Bizonyos mértékben többet tudunk a távoli csillagrendszerekről, mint a saját galaxisunkról, a Tejútról. Szerkezetét nehezebb tanulmányozni, mint bármely más galaxis szerkezetét, mert belülről kell tanulmányoznia, és sok minden nem olyan könnyen látható. A csillagközi porfelhők számtalan távoli csillag fényét elnyelik.
Csak a rádiócsillagászat fejlődésével és az infravörös teleszkópok megjelenésével tudták megérteni a tudósok, hogyan működnek Galaxisunk. De sok részlet a mai napig tisztázatlan. Nagyjából becsülik még a Tejútrendszer csillagainak számát is. A legújabb elektronikus útmutatók 100-300 milliárd csillagot hívnak.
Nem is olyan régen azt hitték, hogy a mi galaxisunknak 4 nagy karja van. De 2008-ban a Wisconsini Egyetem csillagászai közzétették a Spitzer Űrtávcső által készített mintegy 800 000 infravörös kép feldolgozásának eredményeit. Elemzésük azt mutatta, hogy a Tejútnak csak két karja van. Ami a többi hüvelyt illeti, ezek csak keskeny oldalágak. Tehát a Tejút egy spirális galaxis, két karral. Meg kell jegyezni, hogy a számunkra ismert spirális galaxisok többségének is csak két karja van.
"A Spitzer-távcsőnek köszönhetően lehetőségünk van a Tejútrendszer szerkezetének újragondolására" - mondta Robert Benjamin, a Wisconsini Egyetem csillagász az Amerikai Csillagászati Társaság konferenciáján. "Ugyanúgy finomítjuk a Galaxisról alkotott megértésünket, mint évszázadokkal ezelőtt, amikor a felfedezők körüljárták a földkerekséget, finomították és újragondolták a Föld kinézetével kapcsolatos korábbi elképzeléseiket."
A XX. Század 90-es évek eleje óta az infravörös tartományban végzett megfigyelések egyre inkább megváltoztatják a Tejútrendszer felépítésével kapcsolatos ismereteinket, mert az infravörös távcsövek lehetővé teszik a gáz- és porfelhőkön átnézést, és azt, hogy mi a hagyományos teleszkópok számára megközelíthetetlen.
2004 - Galaxisunk korát 13,6 milliárd évre becsülték. Nem sokkal az Ősrobbanás után keletkezett. Kezdetben diffúz gázbuborék volt, amely főleg hidrogént és héliumot tartalmazott. Idővel ez egy hatalmas spirálgalaxissá vált, amelyben most élünk.
Általános tulajdonságok
Promóciós videó:
De hogyan haladt a Galaxisunk fejlődése? Hogyan alakult ki - lassan vagy éppen ellenkezőleg, nagyon gyorsan? Hogyan volt telített nehéz elemekkel? Hogyan változott a Tejút alakja és kémiai összetétele évmilliárdok alatt? A tudósoknak még nem kell részletes választ adniuk ezekre a kérdésekre.
Galaxisunk körülbelül 100 000 fényév hosszú, a galaktikus korong átlagos vastagsága pedig körülbelül 3000 fényév (domború részének - a dudornak - a vastagsága eléri a 16 000 fényévet). Brian Gensler ausztrál csillagász azonban 2008-ban a pulzárok megfigyelésének eredményeit elemezve azt sugallta, hogy a galaktikus korong valószínűleg kétszer olyan vastag, mint általában hiszik.
Galaktikusunk kozmikus méretek szerint nagy vagy kicsi? Összehasonlításképpen: az Androméda-köd, amely a legközelebbi nagy galaxis, körülbelül 150 000 fényév.
2008 végén a kutatók rádiócsillagászati módszerekkel megállapították, hogy a Tejút gyorsabban forog, mint azt korábban gondolták. E mutató alapján ítélve annak tömege körülbelül másfélszer nagyobb, mint azt általában hitték. Különböző becslések szerint 1,0 és 1,9 billió naptömeg között mozog. Ismét, összehasonlításképpen: az Andromeda-köd tömegét legalább 1,2 billió naptömegre becsüljük.
