Planet Zemlja, sončni sistem, milijarde drugih zvezd in nebesnih teles - vse to je naša galaksija Rimska cesta - ogromna medgalaktična formacija, kjer se vse drži zakonov gravitacije. Podatki o resničnih dimenzijah galaksije so le približni. In najbolj zanimivo je, da je na stotine, morda celo na tisoče takšnih formacij, večje ali manjše.
Galaksija Rimska cesta in kaj jo obdaja
Vsa nebesna telesa, vključno z planeti Rimske ceste, lunami, asteroidi, kometi in zvezdami, so ves čas v gibanju. Rojeni v kozmičnem vrtincu Velikega poka so vsi ti predmeti na poti njihovega razvoja. Nekateri so starejši, drugi - očitno mlajši.
Vizualno občutite galaktične meje nemogoče. Samo pred 100 leti znanstveni svet ni niti pomislil, da naša galaksija Rimska cesta ni edina v vesolju. Samo zaradi prizadevanj Američanov Edwina Hubbleja je postalo jasno, da je vesolje dobesedno napolnjeno z gravitacijskimi formacijami. Med njimi so zelo majhne galaksije, obstajajo srednje velike, kot je naša, in obstajajo pravi velikani. Resen primer je galaksija Andromeda, ki je najbližja Rimski cesti, ki je 2-2,5-krat večja. Kar se tiče pritlikavih galaksij, je njihova usoda nezavestna. Imeli so vlogo spremljevalcev večjih formacij, ki bi jih pozneje pogoltnile.
Naša medgalaktična metropola v družbi galaksij Andromeda in Trikotnik tvori Lokalno skupino, ki je že del večje formacije - Lokalni supervelikih Devic.
Ključne lastnosti in parametri
Rimska cesta je tipična spiralna galaksija SBbc razreda s skakalcem. Premer Rimske ceste je 100 tisoč svetlobnih let. V teh mejah je od 200 do 400 milijard razlicnih zvezd, od katerih je vsaka na doloceni stopnji svojega razvoja. Debelina galaktičnega diska je več kot 1000 svetlobnih let.
Masa galaksije Rimska cesta ne vključuje le mase zvezd. Večina galaktičnega diska je masa temne snovi in medzveznega plina. Vse to skupaj predstavlja ogromno težo 4,8 · 10¹1 M☉. Z drugimi besedami, Rimska cesta je 150 milijard krat težja od našega Sonca.
Gravitacijska formacija se vrti okoli središča, medtem ko se posamezni deli galaksije vrtijo z različnimi hitrostmi. Če je v središču hitrost vrtenja galaktičnega diska dokaj zmerna, potem na obrobju ta parameter doseže 200-250 km / s. Na eni od teh lokacij, bližje središču galaktičnega diska, se nahaja Sonce. Razdalja od nje do središča galaksije je 25–28 tisoč svetlobnih let. Popolna rotacija okoli osrednje osi gravitacijske tvorbe Sonca in Sončnega sistema pomeni 225-250 milijonov let. Zato je v celotni zgodovini svojega obstoja Solarni sistem okoli središča krožil le 30-krat.
Mesto galaksije v vesolju
Treba je omeniti eno izjemno značilnost. Položaj Sonca in s tem planet Zemlja je zelo primeren. V galaktičnem disku se proces zbijanja stalno pojavlja. Ta mehanizem povzroča neskladje med hitrostjo vrtenja spiralnih vej in gibanjem zvezd, ki se gibljejo v galaktičnem disku v skladu z njihovimi zakoni. Med kompaktiranjem se pojavijo živahni procesi, ki jih spremlja intenzivno ultravijolično sevanje. Sonce in zemlja se udobno nahajata v krožnici, kjer ni takšne živahne dejavnosti: med dvema spiralnima vejama na robu rokavov Rimske ceste - Strelec in Perzej. To pojasnjuje mir, v katerem smo bili tako dolgi. Več kot 4,5 milijarde let nas kozmične katastrofe niso prizadele.
Struktura galaksije Rimska cesta
Galaktični disk v sestavi ni homogen. Tako kot drugi sistemi spiralne gravitacije ima Rimska cesta tri različna področja:
- jedro, ki ga tvori gosta zvezdna kopica, ki šteje milijardo zvezd različnih starosti;
- sam galaktični disk, oblikovan iz grozdov zvezd, zvezdnega plina in prahu;
- korona, sferični halo - območje, v katerem se nahajajo kroglaste jate, pritlične galaksije, ločene skupine zvezd, kozmični prah in plin.
V bližini ravnine galaktičnega diska so zbrane mlade zvezde. Gostota zvezdnih kopic v sredini diska je višja. V bližini centra je gostota 10.000 zvezd na kubični parsec. V regiji, kjer se nahaja sončni sistem, je gostota zvezde že 1-2 zvezdic v 16 kubičnih parseksih. Starost teh nebesnih teles praviloma ne presega več milijard let.
