Origen de los brazos de la Vía Láctea. Vía Láctea Galaxia Agujero negro supermasivo

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Antes de analizar la formación de los brazos espirales de la galaxia, veamos cómo nuestro razonamiento teórico coincide con los resultados de las observaciones astronómicas. Análisis de observaciones astronómicas. Veamos cómo ese razonamiento teórico concuerda con los resultados de las observaciones astronómicas. La radiación visible de las regiones centrales de la Galaxia está completamente oculta a nosotros por gruesas capas de materia absorbente. Por lo tanto, pasemos a la vecina galaxia espiral M31 en la Nebulosa de Andrómeda, que es muy similar a la nuestra. Hace varios años, Hubble descubrió dos núcleos puntuales en su centro. Uno de ellos parecía más brillante en los rayos visibles (verdes), el otro más débil, pero cuando construyeron un mapa de las velocidades de rotación y dispersión de velocidades de las estrellas, resultó que el centro dinámico de la galaxia es un núcleo más débil; Se cree que aquí es donde se encuentra el agujero negro supermasivo. Cuando Hubble fotografió el centro de la Nebulosa de Andrómeda no en verde, sino en rayos ultravioleta, resultó que el núcleo, que era brillante en la región visible del espectro, era casi invisible en ultravioleta, y en lugar del centro dinámico, Se observó una estructura estelar compacta y brillante. Un estudio de la cinemática de esta estructura demostró que está formada por estrellas jóvenes que giran en órbitas casi circulares. Así, en el centro de M 31 se encontraron a la vez dos discos estelares circunnucleares: uno elíptico, formado por estrellas viejas, y otro redondo, formado por estrellas jóvenes. Los planos de los discos coinciden y las estrellas que contienen giran en la misma dirección. Según el Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas O. Silchenko, podemos suponer que estamos viendo las consecuencias de dos estallidos de formación estelar, uno de los cuales ocurrió hace mucho tiempo, hace 5-6 mil millones de años, y el otro hace poco tiempo. hace varios millones de años. Como puede verse, esto es bastante coherente con el hecho de que en el centro de la galaxia puede haber dos centros, uno de los cuales pertenece al antiguo subsistema esférico y el otro, más joven, a la parte del disco. Además, este joven centro, que ya se encuentra en las primeras etapas de su desarrollo, se está formando en forma de un sistema de disco compacto, y no sólo en la galaxia M31, sino también en muchos otros sistemas galácticos. La espectroscopía panorámica, que permite construir mapas de superficie de velocidades de rotación y mapas de dispersión de velocidades, ha permitido verificar que en los centros de muchas galaxias se pueden encontrar discos estelares circunnucleares individuales. Se distinguen por su tamaño compacto (no más de cien pársecs) y la edad media relativamente joven de la población estelar (no más de 1.000 a 5.000 millones de años). Las protuberancias en las que están sumergidos estos discos perinucleares son notablemente más antiguas y giran más lentamente. Un análisis del mapa de velocidad de la galaxia Sa NGC 3623 (miembro de un grupo de tres galaxias espirales) mostró un mínimo de dispersión de velocidad estelar y una forma agudizada de isolíneas de velocidad de rotación en el centro de la galaxia (ver Fig. : Afanasiev V.L., Sil"chenko O.K. Astronomy and Astrophysics, vol. 429, p. 825, 2005). La forma puntiaguda de las isolíneas de velocidad de rotación significa que en el plano de simetría de la galaxia las estrellas giran mucho más rápido que en las regiones adyacentes. del bulbo esferoidal en valores bastante cercanos potencial gravitacional Es decir, la energía cinemática de las estrellas ubicadas en el plano de simetría se concentra en rotación ordenada, y no en movimientos caóticos, como en las estrellas del componente esferoidal. En el centro de la galaxia hay un subsistema estelar plano, dinámicamente frío y con un gran momento de rotación, es decir, el disco que se encuentra dentro del bulbo. Estas observaciones confirman que en la parte esférica de las galaxias, donde el bulbo es su cuerpo causante, surge un subsistema más joven, que pertenece al siguiente nivel de organización de la materia. Esta es la parte del disco de las galaxias, cuyo cuerpo será un disco circunnuclear que gira rápidamente dentro del bulbo. Así, para