A galaxisok szerkezete
Tehát, a Tejút nem kisebb, mint az Andromeda-köd. "Már nem szabad galaxisunkat az Andromeda-köd kishúgaként kezelni" - mondta Mark Reid csillagász, a Harvard Egyetem Smithsonian Asztrofizikai Központjának munkatársa. Ugyanakkor, mivel Galaxisunk tömege a vártnál nagyobb, gravitációs ereje is nagyobb, ami azt jelenti, hogy nő a közelünkben lévő más galaxisokkal való ütközés valószínűsége.
Fekete lyuk
Galaxisunkat egy gömb alakú glória veszi körül, amely eléri a 165 000 fényévet. A csillagászok néha a glóriát "galaktikus légkörnek" nevezik. Körülbelül 150 gömbhalmaz, valamint kevés ősi csillag található. A glóriatér többi része megritkult gázzal, valamint sötét anyaggal van tele. Ez utóbbi tömegét körülbelül billió naptömegre becsülik.
A Tejút spirálkarjai óriási mennyiségű hidrogént tartalmaznak. Itt születnek tovább a csillagok. Idővel a fiatal csillagok elhagyják a galaxisok karjait, és "vándorolnak" a galaktikus lemezre. A legnehezebb és legfényesebb csillagok azonban meglehetősen rövid ideig élnek, ezért nincs idejük elköltözni születési helyükről. Nem véletlen, hogy Galaxisunk karjai olyan fényesen izzanak. A Tejút nagy részét kicsi, nem túl masszív csillagok alkotják.
A Tejút központi része a Nyilas csillagképben található. Ezt a területet sötét gáz- és porfelhők veszik körül, amelyeken túl semmi sem látszik. Csak az ötvenes évek óta, a rádiócsillagászat eszközeivel, tudósok képesek fokozatosan meglátni, mi rejlik ott. A Galaxis ezen részén egy hatalmas rádióforrást fedeztek fel, amelyet Nyilas A.-nak hívtak. A megfigyelések azt mutatták, hogy itt egy tömeg koncentrálódik, amely több milliószor meghaladja a Nap tömegét. Erre a tényre a legalkalmasabb magyarázat csak akkor lehetséges: galaxisunk közepén fekete lyuk van.
Most valamiért szünetet tartott magának, és nem mutat sok aktivitást. Az anyagáramlás itt nagyon kevés. Lehet, hogy idővel a fekete lyuknak étvágya lesz. Aztán újra el fogja szívni a körülötte lévő gáz és por fátylát, és a Tejút csatlakozik az aktív galaxisok listájához. Lehetséges, hogy ezt megelőzően a Galaxis közepén a csillagok erőteljesen megjelenni kezdenek. Az ilyen folyamatokat valószínűleg rendszeresen megismétlik.
2010 - Az amerikai csillagászok a gamma-sugárzás forrásainak megfigyelésére tervezett Fermi Űrtávcsővel két titokzatos struktúrát fedeztek fel galaxisunkban - két hatalmas gamma-sugárzást kibocsátó buborékot. Mindegyik átlagosan 25 000 fényév átmérőjű. A Galaxis közepétől északi és déli irányban szétszóródnak. Talán olyan részecskefolyamokról beszélünk, amelyeket egykor a Galaxis közepén lévő fekete lyuk bocsátott ki. Más kutatók úgy vélik, hogy gázfelhőkről beszélünk, amelyek csillagok születésekor robbantak fel.
A Tejútrendszer körül több törpe galaxis található. Ezek közül a leghíresebbek a Nagy és a Kis Magellán Felhők, amelyeket egyfajta hidrogénhíd köt össze a Tejútrendszerrel, egy hatalmas gázcsomóval, amely e galaxisok mögött húzódik. A "Magellán-patak" nevet kapta. Körülbelül 300 000 fényévre terjed ki. Galaxisunk folyamatosan elnyeli a legközelebbi törpe galaxisokat, különösen a Sagitarius galaxist, amely 50 000 fényévnyire található a galaktikus központtól.
Marad hozzá, hogy a Tejútrendszer és az Androméda-köd egymás felé mozog. Feltehetően 3 milliárd év múlva mindkét galaxis összeolvad és egy nagyobb elliptikus galaxist alkot, amelyet már "Tejméznek" neveztek el.
