Untuk tahap tertentu, kita tahu lebih banyak mengenai sistem bintang jauh daripada galaksi kita sendiri, Bima Sakti. Strukturnya lebih sukar dikaji daripada struktur galaksi lain, kerana anda harus mempelajarinya dari dalam, dan banyak yang tidak begitu mudah dilihat. Awan debu antara bintang menyerap cahaya dari segudang bintang yang jauh.
Hanya dengan perkembangan astronomi radio dan munculnya teleskop inframerah, para saintis dapat memahami bagaimana Galaksi kita berfungsi. Tetapi banyak perinciannya masih belum jelas hingga ke hari ini. Malah jumlah bintang di Bima Sakti dianggarkan secara kasar. Petunjuk elektronik terkini memanggil nombor dari 100 hingga 300 bilion bintang.
Tidak lama dahulu, dipercayai bahawa Galaxy kita mempunyai 4 lengan besar. Tetapi pada tahun 2008, ahli astronomi dari University of Wisconsin menerbitkan hasil pemprosesan kira-kira 800,000 gambar inframerah yang diambil oleh Spitzer Space Telescope. Analisis mereka menunjukkan bahawa Bima Sakti hanya mempunyai dua lengan. Bagi lengan baju yang lain, mereka hanya cabang lateral yang sempit. Jadi, Bima Sakti adalah galaksi lingkaran dengan dua lengan. Harus diingat bahawa kebanyakan galaksi lingkaran yang diketahui oleh kita juga hanya mempunyai dua lengan.
"Terima kasih kepada teleskop Spitzer, kami memiliki kesempatan untuk memikirkan kembali struktur Bima Sakti," kata ahli astronomi Robert Benjamin dari University of Wisconsin, ketika berbicara pada persidangan Persatuan Astronomi Amerika. "Kami menyempurnakan pemahaman kita tentang Galaxy dengan cara yang sama seperti berabad-abad yang lalu, ketika para penemu berkeliling dunia, mereka memperbaiki dan memikirkan kembali idea-idea sebelumnya tentang bagaimana rupa Bumi."
Sejak awal 90-an abad XX, pemerhatian yang dilakukan dalam jarak inframerah telah mengubah pengetahuan kita mengenai struktur Bima Sakti semakin banyak, kerana teleskop inframerah memungkinkan untuk melihat melalui awan gas dan debu dan melihat apa yang tidak dapat diakses oleh teleskop konvensional.
2004 - Umur Galaxy kita dianggarkan 13.6 bilion tahun. Ia timbul sejurus selepas Big Bang. Pada mulanya, ia adalah gelembung gas tersebar yang mengandungi terutamanya hidrogen dan helium. Seiring waktu, ia berubah menjadi galaksi lingkaran besar di mana kita sekarang tinggal.
ciri umum
Video promosi:
Tetapi bagaimana evolusi Galaxy kita berjalan? Bagaimana ia dibentuk - perlahan atau, sebaliknya, sangat cepat? Bagaimana dia tepu dengan unsur-unsur berat? Bagaimanakah bentuk Bima Sakti dan komposisi kimianya berubah selama berbilion tahun? Para saintis belum memberikan jawapan terperinci untuk soalan-soalan ini.
Galaxy kami panjangnya kira-kira 100,000 tahun cahaya, dan ketebalan rata-rata cakera galaksi adalah sekitar 3,000 tahun cahaya (ketebalan bahagian cembungnya - bonjolan - mencapai 16,000 tahun cahaya). Walau bagaimanapun, pada tahun 2008 ahli astronomi Australia, Brian Gensler, setelah menganalisis hasil pemerhatian pulsar, mencadangkan bahawa cakera galaksi mungkin dua kali lebih tebal daripada yang biasa dipercayai.
Adakah Galaxy kita besar atau kecil mengikut standard kosmik? Sebagai perbandingan, Nebula Andromeda, galaksi besar yang paling dekat dengan kita, sekitar 150,000 tahun cahaya.
Pada akhir tahun 2008, para penyelidik menetapkan kaedah astronomi radio bahawa Bima Sakti berputar lebih cepat daripada yang difikirkan sebelumnya. Berdasarkan indikator ini, jisimnya kira-kira satu setengah kali lebih tinggi daripada yang biasa dipercayai. Menurut pelbagai anggaran, ia berkisar antara 1.0 hingga 1.9 trilion jisim solar. Sekali lagi, sebagai perbandingan: jisim nebula Andromeda dianggarkan sekurang-kurangnya 1.2 trilion jisim suria.
