Тема: наша галактика
§ 1 Объекты нашей Галактики.
Через все небо тянется широкая светлая полоса Млечного Пути, которая при рассмотрении в телескоп оказывается скоплением огромного количества звезд и ярких туманностей. Все эти звезды (более 100 миллиардов) образуют гигантскую звездную систему - Галактику. Яркие звезды, наблюдаемые невооруженным глазом - просто наиболее близкие к нам объекты Галактики.
Многие звезды образуют группы, называемые звездным скоплениями.
Помимо звезд и звездных скоплений в Галактике имеется большое количество разреженного газа с примесью небольших твердых частичек -пылинок. В некоторых областях Млечного Пути плотность этого вещества сильно возрастает, и оно образует множество диффузных газово-пылевых туманностей. Вблизи горячих звезд они светятся (светлые туманности), а вдали от них - остаются темными и выделяются на фоне ярких участков Млечного Пути благодаря вызываемому ими поглощению света (темные пылевые туманности).
В Галактике имеется большое количество элементарных частиц, обладающих огромными энергиями и движущихся со скоростями, близкими к скорости света, - космические лучи. Наконец большую роль в Галактике играют магнитные и гравитационные поля и электромагнитное излучение.
Солнечная система находится внутри Галактики, далеко от ее центра. Многие области Галактики удалены от нас на огромные расстояния, вплоть до 25 тыс. пс. Если учесть при этом, что в области Млечного Пути диффузная среда не позволяет наблюдать оптическими методами области дальше 3 килопарсеков (кпс), то станет очевидным, почему так трудно изучать строение Галактики и мы не можем сразу представить себе ее общего вида.
Млечным Путем называют слабо светящуюся на звездном небе полосу неправильной формы, то суживающуюся, то расширяющуюся и опоясывающую северное и южное полушария примерно по большому кругу. Древние наблюдатели называли его galaxias (gаlа по-гречески значит "молоко"), т.е. молочный круг. Уже один из первых философов-материалистов древности Демокрит представлял себе Млечный Путь состоящим из бесчисленных мелких звездочек. Галилей в 1610 г. при помощи своего несовершенного телескопа впервые убедился в правильности гениальной догадки Демокрита.
Центральная линия Млечного Пути расположена приблизительно по большому кругу небесной сферы, наклоненному под углом около 62 к небесному экватору. Полюсы этого большого круга, из которых один имеет склонение +28', а другой - 28', называются северным и южным галактическими полюсами.
§ 2 Распределение звезд в Галактике
Знание расстояний до звезд позволяет подойти к изучению их распределения в пространстве, и структуры Галактики. Для того чтобы охарактеризовать количество звезд в различных частях Галактики, вводят понятие звездной плотности, аналогичное понятию концентрации молекул. Звездной плотностью называется количество звезд, находящихся в единице объема пространства. За единицу объема обычно принимают 1 кубический парсек.
Результаты подсчетов показывают, что в окрестностях Солнца звездная плотность составляет около 0,06 звезды на кубический парсек, иными словами, на каждую звезду в среднем приходится объем свыше 16 пс3 среднее же расстояние между звездами - около 2,5 пс.
Чтобы узнать, как меняется звездная плотность в различных направлениях, подсчитывают число звезд на единице площади (например, на 1 квадратном градусе) в различных участках неба.
Подсчеты, показывают сильное увеличение концентрации звезд по ере приближения к полосе Млечного Пути, средняя линия которого образует на небе большой круг. Наоборот, по мере приближения к полюсу этого круга концентрация звезд быстро уменьшается. Этот факт уже в конце XVIII в. позволил В. Гершелю сделать правильный вывод о том, что наша звездная система имеет сплющенную форму, причем Солнце должно находиться недалеко от плоскости симметрии этого образования.
По мере удаления от Солнца в каждом данном направлении звездная плотность убывает. Если в этом направлении межзвездное поглощение света, несущественно, то можно оценить протяженность нашей звездной системы в этом направлении. В результате оказывается, что Галактика ограничена.
Зная звездную плотность на разных расстояниях и в различных направлениях, можно составить представление о структуре Галактики.
На рис. представлена схема общей структуры Галактики. Из него видно, что она действительно является сплюснутой системой, симметричной относительно главной плоскости, называемой плоскостью Галактики. Большой
Рис. Схема строения Галактики.
круг по которому она пересекается с небесной сферой, называется галактическим экватором. Он почти совпадает со средней линией Млечного Пути. Центр этой системы - центр Галактики - при наблюдении из Солнечной системы проектируется в созвездие Стрельца, в точку с координатами a=265° и d=-29°. По направлению к центру Галактики, а также по мере приближения к ее плоскости звездная плотность возрастает.
Таким образом, распределение звезд в Галактике имеет две ярко выраженные тенденции: во-первых, очень сильно концентрироваться к галактической плоскости; во-вторых, концентрироваться к центру Галактики. Последняя тенденция усиливается по мере приближения к центральной части Галактики, называемой центральным сгущением Галактики или ядром.
Установлено, что Солнце удалено от центра Галактики на расстояние около 10000 пс а ее граница в направлении на антицентр находится на расстоянии 5000 пс от Солнца. Таким образом, диаметр Галактики составляет около 2 X (10 000+5000) =30 000 пс или 30 кпс. Точнее указать размеры Галактики нельзя, поскольку по мере удаления от ее центра звездная плотность убывает постепенно и не существует резкой границы.
Солнце расположено близ плоскости Галактики и удалено от нее к северу на расстояние около 10 пс.