§ 25. Молочний Шлях.

Зоряні скупчення та асоціації. Туманності

1. Молочний Шлях. Молочний Шлях - це відносно яскрава сріблясто-біла смуга на зоряному небі (мал. 25.1), яку давні греки назвали «галактикос» (від грец. «гала» - «молоко»). У північній півкулі неба Молочний Шлях проходить через сузір'я Близнят,

Тельця, Візничого, Кассіопеї, Цефея, Лебедя. У цьому сузір'ї він роз­двоюється і двома смугами проходить через сузір'я Орла, а далі, в південній півкулі неба, Щита, Стрільця, Змієнос­ця і Скорпіона. Описавши дугу на відстані 25° від Південного полюсу світу, в Україні він з'являється над горизонтом у сузір'ї Великого Пса і Од­норога, переходячи в північну півкулю неба через сузір'я Оріона.

Кільце Молочного Шляху утворюють найближчі до нас зорі Галак­тики, яка як зоряна система має вигляд диска чи двоопуклої лінзи. Для перших її дослідників це кільце створювало враження, нібито Сонце перебуває у центрі Галактики. Як побачимо далі, це зовсім не так.

При обговоренні будови Галактики ще В. Гершель через середину Молочного Шляху провів уявну площину, згодом названу галактичною. Підраховуючи кількість зір, що їх видно в телескоп у кожній із 1083 невеличких, але однакових ділянок неба, розташованих на різних кутових відстанях від згаданої площини, Гершель побудував першу модель Галактики. У цій моделі Галактика мала вигляд диска діаметром 5 800 і товщиною 1 100 св.р. Тепер можна сказати, що він применшив розміри Галактики в 17 разів, бо не врахував поглинання світла зір міжзоряним газом, про яке тоді було невідомо.

2. Зоряні скупчення та асоціації. Деяка частина зір Галактики об'єднана в скупчення, тобто в групи, які пов'язані між собою взаємним тяжінням і тому рухаються в просторі як єдине ціле. Розрізняють два види зоряних скупчень: розсіяні та кулясті.

Розсіяні зоряні скупчення (мал. 25.2) складаються з декількох десятків, сотень, іноді тисяч зір і мають неправильну форму, їхні діаметри становлять 10-20 св.р. Майже всі розсіяні зоряні скупчення знаходяться в районі Молочного Шляху або поблизу нього. їх ви­явлено близько 1 200, а найвідоміші з них - Плеяди та Пади. Зокрема, в Плеядах неозброєним оком видно лише сім-десять зір, а при спостереженні у телескоп - понад дві сотні.

Кулясті зоряні скупчення (мал. 25.3) мають сферичну або злегка сплюснуту форму діаметром до 300 св. р. Вони налічують сотні тисяч і навіть мільйони зір, які групуються до центра.

Як показали спостереження, більшість кулястих зоряних скупчень знаходяться в одній частині неба в сузір'ї Стрільця. Правильний висновок із цього ще 1918 р. зробив американський астроном X. Шеплі. Визначивши відстані до 70 кулястих скупчень, він довів, що вони згруповані навколо центра Галактики. Сам же центр Галактики знаходиться в сузір'ї Стрільця дещо нижче зорі х, майже на стику «кордонів» сузір'їв Стрільця, Скорпіона і Змієносця.

На відміну від розсіяних скупчень, усі кулясті скупчення розташовуються сферично-симетрично відносно центра Галактики, помітно концентруючись навколо нього.

Дуже показовою є різниця діаграм спектр-світність для розсіяних і кулястих скупчень. У розсіяних зоряних скупченнях багато масивних яскравих зір, а також змінних, спалахуючих та зір з незвичайним хімічним складом. Всі вони вкладаються на головну послідовність, тоді як червоних гігантів і надгігантів там практично немає. Це свідчить про те, що вік розсіяних скупчень у середньому становить лише 1 млрд років. Кулясті скупчення, навпаки, в більшості складаються з зір маломасивних, на пізніх етапах еволюції. На діаграмі спектр-світність вони від спектрального класу F0 широкою смугою простягаються практично вертикально вгору до зони червоних гігантів. Вік кулястих скупчень оцінюють у 10-12 млрд років.