Struktur galaksi
Jadi, Bima Sakti tidak kalah dengan ukuran nebula Andromeda. "Kita seharusnya tidak lagi memperlakukan galaksi kita sebagai adik perempuan dari nebula Andromeda," kata ahli astronomi Mark Reid dari Pusat Astrofizik Smithsonian di Universiti Harvard. Pada masa yang sama, kerana jisim Galaksi kita lebih besar dari yang dijangkakan, daya gravitasi juga lebih tinggi, yang bermaksud kemungkinan berlakunya pelanggaran dengan galaksi lain di sekitar kita.
Lubang hitam
Galaxy kami dikelilingi oleh lingkaran cahaya yang mencapai 165,000 tahun cahaya. Ahli astronomi kadang-kadang menyebut halo sebagai "suasana galaksi." Ini mengandungi kira-kira 150 kelompok globular, serta sebilangan kecil bintang kuno. Selebihnya ruang halo dipenuhi dengan gas langka, dan juga bahan gelap. Jisim yang terakhir dianggarkan sekitar satu trilion jisim suria.
Lingkaran lingkaran Bima Sakti mengandungi sejumlah besar hidrogen. Di sinilah bintang terus dilahirkan. Lama kelamaan, bintang muda meninggalkan lengan galaksi dan "berhijrah" ke cakera galaksi. Walau bagaimanapun, bintang yang paling besar dan terang tidak dapat hidup cukup lama, oleh itu mereka tidak mempunyai masa untuk menjauh dari tempat kelahiran mereka. Bukan kebetulan bahawa lengan Galaxy kita bersinar dengan sangat terang. Sebilangan besar Bima Sakti terdiri daripada bintang-bintang kecil, tidak terlalu besar.
Bahagian tengah Bima Sakti terletak di buruj Sagittarius. Kawasan ini dikelilingi oleh awan gelap dari gas dan debu, di luarnya tidak ada yang dapat dilihat. Hanya sejak tahun 1950-an, dengan menggunakan kaedah astronomi radio, para saintis dapat melihat secara beransur-ansur apa yang ada di sana. Di bahagian Galaxy ini, terdapat sumber radio yang kuat, yang disebut Sagittarius A. Pemerhatian menunjukkan bahawa jisim tertumpu di sini, melebihi jisim Matahari sebanyak beberapa juta kali. Penjelasan yang paling boleh diterima untuk fakta ini hanya mungkin: terdapat lubang hitam di tengah galaksi kita.
Sekarang, atas sebab tertentu, dia berehat sebentar dan tidak menunjukkan banyak aktiviti. Kemasukan perkara di sini sangat jarang. Mungkin dari masa ke masa, lubang hitam akan mempunyai selera makan. Kemudian ia akan mula menyerap tabir gas dan debu yang mengelilinginya, dan Bima Sakti akan bergabung dengan senarai galaksi aktif. Ada kemungkinan bahawa sebelum ini di tengah-tengah bintang Galaxy akan mula muncul dengan kuat. Proses sedemikian cenderung diulang secara berkala.
2010 - Ahli astronomi Amerika yang menggunakan Teleskop Angkasa Fermi, yang dirancang untuk memerhatikan sumber radiasi gamma, menemui dua struktur misteri di Galaksi kita - dua gelembung besar yang memancarkan sinaran gamma. Masing-masing mempunyai diameter 25,000 tahun cahaya. Mereka berselerak dari pusat Galaxy di arah utara dan selatan. Mungkin kita bercakap mengenai aliran zarah yang pernah dipancarkan oleh lubang hitam di tengah galaksi. Penyelidik lain percaya bahawa kita bercakap mengenai awan gas yang meletup ketika bintang dilahirkan.
Terdapat beberapa galaksi kerdil di sekitar Bima Sakti. Yang paling terkenal di antaranya ialah Awan Magellan Besar dan Kecil, yang dihubungkan ke Bima Sakti melalui sejenis jambatan hidrogen, sebilangan besar gas yang terbentang di belakang galaksi-galaksi ini. Ia dinamakan "Magellanic Stream". Ia merangkumi sekitar 300,000 tahun cahaya. Galaksi kita sentiasa melanda galaksi kerdil terdekat, khususnya galaksi Sagitarius, yang terletak 50.000 tahun cahaya dari pusat galaksi.
Masih ada yang menambah bahawa Bima Sakti dan nebula Andromeda saling bergerak satu sama lain. Agaknya, dalam 3 miliar tahun, kedua galaksi akan bergabung, membentuk galaksi elips yang lebih besar, yang telah dinamai "Milky Honey".