dos subsistemas es posible establecer dos cuerpos de causa, uno de los cuales en relación con el otro es un cuerpo de efecto. Volvamos a los resultados de las observaciones de nuestra galaxia. A pesar de que la radiación visible de las regiones centrales de la galaxia está completamente oculta para nosotros por gruesas capas de materia absorbente, después de crear receptores de radiación infrarroja y de radio, los científicos pudieron realizar un estudio detallado de esta área. Un estudio de la parte central de la galaxia ha demostrado que, además de un gran número de estrellas, en la región central también se observa un disco de gas circunnuclear, compuesto principalmente de hidrógeno molecular. Su radio supera los 1000 años luz. Más cerca del centro, se observan áreas de hidrógeno ionizado y numerosas fuentes de radiación infrarroja, lo que indica que allí se están formando estrellas. El disco de gas circunnuclear es el cuerpo de la parte causante del disco de la galaxia y se encuentra en una etapa temprana de evolución porque está compuesto de hidrógeno molecular. En relación con su sistema, el disco, es un agujero blanco, desde donde se suministra energía para el desarrollo del espacio y la materia en la parte del disco de la galaxia. Los estudios realizados utilizando un sistema de radiotelescopios de base ultralarga han demostrado que en el mismo centro (en la constelación de Sagitario) hay un objeto misterioso denominado Sagitario A*, que emite una poderosa corriente de ondas de radio. Según estimaciones, la masa de este objeto cósmico, situado a 26 mil años luz de nosotros, es cuatro millones de veces mayor que la masa del Sol. Y en tamaño corresponde a la distancia entre la Tierra y el Sol (150 millones de kilómetros). Este objeto suele considerarse un posible candidato a agujero negro. Uno de los investigadores de este objeto, Zhi-Qiang Shen del Observatorio Astronómico de Shanghai de la Academia de Ciencias de China, está convencido de que ahora se considera que la confirmación más convincente de su compacidad y masividad es la naturaleza del movimiento de las estrellas cercanas a él. Shen y su grupo, después de realizar observaciones en un rango de radio de mayor frecuencia (86 GHz en lugar de 43 GHz), obtuvieron la estimación más precisa del objeto espacial, lo que llevó a reducir a la mitad el área de su interés (publicación fechado el 3 de noviembre de 2005 en Nature). Otro estudio de la región central de la Galaxia se refiere al Cúmulo Quintiplet, descubierto recientemente en el mismo centro de nuestra Galaxia y formado por cinco estrellas masivas de naturaleza desconocida. Los astrónomos australianos, dirigidos por el Dr. Peter Tuthill, durante su estudio del objeto, identificaron una estructura extremadamente extraña e incomparable. El hecho es que el cúmulo Quintiplet está ubicado en el mismo centro de la Galaxia, donde, según la doctrina cosmológica predominante, debería ubicarse un agujero negro masivo y, por lo tanto, no puede haber estrellas a la vista. Las cinco estrellas son relativamente antiguas y se acercan a las etapas finales de su existencia. Pero lo más extraño fue que dos de ellos giraban rápidamente uno alrededor del otro (o más bien, alrededor de un centro de gravedad común), esparciendo polvo a su alrededor, como el cabezal giratorio de un aspersor que rocía agua. El polvo forma brazos en espiral. El radio de una de las espirales es de aproximadamente 300 UA. Estas observaciones muestran que en el centro de la galaxia realmente hay un objeto masivo inimaginablemente enorme, que, sin embargo, no es un agujero negro, ya que es posible que existan otros cerca de él sin caer. en sus sistemas estelares de influencia. Por otro lado, en el centro de la Galaxia existe un disco circunnuclear. Y también un Quintillizo de naturaleza misteriosa. Todas estas observaciones pueden explicarse desde el punto de vista de la formación de dos subsistemas diferentes, en los que hay dos cuerpos de causas de diferente naturaleza: un cuerpo emerge y el otro se desvanece. Dos estrellas quintillets que giran rápidamente pueden considerarse como la rotación del cuerpo de efecto alrededor del cuerpo de causa en una etapa en la que sus masas son aproximadamente las mismas. Aunque no está del todo claro a qué cuadrupolo pertenecen, porque Todavía no hay datos suficientes para esto. Ahora veamos con más detalle la parte del disco de la galaxia.

