2. Будова Галактики. Місце Сонячної системи в Галактиці.

Грунтуючись на результатах своїх підрахунків, Гершель зробив спробу визначити розміри Галактики. Він довів, що наша зоряна система має кінцеві розміри і утворює свого роду товстий диск: у площині Чумацького Шляху вона тягнеться на відстань не більше 850 одиниць, а в перпендикулярному напрямі - на 200 одиниць, якщо прийняти за одиницю відстань до Сіріуса. За сучасною шкалою відстаней це відповідає 7300 х 1700 світлових років.

Ця оцінка в цілому, вірно, відображає структуру Чумацького Шляху, хоча вона вельми неточна. Річ у тому, що окрім зірок до складу диска Галактики входять також численні газопилові хмари, які ослабляють світло віддалених зірок. Перші дослідники Галактики не знали про цю поглинаючу речовину і вважали, що вони бачать всі її зірки.

Реальні розміри Галактики були встановлені тільки в XX в. Виявилось, що вона є значно плоскішим утворенням, ніж припускали раніше. Діаметр галактичного диска перевищує 100 тис. світлових років, а товщина - близько 1000 світлових років. На вигляд Галактика нагадує зерно чечевиці з потовщенням посередині.

Через те, що Сонячна система знаходиться практично в площині Галактики, заповненою поглинаючою матерією, дуже багато деталей будови Чумацького Шляху приховано від погляду земного спостерігача. Проте їх можна вивчати на прикладі інших галактик, схожих з нашою.

Так, в 40-і рр. XX сторіччя, спостерігаючи галактику М 31, більше відому як туманність Андромеди, німецький астроном Вальтер Бааде (в ті роки він працював в США) відмітив, що плоский лінза подібний диск цієї величезної галактики занурений в більш розріджену зоряну хмару сферичної форми - гало. Оскільки туманність Андромеди дуже схожа на нашу Галактику, Бааде припустив, що подібна структура є і у Чумацького Шляху. Зірки галактичного диска були названі населенням 1 типу, а зірки гало (або сферичною складовою) - населенням II типу.

Як показують сучасні дослідження, два види зоряного населення відрізняються не тільки просторовим положенням, але і характером руху, а також хімічним складом. Ці особливості пов'язані в першу чергу з різним походженням диска і сферичної складової.

Гало. Межі наший Галактики визначаються розмірами гало. Радіус гало значно більше розмірів диска і за деякими даними досягає декількох сотен тисяч світлових років. Центр симетрії гало Чумацького Шляху співпадає з центром галактичного диска. Складається гало в основному з дуже старих, неяскравих мало масивних зірок. Вони зустрічаються як поодинці, так і у вигляді кульових скупчень, які можуть включати більше мільйона зірок. Вік населення сферичної складової Галактики перевищує 12 млрд. років. Його зазвичай приймають за вік самої Галактики.

Характерною особливістю зірок гало є надзвичайно мала частка в них важких хімічних елементів. Зірки, які створюють кульові скупчення, містять металів в сотні разів менше, ніж Сонце.

Зірки сферичної складової концентруються відповідно центру Галактики. Центральна, найбільш щільна частина гало в межах декількох тисяч світлових років від центру Галактики називається балдж (у перекладі з англійського "потовщення").

Зірки і зоряні скупчення гало рухаються навколо центру Галактики по дуже витягнутих орбітах. Через те, що обертання окремих зірок відбувається майже безладно (тобто

швидкості сусідніх зірок можуть мати самі різні напрями), гало в цілому обертається дуже поволі.

Диск. В порівнянні з гало диск обертається помітно швидше. Швидкість його обертання не однакова на різних відстанях від центру. Вона швидко зростає від нуля в центрі до 200-240 км/с на відстані 2 тис. світлових років від нього, потім декілька зменшується, знову зростає приблизно до того ж значення і далі залишається майже постійною. Вивчення особливостей обертання диска дозволило оцінити його масу. Виявилось, що вона в 150 млрд. разів більше маси Сонця.

Населення диска дуже сильно відрізняється від населення гало. Поблизу площини диска концентруються молоді зірки і зоряні скупчення, вік яких не перевищує декількох мільярдів років. Вони утворюють так звану плоску складову. Серед них дуже багато яскравих і гарячих зірок.