У 20-х роках XX ст. увагу астрономів привернули групи біло-голубих зір, що згодом отримали назву ОВ-асоціацій. Досліджуючи їх, у 1952 р. В. А. Амбарцумян зробив висновок, що процес групового формування зір продовжується і в наш час. Тоді ж він відкрив групи змінних типу Т Тельця, які отримали назву Т-асоціацій. Це - молоді зорі.

3. Туманності. Не лише зорі населяють нашу Галактику. Міжзоряний простір заповнено газом та пилом. Ці газ та пил дуже розріджені - одна частинка на 10 см3. Та часом вони утворюють величезні за розмірами (10-100 пк), досить щільні (10-100 частинок в 1 см3), неправильної форми хмари - дифузні туманності. Дифузні туманності поділяють на світлі й темні.

У темні серпневі ночі, коли сузір'я Лебедя майже в зеніті, можна бачити, що Молочний Шлях, починаючи від Денеба - найяскравішої зорі у Лебеді, двома іскристими

стрічками тягнеться до горизонту і далі під горизонт до сузір'я Кентавра. У багатьох його ділянках є зони, де майже відсутні яскраві зорі. Так проявляють себе темні туманності, які поглинають світло зір, що знаходяться далі (мал. 25.4). Маси окремих із них сягають 10 000М

Якщо поблизу туманності є достатньо яскрава зоря, то туманність відбиває її світло і завдяки цьому стає світлою туманністю (мал. 25.5). Якщо ж зорі, що знаходяться поблизу або

Мал. 25.4. Темна туманність всередині туманності, дуже гарячі

(спектрального класу О чи ВО), то,

іонізуючи своїм ультрафіолетовим випромінюванням газ, що входить до її складу, вони змушують його світитися так само, як це відбувається в полярних сяйвах на Землі. Тоді до відбитого пилом світла додається власне випромінювання газів туманності.

Найвідомішою серед світлих туманностей є знаменита туманність Оріона, яку видно навіть неозброєним оком як слабеньку хмарку (мал 25.6). Розмір цієї туманності приблизно 20 св. p., відстань до неї - майже 1 000 св. р.

Мал. 25.5. Світла туманність

Цікаво, що в цій туманності (як загалом і в інших), окрім молекул і атомів водню, знайдено молекули кисню, води, ціану, метану, окису вуглецю та складних органічних молекул.

Окрім дифузних, існують також компактні туманності правильної форми. Вони поділяються на волокнисті та планетарні. І якщо саме з дифузними туманностями пов'язують на сьогоднішній день утворення зір, то волокнисті та планетарні туманності формуються на за­ключних стадіях розвитку зір зі скинутих ними оболонок.

Принаймні частина волокнистих туманностей - це залишки спалахів наднових (мал. 25.7). Одна з них - вже згадувана Крабоподібна туманність із сузір'я Тельця, відстань до якої становить 5 500 св. p., а видима зоряна величина 8,6.

Планетарними названо туманності кільцеподібної форми, які здалека мають вигляд слабких кілець або дисків. Серед них і планетарна ту­манність Равлик із сузір'я Водолія (мал. 25.8). Відстань до неї - всього 650 св. р. Такі туманності розширюються зі швидкостями 20-40 км/с, так що через 10-20 тис. років після «народжен ня» вони розсіюються в

Мал. 25.7. крабоподібна туманність

просторі і стають невидимими. Планетарні туманності світяться за рахунок ультрафіолетового випромінювання тих зір, чиїми оболонками вони колись були.

Як уже було згадано, частина речовини у міжзоряному середовищі перебуває в розпорошеному стані. Завдяки поглинанню нею світла від далеких зір у їхніх спектрах виявлено лінії поглинання, що належать атомам і молекулам міжзоряного газу.

1. Які форму і розміри має наша Галактика?

2. Чим відрізняються між собою діаграми спектр-світність для кулястих і розсіяних скупчень?

3. Розташування яких об'єктів на небі дало поштовх до пошуку положення центра Галактики?

4. Чим відрізняються між собою світлі та темні туманності?

25.1. На карті зоряного неба знайдіть: а) положення центра Галактики; б) точку небесної сфери, у напрямку якої рухається Сонце (її координати а = 18 00', 5 = +30°).