Brazos espirales de galaxias

Uno de los principales fenómenos de nuestra Galaxia es la formación de ramas (o brazos) espirales. Esta es la estructura más prominente en los discos de galaxias como la nuestra, lo que les da el nombre de espiral. Los brazos espirales de la Vía Láctea están en gran parte ocultos a nosotros debido a la absorción de materia. Su estudio detallado comenzó después de la aparición de los radiotelescopios. Permitieron estudiar la estructura de la galaxia observando la emisión de radio de átomos de hidrógeno interestelares concentrados a lo largo de las largas espirales. Según los conceptos modernos, los brazos espirales están asociados con ondas de compresión que se propagan a través del disco galáctico. Esta teoría de las ondas de densidad describe bastante bien los hechos observados y se debe a Chia Chiao Lin y Frank Shu del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Según los científicos, al pasar por zonas de compresión, la materia del disco se vuelve más densa y la formación de estrellas a partir del gas se vuelve más intensa. Aunque aún no se comprenden la naturaleza y las razones de la aparición de una estructura ondulatoria tan única en los discos de las galaxias espirales. Estructura energética del disco Galaxy. Veamos cómo se puede explicar la formación de brazos espirales desde el punto de vista de la autoorganización de la materia. La parte de disco de la galaxia, como se muestra arriba, se forma debido a la topología toroidal del espacio del primer módulo. Como resultado de la cuantificación de este espacio se formaron muchos subespacios, cada uno de los cuales también tiene una topología toroidal. Todos ellos están anidados dentro del primer toroide tipo matrioska. En el centro de cada toro, la energía entrante circula a lo largo de un círculo de gran radio, que sirve para crear el espacio y la materia de las estrellas y los sistemas estelares. Un sistema de toros de este tipo da lugar a un disco plano material que consta de muchos sistemas estelares que giran en la misma dirección. Toda la materia formada en la parte del disco de la galaxia adquiere un único plano y dirección de rotación. En el centro de la galaxia hay dos cuerpos centrales, uno de los cuales es el cuerpo causante del subsistema del halo (agujero negro), el otro es el cuerpo causante del subsistema del disco (agujero blanco), que también giran entre sí. . En la parte del disco de la galaxia se forman cronocapas de subsistemas internos, que son subespacios de consecuencias. En cada uno de estos subespacios se forma su propio cuerpo de efecto, que es una estrella o sistema estelar que gira alrededor del cuerpo de causa, es decir. el centro de la Galaxia, donde se encuentra el agujero blanco. Las órbitas de las estrellas más cercanas al agujero blanco son circulares, porque la energía que ingresa a las cronocapas de estas estrellas circula en círculos (Fig. 14). Figura 14.

Si las cronocáscaras del primer módulo están ubicadas fuera del límite de rotación del cuerpo del agujero blanco alrededor del agujero negro, entonces la energía circulará no en un círculo, sino en una elipse, en uno de los focos hay un cuerpo de causa ( agujero negro), en el otro, un cuerpo de efecto (agujero blanco). En consecuencia, la topología del espacio cambiará, el toro adquirirá una forma más compleja y, en lugar del círculo que describe el gran radio del toro, tendremos una elipse.

Mirando nuestro disco desde arriba, veremos que la circulación de energía en diferentes toros describe diferentes elipses. En general, las elipses de rotación se presentan en la figura, de la cual se puede ver que cuanto más alejada esté la órbita de rotación de energía, más se acercará la forma de la órbita a un círculo. Permítanme enfatizar una vez más que las figuras representan trayectorias de circulación de energía que se relacionan con la estructura de los espacios y no con los cuerpos materiales. Por tanto, en este sistema, los agujeros blancos y negros representan un sumidero y una fuente de energía que son estacionarios.

Dado que el subsistema de disco de la galaxia está inmerso en el subsistema esférico, a lo largo del tiempo se produce una interacción adicional entre ellos. La influencia de un subsistema sobre otro conduce al hecho de que el par de rotación presente en la parte esférica se superpone a la circulación de energía en el subsistema del disco. Aunque no se trata de un par muy intenso, contribuye a la imagen general, por lo que los toros giran formando un pequeño ángulo entre sí. En consecuencia, las elipses de rotación de energía también se desplazarán en el mismo ángulo de rotación entre sí, formando una estructura en espiral.

La velocidad de movimiento de cualquier estrella alrededor del centro de la galaxia no coincidirá con la velocidad de movimiento del patrón espiral. La circulación de los flujos de energía en el espacio permanecerá sin cambios durante toda la vida de la Galaxia. Porque la energía que ingresa al sistema a través del tiempo transfiere torque, cambiando la energía total, pero no transfiere impulso. Por tanto, el par que el tiempo aporta al sistema depende únicamente de las propiedades del punto causante y permanece constante durante todo el período de existencia del disco.

Los cuerpos de consecuencias, y en este caso se trata de estrellas, durante su formación reciben un momento angular que fija su rotación alrededor del centro de la Galaxia. Por lo tanto, el movimiento de las estrellas formadas en cronocáscaras toroidales estará influenciado por muchos factores. Entre estos factores, los determinantes serán la cantidad de materia formada, el grado de desarrollo evolutivo de la propia estrella, la influencia gravitacional de otras estrellas, así como una serie de otras razones.

