Il mistero della Via Lattea ha perseguitato le persone per molti secoli. Nei miti e nelle leggende di molti popoli del mondo, era chiamata la Strada degli Dei, il misterioso Ponte delle Stelle che conduce al cielo, il magico Fiume Celeste pieno di latte divino. Si ritiene che fosse lui a voler dire quando le antiche fiabe russe parlavano di un fiume di latte con banchi di gelatina. E gli abitanti dell'antica Hellas lo chiamavano Galaxias kuklos, che significa "cerchio del latte". Da qui deriva la parola Galassia, familiare oggi.
Ma in ogni caso la Via Lattea, come tutto ciò che si può vedere in cielo, era considerata sacra. Era adorato, i templi furono costruiti in suo onore. A proposito, pochi sanno che l'albero che decoriamo per il nuovo anno non è altro che un'eco di quegli antichi culti quando la Via Lattea sembrava ai nostri antenati l'asse dell'Universo, l'Albero del Mondo, sui cui rami invisibili maturano i frutti delle stelle. È a Capodanno che la Via Lattea "si erge" verticalmente, come un tronco che si alza dall'orizzonte. Ecco perché, a imitazione dell'albero celeste, che porta frutti in eterno, l'albero terreno era vestito all'inizio del nuovo ciclo annuale. Credevano che questo desse speranza per un raccolto futuro e il favore degli dei.
Cos'è la Via Lattea, perché brilla e brilla in modo non uniforme, quindi scorre lungo un ampio canale, quindi improvvisamente si divide in due braccia?
La storia scientifica di questo problema può essere contata almeno 2.000 anni. Quindi, Platone chiamò la Via Lattea una cucitura che collega gli emisferi celesti, Democrito e Anassagora dissero che le stelle la illuminano, e Aristotele la spiegò con coppie luminose situate sotto la Luna. C'era un altro suggerimento, fatto dal poeta romano Marcus Manilius: forse la Via Lattea è il bagliore di piccole stelle che si fondono. Quanto era vicino alla verità. Ma era impossibile confermarlo osservando le stelle ad occhio nudo.
Il mistero della Via Lattea fu svelato solo nel 1610, quando il famoso Galileo Galilei puntò contro di essa il suo primo cannocchiale, attraverso il quale vide "un immenso ammasso di stelle" fondersi in una solida striscia bianca ad occhio nudo. Galileo rimase sbalordito, si rese conto che l'eterogeneità, anche la struttura a brandelli della striscia bianca è spiegata dal fatto che essa è composta da tanti ammassi stellari e nuvole scure. La loro combinazione crea un'immagine unica della Via Lattea. Tuttavia, perché le stelle deboli sono concentrate in una banda stretta, era impossibile da capire in quel momento.
Nel movimento delle stelle nella Galassia, gli scienziati distinguono interi flussi stellari. Le stelle in loro sono collegate tra loro. Non confondere i flussi stellari con le costellazioni, i cui contorni possono spesso essere un semplice gioco della natura e rappresentare un gruppo connesso solo se osservati dal sistema solare. Accade infatti che nella stessa costellazione ci siano stelle appartenenti a correnti diverse. Ad esempio, nel noto secchio dell'Orsa Maggiore (la figura più evidente di questa costellazione), solo cinque stelle dal centro del secchio appartengono a un flusso, il primo e l'ultimo in una figura caratteristica di un altro flusso. E allo stesso tempo, nello stesso flusso con le cinque stelle centrali, c'è il famoso Sirio, la stella più luminosa del nostro cielo, appartenente a una costellazione completamente diversa.
Un altro esploratore della Via Lattea fu William Herschel nel XVIII secolo. Come musicista e compositore, è stato coinvolto nella scienza delle stelle e nella costruzione di telescopi. L'ultimo di loro pesava una tonnellata, aveva uno specchio del diametro di 147 centimetri e una lunghezza del tubo di 12 metri. Tuttavia, la maggior parte delle sue scoperte, che divenne una ricompensa naturale per la diligenza, Herschel realizzò con un telescopio la metà delle dimensioni di questo gigante.
