МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ

К сожалению, самые яркие части Млечного Пути недоступны для наблюдателей Северного полушария. Чтобы увидеть их, нужно отправиться к экватору, а еще лучше – расположиться между 20 и 40°ю.ш. и наблюдать небо ок. 10 ч вечера в конце апреля или начале мая. Высоко на небосводе расположен Южный Крест, а низко на северо-западе виден Сириус. Между ними проходит неяркий и узкий Млечный Путь, но он становится намного ярче и интереснее в 30° к западу от Южного Креста, в созвездии Киля. По мере того как на востоке поднимаются Стрелец и Скорпион, появляются самые яркие и великолепные части Млечного Пути. Наиболее замечательная его область видна поздним вечером в июне-июле, когда Облако Стрельца расположено вблизи зенита. На фоне однородного свечения, вызванного тысячами и тысячами не различимых для глаза далеких звезд, можно заметить темные облака и «прожилки» холодной космической пыли. Каждый, кто хочет понять строение нашей Галактики, должен найти время для наблюдения Млечного Пути – этого поистине замечательного и наиболее грандиозного из небесных явлений.

Чтобы различить мириады звезд, составляющих Млечный Путь, достаточно бинокля или небольшого телескопа. Наибольшая концентрация звезд и максимальная ширина Млечного Пути наблюдаются в созвездиях Стрельца и Скорпиона; наименее населен звездами он на противоположной стороне неба – вблизи Пояса Ориона и Капеллы. Точные астрономические наблюдения подтверждают первое визуальное впечатление: полоса Млечного Пути отмечает центральную плоскость гигантской дискообразной звездной системы – нашей Галактики, которую часто называют «галактика Млечный Путь». Одной из ее звезд является наше Солнце, расположенное очень близко от центральной плоскости Галактики. Однако Солнце находится не в центре галактического диска, а на расстоянии двух третей от его центра к краю. Звезды, составляющие Млечный Путь, находятся от Земли на разных расстояниях: некоторые не далее 100 св. лет, а большинство удалено на 10 000 св. лет и даже дальше. Звездное облако в Стрельце и Скорпионе отмечает направление на центр Галактики, находящийся от Земли приблизительно на расстоянии 30 000 св. лет. Диаметр всей Галактики составляет по крайней мере 100 000 св. лет.

Состав Млечного Пути.

Часть звезд образует группы, называемые звездными скоплениями. Некоторые из них видны невооруженным глазом, например Плеяды. Это типичное рассеянное скопление; обычно такие скопления содержат от 50 до 2000 звезд. Кроме рассеянных скоплений существуют значительно более крупные шаровые скопления, содержащие до нескольких миллионов звезд. Эти скопления существенно различаются по возрасту и звездному составу. Рассеянные скопления сравнительно молоды: их типичный возраст ок. 10 млн. лет, т.е. ок. 1/500 возраста Земли и Солнца. Они содержат много массивных ярких звезд. Шаровые скопления очень стары: с момента их формирования прошло 10–15 млрд. лет, т.е. они состоят из наиболее старых звезд Галактики, среди которых сохранились лишь маломассивные. Рассеянные скопления расположены вблизи галактической плоскости, где много межзвездного газа, из которого формируются звезды. Шаровые скопления заполняют галактическое гало, окружающее диск, и заметно концентрируются к центру Галактики. См. также ГАЛАКТИКИ; ЗВЕЗДЫ;СОЗВЕЗДИЕ.

Масса Галактики не менее 2Ч10¹¹ масс Солнца. В основном это звезды, но 5% ее массы приходится на межзвездное вещество – газ и пыль. Межзвездное вещество заполняет пространство между звездами в галактическом диске толщиной ок. 600 св. лет, причем внутри диска оно концентрируется к спиральным рукавам Галактики. Значительная часть межзвездного вещества объединена в массивные холодные облака, в недрах которых формируются звезды. См. также МЕЖЗВЕЗДНОЕ ВЕЩЕСТВО.