La rotación de la energía en elipses es una propiedad exclusiva del propio espacio. Cuando las elipses se giran en un cierto ángulo como se muestra en la figura, los puntos de contacto de las elipses tendrán la mayor densidad de energía. Por tanto, se resumirá la cantidad de energía liberada en estos lugares. En este caso, vuelve a aparecer una estructura energética en el espacio. Así como en las cronocapas del módulo cero obtuvimos un modelo energético de un dodecaedro, en las cronocapas del primer módulo obtenemos una imagen en espiral. De acuerdo con el hecho de que la liberación de energía a lo largo de los brazos espirales se produce con mayor amplitud, es en estos lugares donde el proceso de formación de estrellas se producirá con mayor intensidad.

Me gustaría enfatizar una vez más que la formación de un disco giratorio y la formación de brazos espirales son estructuras de naturaleza completamente diferente. Un disco giratorio es un sistema de cuerpos materiales formado durante la transformación del tiempo. Y los brazos espirales son la estructura energética del espacio y muestran en qué zona se produce la liberación de energía con mayor intensidad. Por tanto, la principal propiedad del patrón ondulado en espiral es su rotación uniforme, como un único sistema de espacios formados por toros. En consecuencia, el patrón del patrón en espiral gira en su conjunto con una velocidad angular constante. Aunque el disco galáctico gira de manera diferencial, porque se formó en diferentes condiciones y cada parte del mismo se encuentra en su propia etapa de evolución. Pero el disco en sí es secundario en relación con los brazos espirales; la estructura energética de las espirales es primaria y marca el ritmo de todo el proceso de formación estelar del disco. Es por esta razón que el patrón espiral se indica de manera tan clara y clara y mantiene una regularidad completa en todo el disco de la galaxia, sin distorsionarse de ninguna manera por la rotación diferencial del disco.

Densidad de estrellas en brazos espirales.

La formación de estrellas ocurre aproximadamente por igual en todo el disco, por lo que la densidad de las estrellas dependerá de qué tan densamente se encuentren las cronoenvolturas entre sí. A pesar de que la formación de estrellas ocurre más intensamente en los brazos, la densidad de estrellas aquí no debería diferir mucho de otras regiones del disco, aunque el aumento de la amplitud de energía provoca el inicio de cronoenvolturas que se encuentran en condiciones menos favorables. Las observaciones astronómicas muestran que la densidad de las estrellas en los brazos espirales no es tan alta; allí se encuentran sólo un poco más densas que la media en todo el disco: sólo un 10 por ciento, no más.

Un contraste tan débil nunca se vería en fotografías de galaxias distantes si las estrellas en el brazo espiral fueran las mismas que las de todo el disco. El caso es que junto con las estrellas en los brazos espirales se produce una intensa formación de gas interestelar, que luego se condensa formando estrellas. Estas estrellas en la etapa inicial de su evolución son muy brillantes y se destacan fuertemente entre otras estrellas del disco. Las observaciones del hidrógeno neutro en el disco de nuestra galaxia (basadas en su emisión de radio a una longitud de onda de 21 cm) muestran que el gas efectivamente forma brazos espirales.

Para que las estrellas jóvenes delineen claramente los brazos, se requiere una tasa suficientemente alta de transformación del gas en estrellas y, además, la duración de la evolución de la estrella en su etapa brillante inicial no es demasiado larga. Ambas cosas son válidas para las condiciones físicas reales de las galaxias, debido a la mayor intensidad del flujo de tiempo liberado en los brazos. La duración de la fase inicial de la evolución de las estrellas masivas brillantes es menor que el tiempo durante el cual el brazo se desplaza notablemente durante su rotación general. Estas estrellas brillan durante unos diez millones de años, lo que representa sólo el cinco por ciento del período de rotación galáctica. Pero a medida que las estrellas que recubren el brazo espiral se apagan, se forman nuevas estrellas y nebulosas asociadas a su paso, manteniendo el patrón espiral sin cambios. Las estrellas que perfilan los brazos no sobreviven ni siquiera a una revolución de la Galaxia; Sólo el patrón en espiral es estable.

La mayor intensidad de la liberación de energía a lo largo de los brazos de la galaxia influye en el hecho de que aquí se concentran principalmente las estrellas más jóvenes, muchos cúmulos y asociaciones estelares abiertos, así como cadenas de densas nubes de gas interestelar en las que se siguen formando estrellas. Los brazos espirales contienen una gran cantidad de estrellas variables y llamaradas, y en ellos se observan con mayor frecuencia explosiones de algunos tipos de supernovas. A diferencia del halo, donde cualquier manifestación de actividad estelar es extremadamente rara, en los brazos espirales continúa una vida vigorosa, asociada con la transición continua de materia desde el espacio interestelar a las estrellas y viceversa. Porque el módulo cero, que es un halo, se encuentra en la etapa final de su evolución. Mientras que el primer módulo, que es un disco, se encuentra en la cima de su desarrollo evolutivo.

conclusiones

Formulemos las principales conclusiones obtenidas del análisis del espacio galáctico.

