Глава 1. Наше место во Вселенной

Шаг 5: Наша Галактика

Чтобы увидеть полную картину спирального узора нашей Галактики нам придется отлететь от нее на расстояние порядка 100 тысяч световых лет. Астрономам известно довольно много спиральных галактик, наподобие NGC 1232, фотография которой приведена здесь. Наша Галактика должна быть на нее похожа... Большинство звезд Галактики (всего их около 150 миллиардов) располагаются в диске толщиной около 3 тыс. св. лет, который на небо проецируется в виде Млечного Пути (часто и саму нашу Галактику называют Млечным Путем). Ось вращения Галактики перпендикулярна диску. По оценкам разных авторов, Солнце расположено на расстоянии 24.5±1.3 тыс. св. лет от центра Галактики, наблюдаемого в направлении созвездия Стрельца, и вращается вокруг него со скоростью порядка 220 км/сек, делая полный оборот примерно за 200 млн. лет (этот промежуток называется галактический год). Граница звездного диска нашей Галактики удалена от центра примерно на 50 тыс. св. лет, но газ (атомарный водород), по данным радионаблюдений, прослеживается вплоть до расстояний свыше 80 тыс. св. лет от центра; наконец, наша Галактика погружена в гигантское сферическое облако темной материи (которую мы не можем видеть, т.к. составляющие ее частицы не взаимодействуют со светом, проявляя себя только в гравитационном взаимодействии) радиусом около 500 тыс. св. лет. Полная масса Млечного Пути (с учетом темной материи) составляет 1.9·10¹² масс Солнца (согласно недавней оценке М.И. Уилкинсона и Н.У. Эванса).

К сожалению, по тем данным, которые имеются у исследователей сегодня, однозначно восстановить полную картину спиральной структуры нашей звездной системы по наблюдениям с Земли не удается. Все-таки карты проще строить по наблюдениям "извне", чем "изнутри" (как говорится, "за деревьями лес не разглядишь"); к тому же астрономам мешает поглощающая свет материя. Тем не менее, ученые пытаются решить эту непростую задачу. Здесь приведена одна из наиболее распространенных карт спиральной структуры Галактики, которую построили еще в 1976 году Ж. и И. Жоржелен (Франция) и уточнили в 1993 году Дж. Тейлор и Дж. Корде (США). В качестве индикатора спиральной структуры здесь использованы зоны HII - гигантские облака ионизованного водорода (обозначены синими точками разного размера, в зависимости от размера облаков), которые, как известно по изображениям других галактик, очень хорошо очерчивают спиральные рукава. Вытянутыми прямоугольниками показаны направления, в которых луч зрения проходит по касательной к спиралям (судя по направлениям, с которых приходит радиоизлучение наибольшей интенсивности). Колечко, символизирующее Солнце, в масштабе этого изображения соответствует размеру 2000 св. лет - примерно таков размер Местной системы звезд, о которой шла речь выше. Крестиком показано положение центра Галактики, стрелкой - направление ее вращения. Цифрами обозначены: 1 - рукав Персея, 2 - рукав Киля-Стрельца, 3 и 4 - два внутренних рукава, не прослеживаемые в окрестностях Солнца. Рукав Ориона-Лебедя не показан, т.к. он, как было сказано выше, не принадлежит к числу основных. Согласно этой модели, Галактика имеет четыре основных спиральных рукава, но полного согласия между исследователями по этому вопросу пока нет: другие авторы полагают, что Галактика имеет два, три или шесть рукавов. Заметим, что данные о структуре Галактики на противоположной от Солнца стороне неполны, поэтому там не показано расположение спиралей.

Некоторые важные структурные элементы Галактики не показаны на этом рисунке. Это кольцо нейтрального водорода, располагающееся внутри солнечной орбиты, и звездная перемычка (бар) вблизи центра Галактики, поскольку, в соответствии с результатами недавних исследований, наша Галактика является пересеченной спиралью.