Hành tinh Trái đất, Hệ mặt trời, hàng tỷ ngôi sao và thiên thể khác - tất cả đều là thiên hà Milky Way của chúng ta - một hệ tầng liên thiên hà khổng lồ, nơi mọi thứ tuân theo quy luật của trọng lực. Dữ liệu về kích thước thực của thiên hà chỉ là gần đúng. Và điều thú vị nhất là có hàng trăm, thậm chí hàng ngàn hình thành như vậy, lớn hơn hoặc nhỏ hơn.
Dải ngân hà và những gì xung quanh nó
Tất cả các thiên thể, bao gồm các hành tinh Milky Way, mặt trăng, tiểu hành tinh, sao chổi và các ngôi sao, liên tục chuyển động. Sinh ra trong cơn lốc vũ trụ của Vụ nổ lớn, tất cả những vật thể này đang cản trở sự phát triển của chúng. Một số có tuổi cổ hơn, những người khác - rõ ràng là trẻ hơn.
Cảm thấy ranh giới thiên hà trực quan không thể. Chỉ 100 năm trước, thế giới khoa học thậm chí không nghi ngờ rằng dải ngân hà của chúng ta không phải là thiên hà duy nhất trong Vũ trụ. Chỉ nhờ vào những nỗ lực của người Mỹ Edwin Hubble, người ta đã thấy rõ rằng Vũ trụ bị nhồi nhét theo đúng nghĩa đen. Có những thiên hà rất nhỏ trong số chúng, có những thiên hà cỡ trung bình như của chúng ta và có những người khổng lồ thực sự. Một ví dụ sinh động là thiên hà Andromeda gần Dải Ngân hà, lớn gấp 2-2,5 lần. Đối với các thiên hà lùn, số phận của chúng là không thể chối cãi. Chúng có vai trò là bạn đồng hành của các thành tạo lớn hơn, sau này sẽ nuốt chửng chúng.
Đô thị liên thiên hà của chúng ta trong công ty của các thiên hà Andromeda và Tam giác tạo thành Nhóm Địa phương, tương ứng, đã là một phần của một đội hình lớn hơn - Siêu sao Virgo địa phương.
Các tính năng và thông số chính
Dải Ngân hà là một thiên hà xoắn ốc lớp SBbc điển hình với một người nhảy. Đường kính của Dải Ngân hà là 100 nghìn năm ánh sáng. Trong các ranh giới này, có từ 200 đến 400 tỷ ngôi sao thuộc nhiều loại khác nhau, mỗi loại đang ở một giai đoạn phát triển nhất định. Độ dày của đĩa thiên hà thay đổi trong hơn 1000 năm ánh sáng.
Khối lượng của thiên hà Milky Way không chỉ bao gồm khối lượng của các ngôi sao. Hầu hết các đĩa thiên hà là khối lượng vật chất tối và khí liên sao. Tất cả điều này cùng nhau tạo thành một trọng lượng khổng lồ 4,8 · 10¹¹ M☉. Nói cách khác, Dải Ngân hà nặng hơn 150 tỷ lần so với Mặt trời của chúng ta.
Sự hình thành lực hấp dẫn xoay quanh trung tâm, trong khi các phần riêng lẻ của thiên hà quay với tốc độ khác nhau. Nếu ở trung tâm tốc độ quay của đĩa thiên hà khá vừa phải, thì ở ngoại vi, tham số này đạt tới 200-250 km / s. Trên một trong những địa điểm này, gần trung tâm của đĩa thiên hà, Mặt trời nằm. Khoảng cách từ nó đến trung tâm của thiên hà là 25-28 nghìn năm ánh sáng. Một vòng quay hoàn chỉnh xung quanh trục trung tâm của sự hình thành lực hấp dẫn của Mặt trời và Hệ Mặt trời tạo ra 225-250 triệu năm. Theo đó, trong toàn bộ lịch sử tồn tại của nó, hệ Mặt trời chỉ xoay quanh trung tâm 30 lần.