1. Desde el punto de vista de la autoorganización sistémica de la materia, los dos subsistemas que componen la Galaxia pertenecen a módulos diferentes de la estructura integral del universo (ISM). La primera, la parte esférica, es el módulo espacial cero. La segunda parte del disco del Galaxy pertenece al primer módulo ISM. Según las relaciones de causa y efecto, el primer módulo o parte del disco de la Galaxia es el efecto, mientras que el módulo cero o halo se considera la causa.

2. Cualquier espacio se crea a partir de una cronocáscara, que en el momento de la entrada de energía es un dipolo en abanico. En un extremo de dicho dipolo hay materia y en el otro hay una esfera de espacio en expansión. Un polo del dipolo tiene las propiedades de masas gravitantes y representa un punto material, y el otro polo tiene las propiedades antigravitantes de expandir el espacio y representa una esfera que rodea el punto material. Por tanto, cualquier dipolo en abanico tiene un cuerpo físico y un espacio físico tridimensional. Por tanto, cada vínculo de causa y efecto estará compuesto por cuatro elementos: el cuerpo de la causa y el espacio de la causa, el cuerpo del efecto y el espacio del efecto.

3. Las características principales del halo están determinadas por las propiedades de la cronocáscara del módulo cero. Enumerémoslos.

1). El límite del halo es una membrana con propiedades antigravitacionales, que limita la esfera de vacío en expansión del dipolo del ventilador. Está representado por una capa de plasma de hidrógeno que rodea el exterior del halo, en forma de corona. Se forma una corona debido al efecto inhibidor de la membrana sobre los iones de hidrógeno. La topología del espacio del halo es esférica.

2). En su transformación evolutiva, el halo pasó por la etapa de inflación, durante la cual la cronocáscara del halo se fragmentó en 256 pequeñas cronocáscaras, cada una de las cuales es ahora uno de los cúmulos globulares de la Galaxia. Durante la inflación, el espacio de la Galaxia aumentó exponencialmente de tamaño. El sistema formado se denominó estructura de halo de panal celular.

3). Las cronocapas de cúmulos globulares de estrellas continuaron fragmentándose aún más. Las estrellas y los sistemas estelares se convierten en el nivel límite de cuantificación de galaxias. El nivel límite de cuantificación es la nueva organización estructural de la materia.

4). La ubicación relativa de las cronocapas de estrellas ubicadas en la estructura celular-panal del halo es extremadamente desigual. Algunos de ellos están ubicados más cerca del centro de la galaxia, otros más cerca de la periferia. Como resultado de esta desigualdad, la formación de estrellas en cada cronocapa tiene sus propias características, que afectan la densidad de la materia o la naturaleza de su movimiento.

5). Los sistemas enanos descubiertos dentro de nuestra galaxia pertenecen a las cronocapas de cuadrupolos del segundo o tercer nivel, que también son subsistemas cerrados y autoorganizados que pertenecen a la galaxia.

6). El estado actual del halo pertenece a la etapa final de la evolución. La expansión de su espacio terminó debido a la finitud de la energía liberada. Nada resiste las fuerzas de la gravedad. Por tanto, la última etapa de la evolución del halo se debe a procesos de desintegración. La gravedad se convierte en la fuerza principal del sistema, obligando a los cuerpos materiales a moverse hacia el centro de la galaxia en un campo gravitacional creciente. Se forma un atractor atractivo en el centro de la galaxia.

4. Las características principales del disco están determinadas por las propiedades de la cronocáscara del primer módulo, que es consecuencia del módulo cero. Enumerémoslos.

1). Dado que la parte del disco de la galaxia es una consecuencia, el dipolo del ventilador gravitacional será un vector axial M=1 que gira alrededor del vector axial M=0.

2). El espacio formado por uno de los polos del dipolo del ventilador se crea en forma de una esfera en expansión que gira alrededor del eje M=0. Por tanto, la topología del espacio del primer módulo se describe mediante un toro incrustado en el espacio esférico del módulo cero. El toro está formado por dos vectores axiales M=0 y M=1, donde M=0 representa el radio mayor del toro y M=1 es el radio menor del toro.