Una delle scoperte più importanti, come l'ha definita lo stesso Herschel, è stata il Grande Piano dell'Universo. Il metodo che ha applicato si è rivelato essere un semplice conteggio delle stelle nel campo visivo del telescopio. E naturalmente, diversi numeri di stelle sono stati trovati in diverse parti del cielo. (C'erano più di mille parti del cielo dove venivano contate le stelle.) Sulla base di queste osservazioni, Herschel concluse che la forma della Via Lattea era già un'isola stellare nell'Universo, a cui appartiene anche il Sole. Ha anche disegnato un disegno schematico, che mostra che il nostro sistema stellare ha una forma allungata irregolare e assomiglia a una macina gigante. Ebbene, poiché questa macina circonda il nostro mondo con un anello, quindi, di conseguenza, il Sole è al suo interno e si trova da qualche parte vicino alla parte centrale. Ecco come dipingeva Herschel,e questa idea è sopravvissuta nella mente degli scienziati quasi fino alla metà del secolo scorso.
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Sulla base delle conclusioni di Herschel e dei suoi seguaci, si è scoperto che il Sole ha una speciale posizione centrale nella Galassia chiamata Via Lattea. Questa struttura era in qualche modo simile al sistema geocentrico del mondo, adottato prima dell'era copernicana, con l'unica differenza che prima la Terra era considerata il centro dell'Universo, e ora lo è il Sole.
Eppure, non è chiaro se ci siano altre stelle al di fuori dell'isola stellare, altrimenti la nostra Galassia? I telescopi di Herschel hanno permesso di avvicinarsi alla soluzione di questo mistero. Lo scienziato ha scoperto molti punti deboli di nebbia nel cielo e ha studiato il più luminoso di essi. Vedendo che alcune delle macchie solari si disintegrano in stelle, Herschel ha concluso con l'audace conclusione che queste non sono altro che altre isole stellari, come la nostra Via Lattea, solo molto distanti. Fu allora che suggerì, per evitare confusione, di scrivere il nome del nostro mondo con una lettera maiuscola, e il resto - con una lettera minuscola. La stessa cosa è successa con la parola Galaxy. Quando lo scriviamo con una lettera maiuscola, intendiamo la nostra Via Lattea, quando con una minuscola - tutte le altre galassie. Oggi gli astronomi chiamano la Via Lattea il "fiume del latte" visibile nel cielo notturno e la nostra intera galassia,composto da centinaia di miliardi di stelle. Quindi, questo termine è usato in due sensi: in uno - quando si parla delle stelle nel cielo terrestre, nell'altro - quando si discute della struttura dell'Universo.
Gli scienziati spiegano la presenza di rami a spirale nella Galassia da onde giganti di compressione e rarefazione del gas interstellare che si muovono lungo il disco galattico. A causa del fatto che la velocità orbitale del Sole quasi coincideva con la velocità delle onde di compressione, è rimasto davanti al fronte d'onda per diversi miliardi di anni. Questa circostanza è stata di grande importanza per l'emergere della vita sulla Terra.
I bracci a spirale contengono molte stelle di elevata luminosità e massa. E se la massa di una stella è grande, circa dieci volte la massa del Sole, l'attende un destino non invidiabile, che si conclude con una grandiosa catastrofe cosmica - un'esplosione chiamata esplosione di supernova. In questo caso, il bagliore è così forte che questa stella brilla come tutte le stelle della Galassia messe insieme. Gli astronomi spesso registrano tali catastrofi in altre galassie, ma questo non è accaduto nella nostra da diverse centinaia di anni. Quando una supernova esplode, viene generata una potente onda di radiazioni dure che può distruggere tutta la vita lungo il percorso. Forse è proprio a causa della posizione unica nella Galassia che la nostra civiltà è riuscita a svilupparsi a tal punto che i suoi rappresentanti stanno cercando di conoscere la loro isola stellare. Si scopreche i possibili fratelli in mente possono essere cercati solo in tranquilli "angoli" galattici come il nostro.