A Tejút eredete
Sokáig azt hitték, hogy a Tejút fokozatosan alakul ki. 1962 - Olin Eggen, Donald Linden-Bell és Allan Sandage felvetett egy hipotézist, amely ELS modellként vált ismertté (a vezetéknevük kezdőbetűiről kapta a nevét). Elmondása szerint egyszer a homogén gázfelhő forog a Tejútrendszer helyett. Gömbre hasonlított, és megközelítőleg 300 000 fényév volt, elsősorban hidrogénből és héliumból állt. A gravitáció hatására a protogalaxia összezsugorodott és lapossá vált; ugyanakkor a forgása érezhetően felgyorsult.
Andromeda ködje
Csaknem két évtizede ez a modell megfelelt a tudósoknak. De az új megfigyelések azt mutatták, hogy a Tejút nem keletkezhetett úgy, ahogy a teoretikusok diktálták.
E modell szerint először egy glória képződik, majd egy galaktikus korong. De a lemez nagyon ősi csillagokat is tartalmaz, például az Arcturus vörös óriást, amelynek életkora meghaladja a 10 milliárd évet, vagy számos azonos korú fehér törpét.
Globális klasztereket találtak mind a galaktikus korongban, mind a glóriában, amelyek fiatalabbak, mint azt az ELS modell sugallja. Nyilvánvaló, hogy későbbi Galaxisunk elnyeli őket.
A glóriában sok csillag más irányba forog, mint a Tejútrendszer. Talán ők is valamikor a Galaxison kívül voltak, de aztán belehúztak ebbe a "csillagörvénybe" - mint egy véletlenszerű úszó egy örvényfürdőben.
1978 Leonard Searle és Robert Zinn saját modellt javasoltak a Tejútrendszer kialakításához. "SZ modellnek" nevezték ki. Most a Galaxis története sokkal bonyolultabbá vált. Nem olyan régen, a csillagászok elméjében fiatalságát olyan egyszerűen írták le, mint a fizikusok véleménye szerint a lineáris transzlációs mozgást. A történés mechanikája jól látható volt: homogén felhő volt; csak egyenletesen eloszló gázból állt. Semmi sem bonyolította jelenlétével a teoretikusok számításait.
Most a tudósok látomásában egy hatalmas felhő helyett egyszerre több kicsi, fantasztikusan elszórt felhő jelent meg. Köztük voltak a csillagok; azonban csak a glóriában helyezkedtek el. A glórián belül minden reszketett: a felhők összeütköztek; a gáztömegeket összekeverték és tömörítették. Idővel galaktikus korong keletkezett ebből a keverékből. Új csillagok kezdtek megjelenni benne. De ezt a modellt később kritizálták.
Lehetetlen volt megérteni, mi köti össze a glóriát és a galaktikus lemezt. Ennek a megvastagodó korongnak és a körülötte lévő ritka csillagburoknak alig volt közös vonása. Már miután Searle és Zinn összeállította modelljét, kiderült, hogy a glória túl lassan forog, hogy galaktikus lemezt képezzen. A kémiai elemek megoszlása alapján ez utóbbi protogalaktikus gázból származik. Végül kiderült, hogy a korong szögmomentuma tízszer nagyobb, mint a glória.
A titok az, hogy mindkét modell tartalmaz egy szem igazságot. A baj az, hogy túl egyszerűek és egyoldalúak. Úgy tűnik, hogy mindkettő ugyanannak a receptnek a töredéke, amely alapján a Tejút létrejött. Eggen és munkatársai felolvastak néhány sort ebből a receptből, Searle és Zinn pedig még néhányat. Ezért, megpróbálva elképzelni galaxisunk történetét, időnként ismerős sorokat veszünk észre, amelyeket már egyszer elolvastunk.
Tejút. Számítógépes modell
Tehát az egész nem sokkal az Nagy Bumm után kezdődött. „Ma általánosan elfogadott, hogy a sötét anyag sűrűségének ingadozása az első struktúrákat eredményezte - az úgynevezett sötét halókat. A gravitációs erőnek köszönhetően ezek a struktúrák nem bomlottak szét”- jegyzi meg Andreas Burkert német csillagász, a Galaxis születésének új modelljének a szerzője.