Галактика Млечный Путь – одна из сотен миллионов подобных ей звездных систем, обнаруженных во Вселенной с помощью крупных телескопов. Ее часто называют «нашей звездной системой». Она относится к крупным галактикам, имеющим быстрое вращение и четкие спиральные рукава, в которых сконцентрированы молодые горячие звезды и разогретые их излучением облака газа, называемые «эмиссионными туманностями». С помощью оптических телескопов не удается изучить всю Галактику, поскольку свет не проникает сквозь плотные межзвездные облака газа и пыли, которых особенно много в направлении к центру Галактики. Однако для инфракрасного излучения и радиоизлучения пыль не помеха: с помощью соответствующих телескопов удается исследовать всю Галактику и даже пробиться к ее плотному ядру. Наблюдения показали, что звезды и газ в галактическом диске движутся со скоростью около 250 км/с вокруг центра Галактики. Наше Солнце вместе с планетами тоже движется с такой скоростью, совершая один оборот вокруг галактического центра примерно за 200 млн. лет.

Не было, наверное, ни одного народа на Земле, который не обратил бы внимания на Млечный Путь, тонкой пеленой опоясывающий ночное небо, и не придумал бы ему свое объяснение. Название нашей Галактике дали древние греки, и именно легенда, о Гере, напоившей своим молоком Геракла, сына Зев са и прекрасной смертной Алкмены, остается наиболее попу лярной из всех. Кому же шествовать в небесах, как не небожи телям. Греки, а вслед за ними и римляне, считали, что, только идя по этому звездному пути, можно встретиться с Зевсом в его дворце. Аборигены Австралии говорят, что Млечный Путь ве дет к дому богов, а якуты называли его "Следами Бога".

Действительно, это скопление звезд более всего напомина ет извилистый путь во Вселенной. Американский поэт Генри Лонгфелло назвал нашу Галактику "широкой белой дорогой в небеса, путем призраков и теней". Древние венгры верили, что по Млечному Пути скачут погибшие в сражениях воины.

Североамериканские индейцы были уверены, что дорогу в небесах протоптала антилопа, соревнующаяся в беге с оленем.

Народ майя, до прибытия испанцев безраздельно правив ший на просторах Центральной Америки, перепутав низ с верхом, считал, что Млечный Путь — это Шибальба, царство смерти, где жестокие боги терзают души умерших. С потус торонним миром связывали его и чернокожие жители Вос точной Африки, считая, что это — дым от костров их умер ших предков.

Есть и более прозаические объяснения. Самые малень кие люди на Земле, бушмены, думали: среди звезд летают хлопья пепла, брошенные давным-давно девушкой из их племени. Древняя персидская легенда рассказывает, что Млечный Путь — это разбросанная солома, которую некий человек ухватил однажды с чужого воза. Вора заметили и кинулись в погоню, а он так припустил, что забежал на не бо, да и там не остановился, пока всю краденую солому не растерял...

Одно из самых поэтических сказаний родилось в Эстонии. Была у правителя небес Юкко красавица-дочь Линда, пове левавшая перелетными птицами. Посватался к ней однажды прекрасный жених — Северное Сияние, принес в подарок ей тысячу белых коней. Посватался, да и пропал, исчез в север ных просторах. Поднял тогда старый Юкко Линду к самым высоким звездам. Бродит там бедная невеста, плачет, жени ха своего разыскивает. А ее свадебная фата, длинная и сереб ристая — это и есть Млечный Путь.

В мире галактик творческая многогранность природы проявляется не менее ярко, чем, например, в ми ре микроорганизмов. Ученые не перестают удивляться огромному многообразию форм этих "косми ческих мегаполисов", среди которых наш Млечный Путь отнюдь не является эталоном. Однако подобно тому, как, изучая Солнце, мы узнаем многое о свойствах иных звезд, исследование нашей звездной систе мы помогает разобраться в том, что происходит за ее пределами. Путь от Земли в бесконечность про ходит через нашу Галактику.

Действительная картина звездно го неба в общих чертах соответству ет модели, предложенной Райтом. Мы наблюдаем обод "звездного жер нова" в виде опоясывающей все небо серебристой полосы Млечного Пути, вне которой звезд встречается не сравнимо меньше.