Gli studi sulla nebulosa di Andromeda hanno svolto un ruolo importante nella comprensione della struttura della "propria" Galassia. Le macchie di nebbia nel cielo sono note da molto tempo, ma sono state considerate o frammenti staccatisi dalla Via Lattea o che si fondono in una massa solida di stelle lontane. Ma uno di questi punti, noto come la nebulosa di Andromeda, era il più luminoso e che attirava di più l'attenzione. Era paragonato sia a una nuvola luminosa che a una fiamma di candela, e un astronomo credeva addirittura che in questo luogo la cupola di cristallo dei cieli fosse più sottile che in altre, e la luce del Regno di Dio si riversasse attraverso di essa sulla Terra.
La Nebulosa di Andromeda è davvero uno spettacolo spettacolare. Se i nostri occhi fossero più sensibili alla luce, ci apparirebbe non come un piccolo granello nebbioso allungato, da qualche parte nel quarto del disco lunare (questa è la sua parte centrale), ma come una formazione sette volte più grande della luna piena. Ma non è tutto. I moderni telescopi vedono la nebulosa di Andromeda in modo tale che fino a 70 lune piene si adattano alla sua area. È stato possibile comprendere la struttura della nebulosa di Andromeda solo negli anni '20 del secolo scorso. Ciò è stato fatto utilizzando un telescopio con uno specchio del diametro di 2,5 m dall'astrofisico americano Edwin Hubble. Ha ricevuto immagini in cui sfoggiava, ora non c'erano dubbi, un'isola stellare gigante, composta da miliardi di stelle - un'altra galassia. E l'osservazione delle singole stelle nella nebulosa di Andromeda ci ha permesso di risolvere un altro problema: calcolare la distanza da essa. Il fatto è che nell'Universo ci sono le cosiddette Cefeidi - stelle variabili, che pulsano a causa di processi fisici interni che cambiano la loro luminosità. Questi cambiamenti si verificano con un certo periodo: più lungo è il periodo, maggiore è la luminosità delle Cefeidi, l'energia rilasciata dalla stella per unità di tempo. E da esso puoi determinare la distanza dalla stella. Ad esempio, le Cefeidi trovate nella nebulosa di Andromeda hanno permesso di determinarne la distanza. Si è rivelato enorme - 2 milioni di anni luce. Tuttavia, questa è solo una delle galassie più vicine a noi, di cui, come si è scoperto, ce ne sono moltissime nell'Universo.maggiore è la luminosità delle Cefeidi, l'energia rilasciata dalla stella per unità di tempo. E da esso puoi determinare la distanza dalla stella. Ad esempio, le Cefeidi trovate nella nebulosa di Andromeda hanno permesso di determinarne la distanza. Si è rivelato enorme - 2 milioni di anni luce. Tuttavia, questa è solo una delle galassie più vicine a noi, di cui, come si è scoperto, ce ne sono moltissime nell'Universo.maggiore è la luminosità delle Cefeidi, l'energia rilasciata dalla stella per unità di tempo. E da esso puoi determinare la distanza dalla stella. Ad esempio, le Cefeidi trovate nella nebulosa di Andromeda hanno permesso di determinarne la distanza. Si è rivelato enorme - 2 milioni di anni luce. Tuttavia, questa è solo una delle galassie più vicine a noi, di cui, come si è scoperto, ce ne sono moltissime nell'Universo.
Più potenti sono diventati i telescopi, più chiare sono state delineate le opzioni per la struttura delle galassie osservate dagli astronomi, che si sono rivelate molto insolite. Tra questi ci sono quelli cosiddetti irregolari, che non hanno una struttura simmetrica, ci sono ellittici e ci sono quelli a spirale. Qui sembrano essere i più interessanti e misteriosi. Immagina un nucleo brillantemente luminoso da cui emergono giganteschi rami a spirale luminosi. Ci sono galassie in cui il nucleo è più pronunciato, mentre in altre dominano i rami. Ci sono anche galassie in cui i rami non escono dal nucleo, ma da un ponte speciale: il bar.
