Сергей Попов - Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени - от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной

Наша Галактика (Млечный Путь) – крупная система, состоящая из темного вещества, звезд, газа и пыли. Мы не можем видеть Галактику снаружи, поэтому не знаем многих деталей ее строения, однако нам известно, что это дисковая спиральная галактика. В центральной части находится балдж – сфероидальный компонент Галактики размером несколько тысяч световых лет, а в самом центре расположена сверхмассивная черная дыра массой около 4 млн солнечных. Поперечник звездного диска Галактики составляет около 100 000 световых лет, толщина его в десятки раз меньше диаметра. Наша звезда находится вблизи плоскости диска – примерно в 25 000–27 000 световых лет от его центра, поэтому на небе мы видим красивую полосу Млечного Пути – это основная масса звезд Галактики (всего их в ней несколько сотен миллиардов). Масса звезд составляет примерно 100 млрд масс Солнца, но основная (90 % по массе) составляющая Галактики нам не видна: диск погружен в сфероидальное гало размером около миллиона световых лет, состоящее в основном из темного вещества.

Галактике около 13 млрд лет, так что в ней есть очень старые звезды. Однако в диске присутствует много газа и пыли, поэтому и сейчас там продолжается процесс звездообразования. Благодаря этому раз в несколько десятков лет вспыхивают сверхновые, обогащая межзвездную среду тяжелыми элементами.

Наша Галактика не одинока: у нее есть десятки карликовых спутников и пара больших соседей – туманность Андромеды и галактика в Треугольнике. Вместе они формируют Местную группу галактик.

Основными структурными компонентами Галактики являются диск, балдж и гало. В центральной части Галактики также выделяют так называемый бар, или перемычку. Полная масса Галактики составляет около триллиона масс Солнца, бóльшая ее часть приходится на гало, состоящее в основном из темного вещества. Масса звезд составляет около 100 млрд солнечных, и это в основном звезды диска. Характерный размер (диаметр) диска составляет около 100 000 световых лет, а средняя толщина – несколько тысяч. Балдж находится в центральной части Галактики, имеет округлую форму, размеры в несколько тысяч световых лет и в несколько раз легче диска. Гало размером в сотни тысяч световых лет охватывает всю Галактику.

Основные компоненты Галактики: диск, балдж и гало.

Звезды на ночном небе – объекты нашей Галактики. Полоса Млечного Пути, содержащая миллиарды звезд, – это ее основная часть, диск (наша Галактика относится именно к дисковым галактикам). Кроме того, в диске много газа и пыли, и именно поэтому Млечный Путь не выглядит ровной «небесной дорогой», а кажется местами «клочковатым»: сами звезды распределены достаточно равномерно, но газопылевые облака поглощают свет звезд, и в Млечном Пути появляются прожилки и провалы.

Спиральные рукава выделяются, потому что в них идет звездообразование и присутствует много массивных ярких звезд.

Из-за наличия большого количества газа и пыли в плоскости диска огромное количество звезд Галактики оказывается скрытым от нас. Однако наличие плотной межзвездной среды приводит к формированию новых поколений светил, так что звездный диск содержит много молодых объектов. Поэтому там присутствуют и массивные звезды высокой светимости, обладающие коротким временем жизни. Именно они очерчивают спиральный узор галактик, поскольку, как правило, именно в спиральных рукавах наиболее активно идет звездообразование. Между тем есть в диске и старые звезды, родившиеся в нем, некоторым из которых, как Солнцу, несколько миллиардов лет. А самые старые – ровесники Галактики – могли попадать в него в результате динамической звездной эволюции или поглощения галактик-спутников.

Для определения деталей структуры Галактики необходимо достаточно точно измерять расстояния до разных объектов, прежде всего звезд. Однако пока точные расстояния, в первую очередь благодаря работе спутника Hipparcos, доступны лишь для нескольких десятков тысяч звезд в пределах примерно тысячи световых лет от нас. В ближайшие годы станут доступны полные данные наблюдений космического телескопа Gaia. Это даст измерения расстояний для сотен миллионов звезд вплоть до десятков тысяч световых лет. Тогда станет возможным построить карту распределения и движения звезд примерно половины нашей Галактики. Пока же в вопросе ее строения есть существенные неясности.