Vị trí của thiên hà trong vũ trụ
Cần lưu ý một đặc điểm đáng chú ý. Vị trí của Mặt trời và theo đó, hành tinh Trái đất rất thuận tiện. Trong đĩa thiên hà, quá trình nén liên tục xảy ra. Cơ chế này được gây ra bởi sự khác biệt giữa tốc độ quay của các nhánh xoắn ốc và chuyển động của các ngôi sao di chuyển trong đĩa thiên hà theo định luật của chúng. Các quá trình sống động xảy ra trong quá trình nén, kèm theo bức xạ cực tím mạnh. Mặt trời và trái đất nằm thoải mái trong vòng tròn corotation, nơi không có hoạt động mạnh mẽ như vậy: giữa hai nhánh xoắn ốc trên biên giới của tay áo của Dải Ngân hà - Sagittarius và Perseus. Điều này giải thích sự bình tĩnh trong đó chúng ta đã rất lâu. Trong hơn 4,5 tỷ năm, thảm họa vũ trụ đã không ảnh hưởng đến chúng ta.
Cấu trúc của dải ngân hà
Đĩa thiên hà không đồng nhất trong thành phần. Giống như các hệ trọng lực xoắn ốc khác, Dải Ngân hà có ba khu vực riêng biệt:
- lõi được hình thành bởi một cụm sao dày đặc với số lượng một tỷ ngôi sao ở các độ tuổi khác nhau;
- đĩa thiên hà, hình thành từ các cụm sao, khí sao và bụi;
- corona, quầng hình cầu - một khu vực trong đó các cụm hình cầu được đặt, các thiên hà lùn, các nhóm sao riêng biệt, bụi và khí vũ trụ.
Gần mặt phẳng của đĩa thiên hà là những ngôi sao trẻ được thu thập thành cụm. Mật độ của các cụm sao ở trung tâm của đĩa cao hơn. Gần trung tâm, mật độ là 10.000 sao trên mỗi khối Parsec. Trong khu vực có Hệ mặt trời, mật độ sao đã là 1-2 sao trong 16 khối phân tích. Theo quy định, tuổi của các thiên thể này không quá vài tỷ năm.
Khí liên sao cũng tập trung xung quanh mặt phẳng của đĩa, tuân theo lực ly tâm. Mặc dù tốc độ quay không đổi của các nhánh xoắn ốc, khí liên sao phân bố không đều, tạo thành các vùng mây lớn và nhỏ, tinh vân. Tuy nhiên, vật liệu xây dựng thiên hà chính là vật chất tối. Khối lượng của nó chiếm ưu thế so với tổng khối lượng của tất cả các thiên thể tạo nên dải ngân hà.
Nếu cấu trúc thiên hà rõ ràng và minh bạch trong sơ đồ, thì trong thực tế, gần như không thể xem xét các vùng trung tâm của đĩa thiên hà. Các đám mây khí và bụi và các cụm khí sao ẩn khỏi tầm nhìn của chúng ta ánh sáng từ trung tâm Dải Ngân hà, trong đó một quái vật không gian thực sự sống - một lỗ đen siêu lớn. Khối lượng của siêu lục địa này xấp xỉ 4,3 triệu M. Bên cạnh siêu lớp là một lỗ đen nhỏ hơn. Bổ sung cho công ty ảm đạm này hàng trăm lỗ đen lùn. Các lỗ đen của Dải Ngân hà không chỉ là những kẻ nuốt chửng vật chất, mà còn thực hiện chức năng của bệnh viện phụ sản, ném những khối proton, neutron và electron khổng lồ vào không gian. Chính từ chúng mà hydro nguyên tử được hình thành - nhiên liệu chính của bộ lạc sao.
Nhảy là một thanh nằm trong khu vực của hạt nhân thiên hà. Chiều dài của nó là 27 nghìn năm ánh sáng. Những ngôi sao cũ trị vì ở đây, những người khổng lồ đỏ, có vật chất đen ăn vật chất sao. Phần chính của hydro phân tử, là vật liệu xây dựng chính của quá trình hình thành sao, tập trung ở khu vực này.