Allora a che tipo appartiene la nostra Via Lattea? Dopotutto, essendo all'interno della Galassia, è molto più difficile comprenderne la struttura che osservarla di lato. La natura stessa ha contribuito a rispondere a questa domanda: le galassie rispetto a noi sono "sparse" in varie posizioni. Alcuni possiamo vederli dal bordo, altri "piatti" e altri ancora da diverse angolazioni.
Per molto tempo si è creduto che la galassia più vicina a noi fosse la Grande Nube di Magellano. Oggi si sa che non è così. Nel 1994, le distanze cosmiche furono misurate in modo più accurato e una galassia nana nella costellazione del Sagittario prese il comando. Tuttavia, di recente anche questa affermazione ha dovuto essere rivista. Un vicino ancora più vicino della nostra galassia è stato scoperto nella costellazione del Canis Major. Dista solo 42mila anni luce dal centro della Via Lattea.
In totale, si conoscono 25 galassie che compongono il cosiddetto Sistema Locale, ovvero una comunità di galassie direttamente collegate tra loro da forze gravitazionali. Il Sistema Locale di Galassie ha un diametro di circa tre milioni di anni luce. Oltre alla nostra Via Lattea e ai suoi satelliti, il Sistema Locale include anche la Nebulosa di Andromeda, la galassia gigante più vicina con i suoi satelliti, e un'altra galassia a spirale nella costellazione del Triangolo. Si è rivolta a noi "piatta". Domina il sistema locale, ovviamente, la nebulosa di Andromeda. È una volta e mezza più massiccia della Via Lattea.
Se le Cefeidi della nebulosa Andromeda hanno permesso di capire che è ben oltre la nostra Galassia, lo studio delle Cefeidi più vicine ha permesso di determinare la posizione del Sole all'interno della Galassia. Il pioniere qui era l'astrofisico americano Harlow Shapley. Uno degli oggetti di suo interesse erano ammassi stellari globulari, così densi che il loro nucleo si fonde in un bagliore solido. La regione più ricca di ammassi globulari si trova in direzione della costellazione zodiacale del Sagittario. Sono conosciuti anche in altre galassie e questi ammassi sono sempre concentrati vicino ai nuclei galattici. Se assumiamo che le leggi dell'Universo siano le stesse, possiamo concludere che la nostra Galassia dovrebbe essere organizzata in modo simile. Shapley ha trovato Cefeidi nei suoi ammassi globulari e ne ha misurato la distanza. Si è scopertoche il Sole non si trova affatto al centro della Via Lattea, ma ai suoi margini, si potrebbe dire, in una provincia stellare, a una distanza di 25mila anni luce dal centro. Quindi, per la seconda volta dopo Copernico, l'idea della nostra speciale posizione privilegiata nell'Universo è stata smentita.
Rendendosi conto che siamo alla periferia della Galassia, gli scienziati si sono interessati al suo centro. Come altre isole stellari, ci si aspettava che avesse un nucleo da cui emergono rami a spirale. Li vediamo come la striscia luminosa della Via Lattea, ma - vediamo dall'interno, dal bordo. Questi rami a spirale, proiettandosi l'uno sull'altro, non ci permettono di capire quanti sono e come sono disposti. Inoltre, i nuclei di altre galassie brillano intensamente. Ma perché questa radiosità non è visibile nella nostra Galassia, è possibile che non abbia un nucleo? La soluzione è arrivata di nuovo grazie alle osservazioni di altri. Gli scienziati hanno notato che nelle nebulose a spirale, al tipo a cui è stata attribuita anche la nostra Galassia, è chiaramente visibile uno strato scuro. Questo non è altro che un accumulo di gas e polvere interstellari. Sono stati loro che hanno permesso di rispondere alla domanda: perché non vediamo il nostro kernel:il nostro sistema solare si trova esattamente in un punto tale nella galassia che gigantesche nuvole scure bloccano il nucleo per un osservatore sulla Terra. Ora possiamo rispondere alla domanda: perché la Via Lattea si biforca in due braccia? Come si è scoperto, la sua parte centrale è oscurata da potenti nuvole di polvere. In effetti, ci sono miliardi di stelle dietro la polvere, compreso il centro della nostra galassia.