Газ в диску Галактики також зосереджений в основному поблизу його площини. Він розподілений нерівномірно, утворюючи численні газові хмари - від гігантських неоднорідних по структурі понад хмари протяжністю декілька тисяч світлових років до маленьких хмарок розмірами не більше парсека.

Основним хімічним елементом в наший Галактиці є водень. Приблизно на 1/4 вона складається з гелію. В порівнянні з цими двома елементами інші присутні в дуже невеликих кількостях. В середньому хімічний склад зірок і газу в диску майже такий же, як у Сонця.

Ядро. Однією з найцікавіших областей Галактики вважається її центр, або ядро, розташоване у напрямі сузір'я Стрільця. Видиме випромінювання центральних областей Галактики повністю приховано від нас могутніми шарами поглинаючої матерії. Тому його почали вивчати тільки після створення приймачів інфрачервоного і радіовипромінювання, яке поглинається у значно менше.

Для центральних областей Галактики характерна сильна концентрація зірок: у кожному кубічному парсеку поблизу центру їх міститься багато тисяч. Відстані між зірками в десятки і сотні разів менше, ніж на околицях Сонця. Якби ми жили на планеті біля зірки, що знаходиться поблизу ядра Галактики, то на небі були б видні десятки зірок, по яскравості дорівнюючих Місяцю, і багато тисяч яскравіших, ніж найяскравіші зірки нашого неба.

Крім великої кількості зірок в центральній області Галактики біля ядра спостерігається газовий диск, що складається переважно з молекулярного водню. Його радіус перевищує 1000 світлових років. Ближче до центру розташовуються області іонізованого водню і численні джерела інфрачервоного випромінювання, що свідчать про зірко утворення, яке там відбувається. У самому центрі Галактики передбачається існування масивного компактного об'єкту - чорної дірки масою близько мільйона мас Сонця. У центрі знаходиться також яскраве радіоджерело Стрілець А, походження якого пов'язують з активністю ядра.

Місце Сонця в Галактиці. В околицях Сонця можна прослідкувати ділянки двох спіральних рукавів, віддалених приблизно на 3 000 св.р. За назвами сузір'їв, де вони спостерігаються, їх називають рукавом Стрільця і рукавом Персея. Сонце знаходиться майже точно посередині між ними. Щоправда, недалеко від Сонця, в сузір'ї

Оріона, проходить ще один, не так явно виражений рукав, який вважається розгалуженням одного з основних спіральних рукавів.

Відстань від Сонця до центру Галактики становить, за різними оцінками, 22-33 тис. св. р. (мал.26.2). Відносно найближчих зір Сонце рухається зі швидкістю 16 км/с в напрямку сузір'я Геркулеса. Разом з усіма близькими зорями Сонне обертається навколо центра Галактики в напрямку на сузір'я Лебедя зі швидкістю близько 250 км/с.

Період обертання Сонця навколо центра Галактики становить приблизно 200 млн. років і називається галактичним роком.

Спіральні рукави як ціле і окремі зорі рухаються навколо центра Галактики з різними швидкостями. Кожна зоря то потрапляє у спіральний рукав, то виходить із нього. І тільки Сонце знаходиться в такому її місці, де його швидкість навколо центра Галактики практично збігається зі швидкістю спірального рукава.

Така ситуація загалом неординарна для Галактики. Саме на цій віддалі від центра за всю історію свого існування Сонце жодного разу не потрапило в спіральні рукави. Для Землі це вкрай сприятливо, бо якби ми потрапили в спіральний рукав, бурхливі процеси, що породжують смертоносне випромінювання, знищили б усе живе на Землі. Отже, наша планета існує у відносно спокійному місці Галактики впродовж мільярдів років, не відчуваючи катастрофічного впливу космічних ка-таклізмів. І, можливо, саме тому на Землі могло зберегтися життя.

Довгий час положення Сонця серед зір вважалося найзви-чайнісіньким. Сьогодні ми знаємо, що це не так: у певному розумінні воно привілейоване. І це треба враховувати, обмірковуючи можливість життя в інших частинах нашої Галактики.