3). La etapa de inflación de la cronocáscara del primer módulo dio lugar a muchos subsistemas nuevos: cronocáscaras internas más pequeñas. Todos ellos están ubicados en una especie de muñeco nido dentro de la cronocarcasa del primer módulo. Todos ellos tienen además una topología toroidal. La estructura aparece en el espacio de la parte del disco de la galaxia.

4). La sustancia formada por el otro polo del dipolo del ventilador se concentra en el centro de la esfera, que describe el pequeño radio del toroide M=1. Dado que este centro, a su vez, describe un círculo a lo largo del radio de un toro grande, toda la materia se forma a lo largo de este círculo en un plano perpendicular al eje M=0.

5). La materia formada en nuevos subsistemas también se crea en los centros de esferas de pequeño radio del toro. Por tanto, toda la materia se forma a lo largo de círculos ubicados en un plano perpendicular al eje M=0. Así se forma la parte del disco de la galaxia.

5. En la región central de la Galaxia hay dos cuerpos de causa. Uno de ellos es el cuerpo causante del halo (protuberancia), el otro es el cuerpo causante del disco (disco de gas circunnuclear). El cuerpo causante del disco, a su vez, es el cuerpo efecto en relación con el halo. Por tanto, un cuerpo gira alrededor de otro.

6. El bulto, como el halo, se encuentra en la etapa final de evolución, por lo que se convierte en un atractor hacia el que gravita toda la materia previamente esparcida por todo el volumen del halo. Al acumularse en su centro, forma poderosos campos gravitacionales que comprimen gradualmente la materia hasta convertirla en un agujero negro.

7. El disco de gas circunnuclear es el cuerpo de la parte causante del disco de la galaxia y se encuentra en una etapa temprana de evolución. En relación con su sistema, el disco, es un agujero blanco, desde donde se suministra energía para el desarrollo del espacio y la materia en la parte del disco de la galaxia.

8. Los brazos espirales son la estructura energética del espacio y muestran en qué zona se produce la liberación de energía con mayor intensidad. Esta estructura se forma debido a la circulación de energía dentro del toro. En la mayoría de los toros, la energía no circula en un círculo, sino en una elipse, en uno de cuyos focos hay un cuerpo de causa (un agujero negro), en el otro, un cuerpo de efecto (un agujero blanco). En consecuencia, la topología del espacio cambia, el toro adquiere una forma más compleja y, en lugar del círculo que describe el gran radio del toro, tenemos una elipse.

9. Dado que el subsistema de disco de la galaxia está inmerso en el subsistema esférico, a lo largo del tiempo se produce una interacción adicional entre ellos. La influencia de un subsistema sobre otro conduce al hecho de que el momento de rotación presente en la parte esférica se superpone a la circulación de energía en el subsistema del disco, como resultado de lo cual los toros giran en un pequeño ángulo entre sí. Cuando las elipses giran en un cierto ángulo, la energía tendrá la mayor densidad en los puntos de contacto de las elipses. El proceso de formación de estrellas será más intenso en estos lugares. Por tanto, la principal propiedad del patrón ondulado en espiral es su rotación uniforme, como un único sistema de espacios formados por toros.

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Un análisis sesgado y escrupuloso de la influencia de la curva de rotación de la Vía Láctea en la forma de sus brazos lleva a conclusiones inesperadas. Si la galaxia se movía con tal curva de rotación, hace apenas dos revoluciones, unos 600 millones de años, sus brazos estaban "torcidos" en la dirección opuesta. Y, por el contrario, durante las próximas revoluciones debería perder por completo sus mangas, que se curvarán con fuerza, llenando uniformemente todo su disco. Teniendo en cuenta que la edad de la galaxia se supone que es de decenas de miles de millones de años, su pasado parece aún más misterioso: la aparición de los brazos no puede explicarse mediante contradicciones puramente cinemáticas.

Resulta que la hipótesis a sobre la materia oscura no sólo no elimina las contradicciones en la curva de rotación observada de nuestra galaxia, sino que, por el contrario, crea otras nuevas.

Es posible que la curva de rotación de la galaxia observada y calculada sea inestable y no refleje la evolución a largo plazo de la Vía Láctea. Las velocidades medidas de las estrellas corresponden al momento actual y, aparentemente, dicen poco sobre sus valores pasados ​​​​o futuros. Quizás sea posible hablar de la dinámica de su movimiento sólo con un cierto grado de fiabilidad. De lo contrario, las leyes de la mecánica dan este resultado lógico natural.