Gli studi hanno anche dimostrato che se la nube di polvere non interferisse con noi, i terrestri osserverebbero un grande spettacolo: un gigantesco ellissoide splendente del nucleo con innumerevoli stelle occuperebbe più di cento lune nel cielo.
I telescopi che operano in tali intervalli dello spettro della radiazione elettromagnetica con cui lo schermo antipolvere non interferisce hanno aiutato a vedere il nucleo galattico dietro questa nuvola di polvere. Ma la maggior parte di queste emissioni sono intrappolate dall'atmosfera terrestre, quindi, allo stato attuale, l'astronautica e la radioastronomia giocano un ruolo essenziale nella conoscenza della Galassia. Si è scoperto che il centro della Via Lattea brilla bene nel raggio della radio. Gli scienziati erano particolarmente interessati alla cosiddetta sorgente radio Sagittarius A *, un oggetto nella Galassia che emette attivamente onde radio e raggi X. Oggi si può considerare effettivamente dimostrato che nella costellazione del Sagittario c'è un misterioso oggetto spaziale: un buco nero supermassiccio. Si stima che la sua massa possa essere uguale alla massa di 3 milioni di soli. Questo oggetto di mostruosa densità ha un campo gravitazionale così potente,che anche la luce non può sfuggirle.
Naturalmente, il buco nero in sé non si illumina a nessuna distanza, ma la materia che cade su di esso emette raggi X e consente di localizzare il "mostro" spaziale. È vero, la radiazione del Sagittario A * è più debole di quella che si trova nei nuclei di altre galassie. Forse ciò è dovuto al fatto che la caduta della materia non viene eseguita in modo intensivo, ma quando si verifica, viene registrato un lampo di radiazione a raggi X. Una volta che la luminosità dell'oggetto Sagittario A * è aumentata letteralmente in pochi minuti, questo è impossibile per una grande formazione. Quindi, questo oggetto è compatto e può essere solo un buco nero. A proposito, per trasformare la Terra in un buco nero, deve essere compressa fino alle dimensioni di una scatola di fiammiferi.
In generale, molte sorgenti variabili di raggi X sono state trovate al centro della nostra Galassia, che sono forse buchi neri più piccoli raggruppati attorno a quello centrale supermassiccio. Sono osservati dall'osservatorio spaziale americano a raggi X "Chandra".
Un'altra conferma della presenza di un buco nero supermassiccio al centro del nucleo della nostra Galassia è stata fornita dallo studio del moto delle stelle situate nelle immediate vicinanze del nucleo. Quindi, nella gamma dell'infrarosso, gli astronomi sono riusciti a osservare il moto di una stella che scivolava dal centro del nucleo a una distanza insignificante su scala galattica: solo tre volte il raggio dell'orbita di Plutone. I parametri dell'orbita del moto di questa stella indicano che si trova vicino a un oggetto invisibile compatto con un campo gravitazionale mostruoso. Questo può essere solo un buco nero e uno supermassiccio. La sua ricerca è in corso.
Ci sono sorprendentemente poche informazioni sulla struttura dei bracci a spirale della nostra Galassia. Dall'apparizione della Via Lattea, si può solo giudicare che la Galassia abbia la forma di un disco. E solo con l'aiuto delle osservazioni della radiazione dell'idrogeno interstellare - l'elemento più abbondante nell'Universo - è stato possibile ricostruire in una certa misura l'immagine delle braccia della Via Lattea. Ciò è diventato nuovamente possibile grazie a un'analogia: in altre galassie l'idrogeno è concentrato proprio lungo i bracci della spirale. Ci sono anche regioni di formazione stellare - molte stelle giovani, ammassi di polvere e gas - nebulose di gas e polvere.
Negli anni '50 del secolo scorso, gli scienziati sono riusciti a tracciare un quadro della distribuzione delle nuvole di idrogeno ionizzato nelle vicinanze galattiche del Sole. Si è scoperto che ci sono almeno tre aree che potrebbero essere identificate con i bracci a spirale della Via Lattea. Uno di loro, il più vicino a noi, gli scienziati hanno chiamato il braccio di Orione-Cygnus. Quello più lontano da noi e, di conseguenza, vicino al centro della Galassia è chiamato braccio Sagittario-Carina, e quello periferico, braccio Perseo. Ma il vicinato galattico esplorato è limitato: la polvere interstellare assorbe la luce di stelle lontane e l'idrogeno, quindi diventa impossibile comprendere l'ulteriore disegno dei rami a spirale.
