Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса

Рис. 7.1. Схематичные изображения Млечного Пути в том виде, в каком он предстает перед наблюдателями, находящимися далеко за его пределами. Эти виды основаны на сочетании наблюдений и последующих объяснительных моделей. Вверху: Млечный Путь, вид сверху. Заметны центральный балдж и звездный бар (перемычка), окруженные диском из звезд и газа, а также спиральные рукава в диске — недавние свидетельства звездообразующей активности. Также представлено расположение галактических долгот с началом отсчета в Солнце. Внизу: Млечный Путь, вид сбоку. Заметны центральный балдж / звездный бар, тонкий диск из звезд и газа, а также гало, содержащее шаровые звездные скопления (показаны) и значительное количество темной материи (не показана). Также представлено расположение галактических широт с началом отсчета в Солнце. (Источник: The Milky Way, W. H. Waller.)

Следующий компонент Млечного Пути — балдж — заметен невооруженным глазом. Он простирается поверх темного диска и под ним к созвездиям Стрельца, Змееносца и Скорпиона. В бинокль можно увидеть, как «звездные облака» очерчивают в пыльной дымке границы «окошек», сквозь которые просматриваются звезды бал- джа. Как и у других галактик, в балдже Млечного Пути присутствуют в основном желтые, оранжевые и красные звезды. Эта ограниченная палитра контрастирует с полным диапазоном звездных цветов, видимых на диске. Насколько можно судить, балдж содержит в основном старые холодные звезды, а диск по-прежнему остается родным домом для молодых горячих голубых звезд и для богатого наследия из более старых звезд с красноватым оттенком.

Форма балджа остается спорной. По крайней мере одна его часть выглядит явно вытянутой, в виде бара (перемычки), наклоненного примерно на 45° к нашему лучу зрения. Другие галактики, имеющие тонкие диски и спиральные рукава, тоже содержат подобные центральные бары (см. гл. 8). Если смотреть издалека, Млечный Путь был бы сочтен спиральной галактикой с баром. Галактика М109, расположенная в созвездии Большой Медведицы и отдаленная от нас на 46 млн световых лет — это близкая аналогия к тому, как мог бы выглядеть наш Млечный Путь (рис. 7.2).

Еще один компонент Млечного Пути — гало — был бы невидим, если бы не шаровые звездные скопления, которых в нем очень много. Эти плотные группы, насчитывающие от тысяч до миллионов звезд, восходят к древнейшим временам, когда Млечный Путь еще формировался из хаоса сталкивающейся и сливающейся материи, наступившего вслед за Большим взрывом. Сегодня шаровые скопления «населены» только долгоживущими звездами с малой массой. Более массивные недолговечные звезды давным-давно исчезли, оставив лишь напоминание о том, как, должно быть, выглядели скопления в далеком прошлом. И все же они даже сейчас выглядят потрясающе — словно броши с драгоценными камнями на черном бархате. Хороший любительский телескоп позволит вам в полной мере впечатлиться красотой этих звездных «елочных игрушек».

Рис. 7.2. Вероятно, если смотреть издалека, Млечный Путь напоминал бы спиральную галактику М109, показанную на снимке. (Материалы любезно предоставлены: S. Swanson and A. Block. Источник: Национальная обсерватория оптической астрономии, Ассоциация университетов по исследованию в области астрономии, Национальный научный фонд.)

Гало и балдж в совокупности составляют сфероидальный компонент Галактики. В них есть старые звезды, у которых не хватает тяжелых элементов (хотя в балдже присутствуют и богатые металлом звезды разного возраста). Стремительные движения звезд и газа в диске навели астрономов на мысль о том, что сфероидальный компонент «населен» чем-то еще. Это невыразимое «нечто», наделенное невероятно огромной массой, своим притяжением удерживает в диске подвижные звезды и газ и тем самым защищает нашу Галактику от рассеивания в небытие. Астрономам еще не удалось даже мельком увидеть это гравитирующее вещество, и поэтому его окрестили «темной материей». Поиски различных экзотических частиц, которые, согласно предположениям ученых, составляют эту темную материю, ведутся и сегодня. Пока что убедительных кандидатов нет (см. гл. 13). Но астрономы, несмотря на неудачу, по-прежнему считают, что галактики состоят в основном из гало темной материи и небольшой доли обычной материи, сосредоточенной в их «густонаселенных» балджах и вращающихся дисках, свет которых рассеивает тьму и — в случае Млечного Пути — оберегает наше наследие.

Компоненты Галактики