj Sagittarius A), infračerveném a rentgenovém záření.
Podle vědců (opět ve spojení s obecnou relativitou) je ve středu naší Galaxie (a většiny ostatních galaxií) „černá díra“. Předpokládá se, že má hmotnost přibližně 40 000 hmotností Slunce. Pohyb hmoty v Galaxii směrem k jejímu středu vytváří nejsilnější záření ze středu Galaxie, které astronomové pozorují v různých rozsazích elektromagnetického spektra.
Galaxii nevidíme shora ani ze strany, protože jsme v ní. Všechny obrázky naší Galaxie zvenčí jsou představivostí umělců. Máme však poměrně dobrou představu o vzhledu a tvaru Galaxie, protože můžeme pozorovat další spirální galaxie ve vesmíru, které jsou podobné té naší.
Stáří Galaxie je přibližně 13,6 miliardy let, což není o mnoho méně než stáří celého vesmíru (13,7 miliardy let) podle vědců. Nejstarší hvězdy v galaxii se nacházejí v kulových hvězdokupách, podle jejich stáří se počítá stáří Galaxie.
.png)
Naše Galaxie je součástí větší skupiny jiných galaxií, kterou nazýváme Místní skupina galaxií, která zahrnuje satelity Galaxie Velké a Malé Magellanova mračna, mlhovinu Andromeda (M 31, NGC 224), Galaxii Triangulum (M33 , NGC 598) a přibližně 50 dalších galaxií. Místní skupina galaxií je zase součástí nadkupy v Panně, která má velikost 150 milionů světelných let.