Tuttavia, dove l'astronomia ottica non può aiutare, i radiotelescopi vengono in soccorso. È noto che gli atomi di idrogeno emettono a una lunghezza d'onda di 21 cm ed è proprio questa radiazione che l'astrofisico olandese Jan Oort ha iniziato a captare. L'immagine che ha ricevuto nel 1954 è stata impressionante. I bracci a spirale della Via Lattea potevano ora essere tracciati su grandi distanze. Non c'erano più dubbi: la Via Lattea è un sistema stellare a spirale simile alla nebulosa di Andromeda. Tuttavia, non abbiamo ancora un quadro dettagliato dello schema a spirale della Via Lattea: i suoi rami si fondono tra loro ed è molto difficile determinarne la distanza.
Oggi è noto che la nostra Galassia è un gigantesco sistema stellare, che comprende centinaia di miliardi di stelle. Tutte le stelle che vediamo in alto in una notte limpida appartengono alla nostra Galassia. Se potessimo muoverci nello spazio e guardare la Via Lattea di lato, il nostro sguardo apparirebbe come una città stellare sotto forma di un enorme disco volante di 100mila anni luce di diametro. Al centro vedremmo un notevole ispessimento - una sbarra - di 20mila anni luce di diametro, da cui vanno nello spazio giganteschi rami a spirale.
Nonostante l'aspetto del Galaxy suggerisca un sistema piatto, questo non è del tutto vero. Il cosiddetto alone, una nuvola di materia rarefatta, si estende intorno ad esso. Il suo raggio raggiunge i 150mila anni luce. Intorno al rigonfiamento centrale e al nucleo ci sono molti ammassi stellari globulari di vecchie e fredde stelle rosse. Harlow Shapley li ha chiamati lo "scheletro del corpo" della nostra galassia. Le stelle fredde costituiscono il cosiddetto sottosistema sferico della Via Lattea, e il suo sottosistema piatto, in altre parole, bracci a spirale, è "giovinezza stellare". Ci sono molte stelle luminose e prominenti di alta luminosità.
Le giovani stelle nel piano galattico appaiono a causa della presenza di un'enorme quantità di polvere e gas lì. È noto che le stelle nascono a causa della compressione della materia in nubi di gas e polvere. Quindi, nel corso di milioni di anni, le stelle appena nate "gonfiano" queste nuvole e diventano visibili. La Terra e il Sole non sono il centro geometrico del mondo: si trovano in uno degli angoli tranquilli della nostra galassia. E, a quanto pare, questo particolare luogo è l'ideale per l'emergere e lo sviluppo della vita.
Da dieci anni gli scienziati sono in grado di rilevare grandi pianeti - le dimensioni di Giove - in altre stelle. Oggi se ne conoscono circa un centinaio e mezzo. Ciò significa che tali sistemi planetari sono diffusi nella Galassia. Armati di telescopi più potenti, puoi trovare pianeti così piccoli come la Terra, e su di essi, forse, fratelli in mente.
Tutte le stelle nella Galassia si muovono nelle loro orbite attorno al suo nucleo. Il sole ha la sua orbita. Per compiere una rivoluzione completa, il Sole ha bisogno di non meno di 250 milioni di anni, che è un anno galattico (la velocità del Sole è di 220 km / s). La Terra ha già fatto il giro del centro della Galassia 25-30 volte. Significa che sono esattamente tanti anni galattici.
È molto difficile tracciare il percorso del Sole attraverso la Via Lattea. Ma anche i telescopi moderni possono rilevare questo movimento. In particolare, per determinare come cambia l'aspetto del cielo stellato quando il Sole si sposta rispetto alle stelle più vicine. Il punto verso il quale si muove il sistema solare è chiamato apice e si trova nella costellazione di Ercole, al confine con la costellazione della Lira.