За два века астрономия внесла существенные коррективы в схему Райта. Выяснилось, например, что Солнечная система не так близка к "втулке", как считал исследова тель. На самом деле, она размеща ется ближе к "ободу". Более того, сама Галактика лишь в самом гру бом приближении может быть срав нена с жерновом или колесом. Весь ма сложной оказалась ее спирале видная структура, да и вращение Галактики не похоже на вращение твердого тела. Но главная идея Рай та о том, что видимое распределе ние звезд на небе отражает как строение звездной системы, так и наше расположение в ней, лежит в основе современной звездной астро номии.

Руководствуясь этой идеей, по пробуем представить, как выглядело бы небо, если бы мы занимали в Галактике иное место. Перенесемся мысленно в центр Млечного Пути. Здесь нет, как некогда думали, ка кой-то массивной "сверхзвезды", которая своим тяготением заставля ет остальные звезды вращаться во круг себя. Центральные области на шей Галактики, или ее ядро, пред ставляют собой огромное и весьма густое скопление звезд, среди кото рых преобладают красные гиганты. Оттуда, из центра Галактики, звезд ный мир выглядел бы намного эф фектнее, чем его наблюдаем мы. Ве ликое множество очень ярких крас новатых звезд усеивало бы небо склон. От привычного для земного наблюдателя Млечного Пути не ос талось бы и следа. Во-первых, пото му, что как раз в направлении на "обод" расположены те темные ту манности, которые обволакивают галактическое ядро. И, во-вторых, будь мировое пространство совсем прозрачным, то и в этом случае сла­босветящаяся полоса Млечного Пу ти совсем терялась бы за бриллиан товой россыпью ярких звезд "перед него фона".

Удалимся теперь на самый край нашей Галактики, который, кстати сказать, выражен весьма нечетко. В направлении к своим краям галак тики, типа нашей, постепенно схо дят "на нет", и о их радиусе можно говорить только условно. Будем считать, что мы находимся в тех об ластях нашей звездной системы, где звезды становятся большой ред костью.

Небо отсюда имеет вид необыч ный, разделяясь на две неравноцен ные половины. Одна из них занята странным дисковидным звездным облаком, напоминающим те галак тики, которые мы наблюдаем "с реб ра". Переливающееся искорками ближайших звезд, оно со всех сторон окружено мрачной черной бездной, где удается заметить только не сколько слабосветящихся туманных точек.

Впрочем, вооружившись телескопом, легко убедиться, что черная бездна не так уж пуста. Всюду в поле зрения виднеются крошечные пят нышки галактик. Их видно не мень ше, а гораздо больше, чем звезд на нашем небе. Отсюда, с границ нашей звездной системы, становится осо бенно ощутимой необъятность кос моса.

Небо приобрело бы еще более эф фектный вид, если бы из центра Га лактики мы отправились не к краю "жернова", а вдоль его "втулки". Поднявшись на высоту, равную ра диусу Галактики, мы могли бы обозревать всю нашу звездную спи раль.

Дивное, величественное зрелище раскрылось бы перед нами. Разве может сравниться с Млечным Путем вся Галактика, видимая плашмя? Извне наша звездная система выг лядит куда более впечатляюще, чем изнутри.

А теперь проделаем другой экспе римент. Представим, что наша Галак тика изменила форму, и из спираль ной превратилась в одну из эллипти ческих галактик, т. е. почти шаровое, внутри которого в любом направле нии концентрация звезд в пространс тве изменяется плавно.

Картина сразу изменилась. Млеч ный Путь исчез. Все небо почти рав номерно заполнилось звездами. Толь ко из-за эксцентричности нашего по ложения в такой Галактике, в нап равлении на ее центр звезд видно больше, чем в противоположной сто роне неба.

Можно представить и другой ва риант. Допустим, что наша звездная система сильно сплющилась. Это тотчас отразилось бы и на виде звез дного неба. Млечный Путь стал уже, но зато намного ярче, и вместо рос сыпи звезд мы увидели бы опоясыва ющий небо светящийся обруч, вне которого виднеются лишь несколько ярких звезд.