Về mặt hình học, cấu trúc của thiên hà trông khá đơn giản. Mỗi cánh tay xoắn ốc, và có bốn trong số chúng tại Dải Ngân hà, bắt nguồn từ một vòng khí. Tay áo phân kỳ một góc 20⁰. Ở ranh giới ngoài của đĩa thiên hà, nguyên tố chính là hydro nguyên tử, lan truyền từ trung tâm thiên hà đến ngoại vi. Độ dày của lớp hydro ở vùng ngoại ô của Dải Ngân hà rộng hơn nhiều so với ở trung tâm, trong khi mật độ của nó cực kỳ thấp. Sự phóng điện của lớp hydro được tạo điều kiện thuận lợi nhờ tác động của các thiên hà lùn, liên tục được theo dõi với thiên hà của chúng ta trong hàng chục tỷ năm.
Các mô hình lý thuyết của thiên hà chúng ta
Ngay cả các nhà thiên văn học cổ đại cũng cố gắng chứng minh rằng dải sáng nhìn thấy trên bầu trời là một phần của một đĩa sao khổng lồ, xoay quanh tâm của nó. Tuyên bố này đã được tạo điều kiện bằng cách tiến hành tính toán toán học. Có thể có được một ý tưởng về thiên hà của chúng ta chỉ hàng ngàn năm sau đó, khi các phương pháp thăm dò vũ trụ được sử dụng để giúp khoa học. Một bước đột phá trong nghiên cứu về bản chất của Dải Ngân hà là công trình của người Anh William Herschel. Năm 1700, ông đã có thể chứng minh bằng thực nghiệm rằng thiên hà của chúng ta có hình dạng đĩa.
Trong thời đại của chúng ta, nghiên cứu đã có một bước ngoặt khác. Các nhà khoa học đã dựa vào việc so sánh chuyển động của các ngôi sao, giữa chúng có một khoảng cách khác nhau. Sử dụng phương pháp thị sai, Jacob Kaptein đã có thể xác định gần đúng đường kính của một thiên hà, theo tính toán của ông, là 60-70 nghìn năm ánh sáng. Theo đó, vị trí của Mặt trời đã được xác định. Hóa ra nó nằm ở vị trí tương đối xa trung tâm hoành hành của thiên hà và ở một khoảng cách khá xa so với ngoại vi của Dải Ngân hà.
Lý thuyết cơ bản về sự tồn tại của các thiên hà là lý thuyết về vật lý thiên văn của Mỹ Edwin Hubble. Ông có ý tưởng phân loại tất cả các thành tạo hấp dẫn, chia chúng thành các thiên hà hình elip và các dạng hình xoắn ốc. Các thiên hà xoắn ốc cuối cùng đại diện cho nhóm rộng lớn nhất, bao gồm các thành tạo có kích thước khác nhau. Thiên hà xoắn ốc lớn nhất được phát hiện gần đây là NGC 6872, có đường kính vượt quá 552 nghìn năm ánh sáng.
Dự kiến trong tương lai và dự báo
Dải Ngân hà trông giống như một sự hình thành lực hấp dẫn nhỏ gọn và có trật tự. Không giống như các nước láng giềng, trong ngôi nhà liên ngân hà của chúng tôi khá bình tĩnh. Các lỗ đen ảnh hưởng một cách có hệ thống vào đĩa thiên hà, làm giảm kích thước của nó. Quá trình này đã kéo dài hàng chục tỷ năm và không biết nó sẽ tiếp tục trong bao lâu. Mối đe dọa duy nhất treo trên thiên hà của chúng ta đến từ người hàng xóm gần nhất. Thiên hà Andromeda đang nhanh chóng tiếp cận chúng ta. Các nhà khoa học cho rằng sự va chạm của hai hệ thống hấp dẫn có thể xảy ra trong 4,5 tỷ năm.
Một cuộc họp sáp nhập như vậy sẽ đánh dấu sự kết thúc của thế giới mà chúng ta từng sống. Dải Ngân hà nhỏ hơn sẽ được hấp thụ bởi một đội hình lớn hơn. Thay vì hai thành tạo xoắn ốc lớn trong Vũ trụ, một thiên hà hình elip mới sẽ xuất hiện. Cho đến thời điểm này, thiên hà của chúng ta sẽ có thể đối phó với các vệ tinh của nó. Hai thiên hà lùn - Đám mây Magellan lớn và nhỏ - sẽ tiêu thụ Dải Ngân hà trong 4 tỷ năm.