A sötét halák a jövő galaxisainak embrióivá - magjává váltak. A gravitáció hatására körülöttük felhalmozódott gáz. Homogén összeomlás történt, amint azt az ELS modell leírja. Már 500-1000 millió évvel az Ősrobbanás után a sötét halókat körülvevő gázcsomók csillagok "inkubátorai" lettek. Kis protogalaxisok jelentek meg itt. Sűrű gázfelhőkben keletkeztek az első gömbhalmazok, mert itt több százszor gyakrabban születtek csillagok, mint bárhol máshol. A protogalaxisok összeütköztek és összeolvadtak egymással - így alakultak ki nagy galaxisok, beleértve a Tejútrendszerünket is. Ma sötét anyag veszi körül, és egyetlen csillagok és gömbhalmazaik glóriája veszi körül, ezek a világegyetem romjai, amelyek kora meghaladja a 12 milliárd évet.
A protogalaxisokban sok nagyon hatalmas csillag volt. Néhány tízmillió év alatt többségük felrobbant. Ezek a robbanások nehéz vegyi elemekkel gazdagították a gázfelhőket. Ezért nem olyan csillagok születtek a galaktikus korongban, mint a glóriában - százszor több fémet tartalmaztak. Ezenkívül ezek a robbanások hatalmas galaktikus örvényeket generáltak, amelyek felmelegítették a gázt, és kisöpörték a protogalaxisokból. A gáztömeg és a sötét anyag elválasztása megtörtént. Ez volt a galaxisok kialakulásának legfontosabb állomása, amelyet korábban egyetlen modell sem vett figyelembe.
Ugyanakkor a sötét glóriák egyre inkább ütköztek egymással. Sőt, a protogalaxisok kinyújtódtak vagy szétestek. Ezek a katasztrófák azokra a csillagláncokra emlékeztetnek, amelyek a Tejútrendszer glóriájában az "ifjúság" napjaiban megmaradtak. Helyzetük tanulmányozásával fel lehet mérni az adott korszakban lezajlott eseményeket. Fokozatosan hatalmas gömb alakult ki ezekből a csillagokból - a glória, amelyet látunk. Ahogy lehűlt, gázfelhők hatoltak be benne. Szöglendületük megmaradt, mert nem egyetlen pontba omlottak össze, hanem egy forgó korongot képeztek. Mindez több mint 12 milliárd évvel ezelőtt történt. A gázt az ELS modellben leírtak szerint sűrítették.
Ekkor kialakul a Tejút "domborulata" is - középső része ellipszoidra emlékeztet. A Bulge nagyon régi csillagokból áll. Valószínűleg a legnagyobb protogalaxisok egyesüléséből adódott, amelyek a leghosszabb ideig tartották a gázfelhőket. Köztük voltak neutroncsillagok és apró fekete lyukak - felrobbant szupernóvák emlékei. Összeolvadtak egymással, egyidejűleg elnyelve a gázáramokat. Talán így született egy hatalmas fekete lyuk, amely most a mi Galaxisunk közepén van.
A Tejút története sokkal kaotikusabb, mint azt korábban gondolták. A kozmikus mércével is lenyűgöző otthoni galaxisunk számos ütközés és egyesülés után - egy sor kozmikus katasztrófa után - jött létre. Ezeknek a régi eseményeknek a nyomai ma is megtalálhatók.
Így például a Tejútrendszer összes csillaga nem forog a galaktikus középpont körül. Valószínűleg a Galaxis fennállása több milliárd éve alatt sok utastársat „elnyelt”. A galaktikus glóriában minden tizedik csillag kevesebb, mint 10 milliárd éves. Addigra a Tejút már kialakult. Talán ezek az egykor elfogott törpe galaxisok maradványai. Gerard Gilmour vezetésével a Csillagászati Intézet (Cambridge) brit tudósainak egy csoportja kiszámította, hogy a Tejútrendszer látszólag 40-60 törpe galaxist képes elnyelni, mint Karin.
Ezenkívül a Tejút hatalmas gáztömegeket vonz. Tehát 1958-ban a holland csillagászok sok apró foltot vettek észre a glóriában. Valójában gázfelhőknek bizonyultak, amelyek főleg hidrogénatomokból álltak, és a galaktikus lemez felé rohantak.
Galaxisunk a jövőben nem fogja mérsékelni étvágyát. Talán elnyeli a hozzánk legközelebb eső törpe galaxisokat - Fornaxot, Karinát és valószínűleg Sextans-t, majd egyesül az Andromeda-köddel. A Tejútrendszer körül - ez a kielégíthetetlen "kannibál csillag" - még pusztábbá válik.
A. Volkov