Как видно из наших воображае мых прогулок, вид неба определяет ся формой звездной системы и поло жением в ней наблюдателя.

Тайны Млечного Пути

Огромная звездная система, на зываемая Галактикой, что в переводе с греческого означа ет Млечный Путь, состоит из двух триллионов звезд, среди которых есть и наше Солнце. Полоса Млечного Пути в Северном полушарии пересекает небо по созвездиям Орла, Лисички, Лебедя, Цефея, Кассиопеи, Персея, Возничего, Тельца, Ориона и Единорога. В 1610 г. Галилео Галилей в свой небольшой те лескоп первым рассмотрел, что полоса эта состоит из множества звезд.

Очень похожа на наш Млечный Путь спиральная галактика NGC 2997. Ее центральная часть — это, так называе мый, балдж, в центре которого и расположено, собственно, ядро галактики. Звездная плотность здесь достигает максимального значения — почти сто тысяч звезд на кубический парсек (1 пар сек = 3,26 светового года). Из балджа исходят как минимум три спиральных рукава, которые населены молодыми горячими звездами высокой светимос ти. А поскольку такие объекты можно наблюдать с больших расстояний, спи ральная структура видна достаточно четко. Рукава имеют хорошо выражен ную "клочковатую" структуру, состоя щую из газово-пылевых комплексов и областей звездообразования. Наиболь шие комплексы выглядят как неболь шие светлые пятна внутри спиральных рукавов или в непосредственной бли зости от них. На внешних кромках спи ралей расположены пылевые облака.

Формы спиралей говорят о вращении галактики, в результате которого и зак ручиваются рукава. В солнечном секто ре Млечного Пути есть три спиральных рукава. Они названы рукавами Персея, Стрельца-Киля и Ориона-Лебедя. Пос ледний называют также Солнечным ру кавом, поскольку вблизи его внутрен него края как раз и расположено Сол нце. Звездная плотность в окрестнос тях Солнца — приблизительно одна звезда на десять кубических парсеков, что в несколько раз больше средней звездной плотности галактического фо на. Спиральная структура относится к составляющим галактического диска.

Первой галактикой, четкую спи ральную структуру которой удалось рассмотреть, стала NGC 5194 (М 51 или галактика Водоворот), открытая лордом Россом в созвездии Гончих Псов. Она имеет небольшое, но достаточно ак тивное ядро, вблизи которого наблюда ется движение горячего газа со скорос тью 200 км/сек.; мощные, широкие, хорошо развитые спиральные рукава, в которых можно обнаружить скопления горячих звезд; многочисленные полосы темного вещества, частично проникаю щие в область ядра. Верхний спираль ный рукав галактики М 51 огибает ее, проходит параллельно второму рукаву и оканчивается ярким желтым пят нышком сложной конфигурации. Это "пятнышко" — спутник М 51 — непра вильная галактика NGC 5195, которая младше М 51 и по ряду признаков про должает развиваться, скорее всего, в пересекающуюся спираль. Рукава М 51 деформированы, что (учитывая сущес твование объединяющего обе галакти ки звездного моста) позволяет отнести ее к числу взаимодействующих. Га лактика-спутник оборачивается вок руг общего центра масс с периодом, приблизительно, 2,5 млрд. лет. Светя щийся мост между ними образовался около 50 млн. лет назад, когда компоненты двойной системы сблизились.

Но вернемся к Млечному Пути. В его центральной части находится балдж, состоящий из 10 млрд. звезд. Из него выходят три спиральных рукава, о ко торых мы уже говорили, а в центре рас положено ядро нашей Галактики. Сол нечная система же находится в 28 000 световых лет от центра Млечного Пути. Полный диаметр Млечного Пути сос тавляет 100 000 световых лет, то есть, чтобы преодолеть расстояние от одного его края до другого, лучу света необхо димо 100 000 лет. Вот такая огромная наша Галактика, хотя во Вселенной су ществуют и еще большие!

