РАЗМЕРЫ И СТРОЕНИЕ НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ

Основываясь на результатах своих подсчетов, Гершель предпринял по-пытку определить размеры Галактики. Он заключил, что наша звездная сис-тема имеет конечные размеры и об-разует своего рода толстый диск: в плоскости Млечного Пути она про-стирается на расстояние не более 850 единиц, а в перпендикулярном на-правлении - на 200 единиц, если принять за единицу расстояние до Си-риуса. По современной шкале рассто-яний это соответствует 7300 х 1700 световых лет.

Эта оценка в целом, верно, отражает структуру Млечного Пути, хотя она весьма неточна. Дело в том, что кроме звезд в состав диска Галактики входят также многочисленные газо-пылевые облака, которые ослабляют свет удаленных звезд. Первые иссле-дователи Галактики не знали об этом поглощающем веществе и считали, что они видят все ее звезды.

Истинные размеры Галактики бы-ли установлены только в XX в. Оказа-лось, что она является значительно более плоским образованием, чем предполагали ранее. Диаметр галак-тического диска превышает 100 тыс. световых лет, а толщина - около 1000 световых лет. По внешнему виду Галактика напоминает чечевичное зерно с утолщением посередине.

Из-за того, что Солнечная система находится практически в плоскости Галактики, заполненной поглощаю-щей материей, очень многие детали строения Млечного Пути скрыты от взгляда земного наблюдателя. Однако их можно изучать на примере других галактик, сходных с нашей. Так, в 40-е гг. XX столетия, наблюдая галак-тику М 31, больше известную как ту-манность Андромеды, немецкий ас-троном Вальтер Бааде (в те годы он работал в США) заметил, что плоский линза образный диск этой огромной галактики погружен в более разрежен-ное звездное облако сферической формы - гало. Поскольку туманность Андромеды очень похожа на нашу Га-лактику, Бааде предположил, что по-добная структура имеется и у Млечно-го Пути. Звезды галактического диска были названы населением I типа, а звезды гало (или сферической соста-вляющей) - населением II типа.

Как показывают современные ис-следования, два вида звездного насе-ления отличаются не только про-странственным положением, но и характером движения, а также хими-ческим составом. Эти особенности связаны в первую очередь с различ-ным происхождением диска и сфери-ческой составляющей.

ГАЛО. Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Ра-диус гало значительно больше разме-ров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч све-товых лет. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска.

Состоит гало в основном из очень старых, неярких мало массивных звезд. Они встречаются как поодиночке, так и в виде шаровых скоплений, которые могут включать в себя более миллиона звезд. Возраст населения сферической составляющей Галакти-ки превышает 12 млрд. лет. Его обыч-но принимают за возраст самой Га-лактики.

Характерной особенностью звезд гало является чрезвычайно малая до-ля в них тяжелых химических эле-ментов. Звезды, образующие шаровые скопления, содержат металлов в сот-ни раз меньше, чем Солнце.

Звезды сферической составляю-щей концентрируются к центру Га-лактики. Центральная, наиболее плот-ная часть гало в пределах нескольких тысяч световых лет от центра Галак-тики называется балдж (в переводе с английского 'утолщение').

Звезды и звездные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Из-за того, что вращение отдельных звезд происходит почти беспорядочно (т. е. скорости соседних звезд могут иметь самые различные направления), гало в целом вращается очень медленно.

ДИСК. По сравнению с гало диск вращается заметно быстрее. Скорость его вращения не одинакова на раз-личных расстояниях от центра. Она быстро возрастает от нуля в центре до 200-240 км/с на расстоянии 2 тыс. световых лет от него, затем не-сколько уменьшается, снова возраста-ет примерно до того же значения и далее остается почти постоянной. Изучение особенностей вращения диска позволило оценить его массу. Оказалось, что она в 150 млрд. раз больше массы Солнца.