Medzvezdni plin se tudi koncentrira okoli ravnine diska, pri čemer se drži centrifugalnih sil. Kljub konstantni hitrosti vrtenja spiralnih vej je medzvezdni plin neenakomerno porazdeljen in tvori velike in majhne oblake, meglice. Vendar je glavni galaktični gradbeni material temna snov. Njegova masa prevladuje nad celotno maso vseh nebesnih teles, ki tvorijo galaksijo Rimska cesta.
Če je struktura galaksije jasna in pregledna v diagramu, potem je v resnici skoraj nemogoče upoštevati osrednje dele galaktičnega diska. Plini in prahovi oblaki in grozdi zvezdnega plina se iz našega pogleda skrivajo svetlobo iz središča Rimske ceste, v kateri živi resnična prostorska pošast - supermasivna črna luknja. Masa tega supergiganta je približno 4,3 milijona M. Poleg supergiganta je manjša črna luknja. To mračno podjetje dopolnjuje na stotine črnih lukenj. Črne luknje v Rimski cesti niso samo požiralci zvezdne snovi, temveč opravljajo tudi funkcijo porodnišnice, kjer v vesolje vržejo ogromne strdke protonov, nevtronov in elektronov. Iz njih nastane atomski vodik - glavno gorivo zvezdnega plemena.
Skakalec je palica, ki se nahaja v območju galaktičnega jedra. Njegova dolžina je 27 tisoč svetlobnih let. Tukaj vladajo stare zvezde, rdeči velikani, katerih črna snov se hrani z zvezdno snovjo. Glavni del molekularnega vodika, ki je glavni gradbeni material procesa nastajanja zvezd, je koncentriran na tem področju.
Geometrično je struktura galaksije dokaj preprosta. Vsaka spiralna roka in štirje so na Rimski cesti, izvira iz plinskega obroča. Rokavice se razhajajo pod kotom 20⁰. Na zunanjih mejah galaktičnega diska je glavni element atomski vodik, ki se širi od središča galaksije do periferije. Debelina vodikove plasti na obrobju Rimske ceste je veliko širša kot v središču, njena gostota pa je izredno nizka. Praznjenje vodikove plasti je olajšano zaradi vpliva pritlikavih galaksij, ki jih naša galaksija nenehno spremlja že več deset milijard let.
Teoretični modeli naše galaksije
Celo starodavni astronomi so poskušali dokazati, da je vidni trak na nebu del velikega zvezdnega diska, ki se vrti okoli njegovega središča. To izjavo so omogočili matematični izračuni. Zamisel o naši galaksiji je bilo mogoče dobiti le na tisoče let kasneje, ko so instrumentalne metode raziskovanja vesolja pomagale znanosti. Preboj pri preučevanju narave Rimske ceste je delo Angleža Williama Herschela. Leta 1700 je lahko empirično dokazal, da ima naša galaksija obliko diska.
Že v našem času so se raziskave lotile drugače. Znanstveniki so se opirali na primerjavo gibanja zvezd, med katerimi je bila drugačna razdalja. Z metodo paralakse je Jacob Kaptein lahko grobo določil premer galaksije, ki je po njegovih izračunih 60-70 tisoč svetlobnih let. V skladu s tem je bilo določeno mesto Sonca. Izkazalo se je, da se nahaja relativno daleč od divjega središča galaksije in na primerni razdalji od obrobja Rimske ceste.
Temeljna teorija o obstoju galaksij je teorija ameriške astrofizike Edwin Hubble. Imel je idejo, da razvrsti vse gravitacijske formacije in jih razdeli na eliptične galaksije in spiralne formacije. Zadnja, spiralna galaksija predstavlja najbolj obsežno skupino, ki vključuje formacije različnih velikosti. Največji od nedavno odkritih spiralnih galaksij je NGC 6872, katerega premer presega 552 tisoč svetlobnih let.
Pričakovana prihodnost in napovedi
Galaksija Rimska cesta je videti kot kompaktna in urejena gravitacijska tvorba. Za razliko od svojih sosedov, je v našem intergalaktičnem domu precej mirno. Črne luknje sistematično vplivajo na galaktični disk in ga zmanjšujejo v velikosti. Ta proces je trajal že več deset milijard let in ni znano, kako dolgo se bo to nadaljevalo. Edina grožnja, ki visi nad našo galaksijo, prihaja od najbližje sosede. Galaksija Andromeda se hitro približuje. Znanstveniki kažejo, da se lahko trčenje dveh gravitacijskih sistemov pojavi v 4,5 milijardah let.
Takšno srečanje-združitev bo zaznamovalo konec sveta, v katerem smo živeli. Manjša Rimska cesta bo absorbirana v večji formaciji. Namesto dveh velikih spiralnih formacij v vesolju se bo pojavila nova eliptična galaksija. Do tega časa se bo naša galaksija lahko ukvarjala s svojimi sateliti. Dve pritlikavi galaksiji - Veliki in Mali Magellanovi oblaki - bosta porabili Rimsko cesto v 4 milijardah let.