На центральную область Млечного Пути проектируется часть спирального рукава Стрельца-Киля. Темные "прова лы" на снимках — это "угольные меш ки" — плотные облака газа и пыли, тя готеющие к плоскости Галактики. Пог лощение света в них настолько огром но, что звезд, расположенных за этими облаками, просто не видно. Единичные звезды, заметные на фоне "угольных мешков", находятся между наблюдателем и облаками.

Ядро нашей Галактики — это область радиусом около 3000 свето вых лет. На звездном небе центр Галактики находится в направле нии созвездия Стрельца. Идущий от ядра поток излучения в види мом диапазоне длин волн, проходя через газово-пылевые облака, ос лабевает на 30 звездных величин (30™), т.е. в триллион (1012) раз. Центральная область Млечного Пути доступна для наблюдений в инфракрасном, рентгеновском, гамма- и радиодиапазонах.

Вблизи галактического центра, внутри области радиусом около 1000 световых лет можно наблюдать газовые потоки, движущиеся со скоростью около 500 км/сек.

Снимки I и II охватывают область центра Галактики размером 400x900 световых лет. Источники SNR 0.9+0.1, X-ray Thread и Sa gittarius A East, вероятно, представляют собой остатки взрывов Сверхновых. Яркие двойные рентгеновские источники IE содержат черные дыры или нейтронные звезды. Массивные звезды в Дугах (Arches) и других звездных скоплениях (источники DB) имеют ко роткий срок жизни. В недалеком будущем эти звезды закончат свой эволюционный путь во взрывах Сверхновых, пополняя население центра Галактики новыми нейтронными звездами или белыми кар ликами, а межзвездную среду — газово-пылевыми облаками, бога тыми тяжелыми элементами.

Особый интерес представляет центральная часть ядра радиусом менее 3 световых лет в которой сконцентрирована масса, эквивален тная 50 млн. солнечных масс. Именно в этой загадочной области, расположенной в самом сердце нашего звездного острова, наблюда ется гигантское выделение энергии и целая череда удивительных явлений. Снимки III и IV охватывают область около 25 световых лет. В центральной части изображения находятся три ис точника радиоизлучения. Sagittarius A East — остаток взрыва Сверхновой, произошедшего 10 000 лет назад, (плюс 25 000 лет, в течение которых свет дошел до земного наблюдателя), Sagittarius A West — структура, сос тоящая из газа, двигающегося по спи рали в направлении Sagittarius A. Последний, вероятнее всего, пред ставляет собой черную дыру, массой три миллиона солнечных. На изображении (V), полученном Chandra, видно четыре ярких пере менных рентгеновских источника, которые были открыты в пределах 3 световых лет от Sagittarius-A (Sgr-A). Переменность этих объек тов наводит на мысль о том, что они представляют собой двойные систе мы, в которых черная дыра или ней тронная звезда вытягивает материю из расположенной рядом звезды-ком паньона. Такая высокая концентра ция двойных рентгеновских источни ков в этом регионе — косвенное доказа­тельство того, что вокруг Sgr-A сфор мировался плотный "рой" из черных дыр и нейтронных звезд массами более 10 000 солнечных масс.

Наличие сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики было доказано сравнительно недавно. В нас тоящее время астрофизики склонны считать, что большинство крупных га лактик (если не все без исключения) содержат в своих центрах подобные объекты. Считается, что наличие чер ной дыры в центре Млечного Пути пре пятствует рождению новых звезд в пре делах 3-4 световых лет от нее, посколь ку гравитационное поле сверхмассив ного коллапсара рассеивает любые об ширные скопления газа и пыли, кото рые и являются сырьем для формиро вания звезд. Однако Брэд Хансен (Brad Hansen) из Калифорнийского универ ситета в Лос-Анжелесе утверждает, что нашел-таки в нашем галактическом ядре молодые звезды, и они располо жены менее чем в 0,5 светового года от сверхмассивной черной дыры. Этим звездам около 10 млн. лет — они сов сем младенцы по астрономическим масштабам