Asal usul Bima Sakti
Untuk masa yang lama, dipercayai bahawa Bima Sakti terbentuk secara beransur-ansur. 1962 - Olin Eggen, Donald Linden-Bell, dan Allan Sandage mengusulkan hipotesis yang menjadi terkenal sebagai model ELS (dinamai huruf awal dari nama belakang mereka). Menurutnya, awan gas yang homogen sekali perlahan berputar menggantikan Bima Sakti. Ini menyerupai bola dan sekitar 300.000 tahun cahaya, dan terdiri terutamanya dari hidrogen dan helium. Di bawah pengaruh graviti, protogalaxy menyusut dan menjadi rata; pada masa yang sama, putarannya dipercepat.
Nebula Andromeda
Selama hampir dua dekad, model ini sesuai dengan para saintis. Tetapi pemerhatian baru menunjukkan bahawa Bima Sakti tidak mungkin timbul seperti yang ditentukan oleh para teori.
Menurut model ini, halo terbentuk terlebih dahulu, dan kemudian cakera galaksi. Tetapi cakera itu juga mengandungi bintang-bintang yang sangat kuno, seperti gergasi merah Arcturus, yang usianya lebih dari 10 bilion tahun, atau banyak kerdil putih pada usia yang sama.
Gumpalan globular telah dijumpai di cakera galaksi dan lingkaran yang lebih muda daripada model ELS. Jelas sekali, mereka ditelan oleh Galaxy kita yang kemudian.
Banyak bintang di lingkaran berputar ke arah yang berbeza daripada Bima Sakti. Mungkin mereka juga pernah berada di luar Galaxy, tetapi kemudian mereka tertarik ke dalam "pusaran bintang" ini - seperti perenang yang tidak sengaja di pusaran air.
1978 Leonard Searle dan Robert Zinn mengusulkan model mereka sendiri untuk pembentukan Bima Sakti. Dia ditunjuk sebagai "model SZ". Kini sejarah Galaxy menjadi jauh lebih rumit. Tidak lama dahulu, dalam fikiran ahli astronomi, masa mudanya digambarkan sebagai, seperti pada pendapat ahli fizik, gerakan penerjemahan segi empat tepat. Mekanik apa yang berlaku dapat dilihat dengan jelas: terdapat awan homogen; ia hanya terdiri daripada gas yang sama rata. Tidak ada, dengan kehadirannya, menyulitkan pengiraan ahli teori.
Sekarang, bukannya satu awan besar dalam penglihatan para saintis, beberapa awan kecil yang tersebar dengan hebat muncul sekaligus. Antaranya ialah bintang; namun, mereka hanya terletak di halo. Segala-galanya di dalam lingkaran kelihatan seperti: awan bertembung; jisim gas dicampurkan dan dipadatkan. Lama kelamaan, cakera galaksi terbentuk dari campuran ini. Bintang baru mula muncul di dalamnya. Tetapi model ini kemudian dikritik.
Mustahil untuk memahami apa yang menghubungkan lingkaran dan cakera galaksi. Cakera penebat ini dan sampul bintang yang jarang di sekelilingnya mempunyai sedikit persamaan. Setelah Searle dan Zinn membuat model mereka, ternyata lingkaran ini berputar terlalu perlahan untuk membentuk cakera galaksi. Dilihat dari penyebaran unsur kimia, yang terakhir timbul dari gas protogalaktik. Akhirnya, momentum sudut cakera ternyata 10 kali lebih tinggi daripada lingkaran.
Rahsianya adalah bahawa kedua-dua model itu mengandungi sebilangan kebenaran. Masalahnya adalah bahawa mereka terlalu sederhana dan sepihak. Kedua-duanya sekarang nampaknya adalah serpihan resipi yang sama dengan cara Bima Sakti diciptakan. Eggen dan rakannya membaca beberapa baris dari resipi ini, Searle dan Zinn beberapa yang lain. Oleh itu, cuba membayangkan semula sejarah Galaxy kita, kita sekarang dan kemudian melihat garis-garis biasa yang telah dibaca sekali.
Bima Sakti. Model komputer
Jadi semuanya bermula sejurus selepas Big Bang. Hari ini secara umum diterima bahawa turun naik kepadatan bahan gelap menimbulkan struktur pertama - yang disebut lingkaran gelap. Berkat kekuatan graviti, struktur ini tidak hancur,”kata ahli astronomi Jerman, Andreas Burkert, pengarang model baru kelahiran Galaxy.