Es lógico suponer que es posible otra forma a largo plazo de la curva de rotación, que durante muchos miles de millones de años permitió que los brazos de la Vía Láctea tomaran la forma que ahora es posible calcular a partir de observaciones astronómicas. Pero en este caso surge una pregunta lógica: ¿cómo era la galaxia “al principio”? ¿Y “cuando empezó, empezó”?

Supongamos que la galaxia se formó hace, digamos, 3 mil millones de años. Este período se tomó por razones utilitarias: para que fuera más fácil ver la evolución de la animación. Y los brazos podrían haber surgido, por ejemplo, como consecuencia del colapso de dos agujeros negros, que expulsaron sus chorros en diferentes direcciones. Mientras giraban, estos chorros, por así decirlo, “barrían” el espacio circundante, recogiendo gas y estrellas. Poco a poco las mangas se curvaron hasta adquirir su forma actual. ¿Por qué hay dos agujeros negros? Porque hay cuatro brazos y los chorros se forman de dos en dos.

Crédito: Thiago Ize y Chris Johnson, Instituto de Imágenes y Computación Científica.

Los astrofísicos han estado desentrañando cómo las galaxias de disco forman sus brazos espirales durante casi el mismo tiempo que las observan. Con el tiempo, llegaron a dos conclusiones... o su estructura es causada por diferencias en la gravedad, esculpiendo el gas, el polvo y dándole formas familiares, o una existencia aleatoria que va y viene con el tiempo.

Ahora los investigadores están comenzando a traducir sus hallazgos en hallazgos basados ​​en nuevas simulaciones por supercomputadoras: simulaciones que incluyen el movimiento de hasta 100 millones de "partículas estelares" que imitan las fuerzas gravitacionales y astrofísicas que les dan forma en una estructura espiral natural. El equipo de investigación de la Universidad de Wisconsin-Madison y el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica quedó satisfecho con estos hallazgos e informa que los modelos pueden contener pistas importantes sobre cómo se formaron los brazos espirales.

"Demostramos por primera vez que los brazos espirales estelares no son características de transición, como se ha argumentado durante décadas", dice la astrofísica Elena D'Onghia de la UW-Madison, quien dirigió el nuevo estudio junto con sus colegas de Harvard Mark Vogelsberger y Lars Hernquist.

"Los brazos espirales se conservan por sí solos, son permanentes y sorprendentemente duraderos", añade Vogelsberger.

Cuando aparece una estructura en espiral, es probablemente la forma más extendida del universo. Se considera la nuestra, y alrededor del 70% de las galaxias que nos rodean también tienen una estructura en espiral. Cuando pensamos en un sentido más amplio, ¿cuántas cosas adquieren esta formación ordinaria? Quitar el polvo con una escoba hace que las partículas formen espirales... drenar el agua provoca un remolino... las formaciones climáticas tienen forma de espiral. Este es un caso universal y sucede por una razón. Evidentemente la causa es la gravedad y algo la está perturbando. En el caso de una galaxia, se trata de una nube molecular gigante. Las nubes introducidas en la simulación, afirma D'Onghia, profesor de astronomía en la Universidad de Wisconsin-Madison, actúan como "perturbadoras" y son suficientes no sólo para desencadenar la formación de brazos espirales, sino también para mantenerlos indefinidamente.

"Estamos aprendiendo que forman brazos en espiral", explica D'Onghia. "La teoría anterior que sustentaba los brazos desaparecería con la eliminación de las perturbaciones, pero vemos que una vez formados los brazos se autoperpetúan incluso cuando se eliminan las perturbaciones. Esto prueba que una vez que los brazos se crean a través de estas nubes, pueden existir por sí solos a través de la influencia de la gravedad." incluso cuando no haya más perturbaciones."

Entonces, ¿qué pasa con las galaxias compañeras? ¿Podría la estructura en espiral deberse a la proximidad a ellos? El nuevo estudio también permite esto en cálculos y modelos de galaxias "solitarias". Sin embargo, esto no es todo investigación. Según Vogelsberger y Hernquist, las nuevas simulaciones generadas por ordenador se centran en limpiar los datos de observación. Examinan más de cerca las nubes moleculares de alta densidad y los "agujeros en el espacio inducidos por la gravedad" que actúan como "los mecanismos que impulsan la formación de los brazos característicos de las galaxias espirales".

Hasta entonces, sabemos que la estructura en espiral no es sólo un accidente, es probablemente la forma más común.