Население диска очень сильно от-личается от населения гало. Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звезды и звездные скопле-ния, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет. Они об-разуют так называемую плоскую со-ставляющую. Среди них очень много ярких и горячих звезд.

Газ в диске Галактики также сосре-доточен в основном вблизи его пло-скости. Он распределен неравномер-но, образуя многочисленные газовые облака - от гигантских неоднород-ных по структуре сверх облаков про-тяженностью несколько тысяч свето-вых лет до маленьких облачков размерами не больше парсека.

Основным химическим элемен-том в нашей Галактике является водо-род. Приблизительно на 1/4 она со-стоит из гелия. По сравнению с этими двумя элементами остальные при-сутствуют в очень небольших количе-ствах. В среднем химический состав звезд и газа в диске почти такой же, как у Солнца.

ЯДРО. Одной из самых интересных областей Галактики считается ее центр, или ядро, расположенное в направлении созвездия Стрельца. Ви-димое излучение центральных обла-стей Галактики полностью скрыто от нас мощными слоями поглощающей материи. Поэтому его начали изу-чать только после создания прием-ников инфракрасного и радиоизлуче-ния, которое поглощается в меньшей степени.

Для центральных областей Галак-тики характерна сильная концентра-ция звезд: в каждом кубическом пар-секе вблизи центра их содержатся многие тысячи. Расстояния между звездами в десятки и сотни раз мень-ше, чем в окрестностях Солнца. Если бы мы жили на планете около звез-ды, находящейся вблизи ядра Галак-тики, то на небе были бы видны десятки звезд, по яркости сопостави-мых с Луной, и многие тысячи более ярких, чем самые яркие звезды наше-го неба.

Помимо большого количества звезд в центральной области Галакти-ки наблюдается околоядерный газо-вый диск, состоящий преимуществен-но из молекулярного водорода. Его радиус превышает 1000 световых лет. Ближе к центру отмечаются области ионизованного водорода и много-численные источники инфракрас-ного излучения, свидетельствующие о происходящем там звездообразова-нии. В самом центре Галактики пред-полагается существование массивно-го компактного объекта - черной дыры массой около миллиона масс Солнца. В центре находится также яр-кий радиоисточник Стрелец А, про-исхождение которого связывают с ак-тивностью ядра.

СПИРАЛЬНЫЕ ВЕТВИ. Одним из наи-более заметных образований в дисках галактик, подобных нашей, являются спиральные ветви (или рукава). Они и дали название этому типу объек-тов - спиральные галактики. Спи-ральная структура в нашей Галактике очень хорошо развита. Вдоль рукавов в основном сосредоточены самые молодые звезды, многие рассеянные звездные скопления и ассоциации, а также цепочки плотных облаков меж звездного газа, в которых продолжа-ют образовываться звезды. В спираль-ных ветвях находится большое коли-чество переменных и вспыхивающих звезд, в них чаще всего наблюдаются взрывы некоторых типов сверхно-вых. В отличие от гало, где какие-ли-бо проявления звездной активности чрезвычайно редки, в ветвях продол-жается бурная жизнь, связанная с не-прерывным переходом вещества из межзвездного пространства в звезды и обратно. Галактическое магнитное поле, пронизывающее весь газовый диск, также сосредоточено главным образом в спиралях.

Спиральные рукава Млечного Пу-ти в значительной степени скрыты от нас поглощающей материей. Под-робное их исследование началось после появления радиотелескопов. Они позволили изучать структуру Галактики по наблюдениям радиоизлучения атомов межзвездного водорода, концентрирующегося вдоль Длинных спиралей. По современ-ным представлениям, спиральные Рукава связаны с волнами сжатия, распространяющимися по диску га-лактики. Проходя через области сжа-тия, вещество диска уплотняется, а образование звезд из газа становит-ся более интенсивным. Причины возникновения в дисках спираль-ных галактик такой своеобразной волновой структуры не вполне ясны. Над этой проблемой работают мно-гие астрофизики.