Halos gelap menjadi embrio - inti - galaksi masa depan. Gas terkumpul di sekelilingnya di bawah pengaruh graviti. Kejatuhan homogen berlaku, kerana model ELS menerangkannya. Sudah 500-1000 juta tahun selepas Big Bang, kelompok gas yang mengelilingi lingkaran gelap menjadi "inkubator" bintang. Protogalaxies kecil muncul di sini. Dalam awan gas yang padat, gugusan globular pertama muncul, kerana bintang dilahirkan di sini beratus-ratus kali lebih kerap daripada di tempat lain. Protogalaxies bertembung dan bergabung antara satu sama lain - ini adalah bagaimana galaksi besar terbentuk, termasuk Bima Sakti kita. Hari ini dikelilingi oleh benda gelap dan lingkaran bintang tunggal dan kelompok globular mereka, runtuhan alam semesta ini, yang usianya lebih dari 12 bilion tahun.
Terdapat banyak bintang yang sangat besar di protogalaxies. Dalam masa kurang dari beberapa puluhan juta tahun, kebanyakannya meletup. Letupan ini memperkaya awan gas dengan unsur kimia yang berat. Oleh itu, bintang seperti itu tidak dilahirkan dalam cakera galaksi seperti di lingkaran - ia mengandungi logam beratus-ratus kali lebih banyak. Di samping itu, letupan ini menghasilkan pusaran galaksi kuat yang memanaskan gas dan mengeluarkannya dari protogalaxies. Pemisahan jisim gas dan bahan gelap telah berlaku. Ini adalah tahap terpenting dalam pembentukan galaksi, yang sebelumnya tidak diambil kira dalam model mana pun.
Pada masa yang sama, lingkaran cahaya gelap semakin bertembung antara satu sama lain. Lebih-lebih lagi, protogalaxies terbentang atau hancur. Malapetaka ini mengingatkan pada rantai bintang yang telah dipelihara di lingkaran Bima Sakti sejak zaman "muda". Dengan mengkaji lokasi mereka, adalah mungkin untuk menilai peristiwa yang berlaku pada era itu. Secara beransur-ansur, sfera luas terbentuk dari bintang-bintang ini - lingkaran yang kita lihat. Ketika sejuk, awan gas menembus ke dalamnya. Momentum sudut mereka dipertahankan, kerana mereka tidak runtuh menjadi satu titik, tetapi membentuk cakera berputar. Semua ini berlaku lebih 12 bilion tahun yang lalu. Gas itu sekarang dimampatkan seperti yang dijelaskan dalam model ELS.
Pada masa ini, "tonjolan" Bima Sakti juga terbentuk - bahagian tengahnya, yang menyerupai elipsoid. Bulge terdiri daripada bintang-bintang yang sangat tua. Mungkin timbul dari penggabungan protogalaxies terbesar yang memegang awan gas untuk jangka masa paling lama. Antaranya ialah bintang neutron dan lubang hitam kecil - peninggalan supernova yang meletup. Mereka bergabung satu sama lain, serentak menyerap aliran gas. Mungkin ini adalah bagaimana lubang hitam besar dilahirkan, yang kini berada di tengah galaksi kita.
Sejarah Bima Sakti jauh lebih huru-hara daripada yang difikirkan sebelumnya. Galaxy rumah kami, yang mengagumkan walaupun dengan piawaian kosmik, terbentuk selepas pelbagai impak dan penggabungan - selepas beberapa bencana kosmik. Jejak peristiwa lama itu masih dapat dijumpai hingga kini.
Jadi, sebagai contoh, tidak semua bintang Bima Sakti berputar di sekitar pusat galaksi. Mungkin, selama berbilion tahun keberadaannya, Galaxy kami "menelan" banyak rakan pelancong. Setiap bintang kesepuluh di galaksi galaksi berusia kurang dari 10 bilion tahun. Pada masa itu, Bima Sakti sudah terbentuk. Mungkin ini adalah sisa-sisa galaksi kerdil yang pernah ditangkap. Sekumpulan saintis Britain dari Institut Astronomi (Cambridge), yang diketuai oleh Gerard Gilmour, mengira bahawa Bima Sakti, nampaknya, dapat menyerap 40 hingga 60 galaksi kerdil dari jenis Karin.
Di samping itu, Bima Sakti menarik sejumlah besar gas. Jadi, pada tahun 1958, ahli astronomi Belanda melihat banyak tempat kecil di halo. Sebenarnya, mereka berubah menjadi awan gas, yang terdiri terutamanya dari atom hidrogen dan bergegas ke cakera galaksi.
Galaxy kami tidak akan mengurangkan selera pada masa hadapan. Mungkin ia akan menyerap galaksi kerdil yang paling dekat dengan kita - Fornax, Karina dan, mungkin, Sextans, dan kemudian bergabung dengan nebula Andromeda. Di sekitar Bima Sakti - "kanibal bintang" yang tidak puas ini - akan menjadi sepi.
A. Volkov