El cielo estrellado ha atraído la mirada de la gente desde la antigüedad. Las mejores mentes de todos los pueblos intentaron comprender nuestro lugar en el Universo, imaginar y justificar su estructura. El progreso científico ha permitido avanzar en el estudio de las vastas extensiones del espacio desde construcciones románticas y religiosas hasta teorías lógicamente verificadas basadas en numerosos materiales fácticos. Ahora cualquier escolar tiene una idea de cómo es nuestra galaxia según las últimas investigaciones, quién, por qué y cuándo le dio ese nombre tan poético y cuál es su futuro esperado.

origen del nombre

La expresión “Vía Láctea” es esencialmente una tautología. Galactikos, traducido aproximadamente del griego antiguo, significa "leche". Así llamaban los habitantes del Peloponeso al cúmulo de estrellas en el cielo nocturno, atribuyendo su origen a la irascible Hera: la diosa no quería alimentar a Hércules, el hijo ilegítimo de Zeus, y, enojada, salpicó leche materna. Las gotas formaron un rastro de estrellas, visible en las noches despejadas. Siglos más tarde, los científicos descubrieron que las luminarias observadas son sólo una parte insignificante de los cuerpos celestes existentes. Le dieron el nombre de Galaxia o sistema de la Vía Láctea al espacio del Universo en el que se encuentra nuestro planeta. Después de confirmar la suposición de la existencia de otras formaciones similares en el espacio, el primer término se volvió universal para ellos.

Una mirada desde dentro

El conocimiento científico sobre la estructura de una parte del Universo, incluido el Sistema Solar, aprendió poco de los antiguos griegos. La comprensión de cómo luce nuestra galaxia ha evolucionado desde el universo esférico de Aristóteles hasta teorías modernas que incluyen agujeros negros y materia oscura.

El hecho de que la Tierra sea parte del sistema de la Vía Láctea impone ciertas limitaciones a quienes intentan descubrir qué forma tiene nuestra galaxia. Para responder inequívocamente a esta pregunta, se requiere una vista desde el exterior y a gran distancia del objeto de observación. Ahora la ciencia se ve privada de esa oportunidad. Una especie de sustituto de un observador externo es la recopilación de datos sobre la estructura de la galaxia y su correlación con los parámetros de otros sistemas espaciales disponibles para su estudio.

La información recopilada nos permite decir con seguridad que nuestra galaxia tiene la forma de un disco con un engrosamiento (bulto) en el medio y brazos espirales que divergen del centro. Estos últimos contienen las estrellas más brillantes del sistema. El diámetro del disco es de más de 100 mil años luz.

Estructura

El centro de la galaxia está oculto por el polvo interestelar, lo que dificulta el estudio del sistema. Los métodos de radioastronomía ayudan a solucionar el problema. Las ondas de cierta longitud superan fácilmente cualquier obstáculo y permiten obtener la imagen tan deseada. Nuestra galaxia, según los datos obtenidos, tiene una estructura heterogénea.

Convencionalmente, podemos distinguir dos elementos conectados entre sí: el halo y el propio disco. El primer subsistema tiene las siguientes características:

  • la forma es una esfera;
  • su centro se considera un bulto;
  • la mayor concentración de estrellas en el halo es característica de su parte media; a medida que nos acercamos a los bordes, la densidad disminuye considerablemente;
  • La rotación de esta zona de la galaxia es bastante lenta;
  • el halo contiene principalmente estrellas viejas con masa relativamente baja;
  • un espacio importante del subsistema está lleno de materia oscura.

La densidad de estrellas en el disco galáctico supera con creces la del halo. En las mangas hay jóvenes e incluso recién emergentes.

Centro y núcleo

El “corazón” de la Vía Láctea se encuentra en Sin estudiarlo, es difícil entender del todo cómo es nuestra Galaxia. El nombre "núcleo" en los escritos científicos se refiere sólo a la región central, de sólo unos pocos parsecs de diámetro, o incluye el bulbo y el anillo de gas, considerado el lugar de nacimiento de las estrellas. A continuación se utilizará la primera versión del término.

La luz visible tiene dificultades para penetrar el centro de la Vía Láctea porque encuentra una gran cantidad de polvo cósmico que oculta el aspecto de nuestra galaxia. Las fotografías e imágenes tomadas en el rango infrarrojo amplían significativamente el conocimiento de los astrónomos sobre el núcleo.

Los datos sobre las características de la radiación en la parte central de la galaxia llevaron a los científicos a creer que en el núcleo del núcleo hay un agujero negro. Su masa es más de 2,5 millones de veces la masa del Sol. Alrededor de este objeto, según los investigadores, gira otro agujero negro, pero menos impresionante en sus parámetros. El conocimiento moderno sobre las características estructurales del espacio sugiere que estos objetos se encuentran en la parte central de la mayoría de las galaxias.

Luz y oscuridad

La influencia combinada de los agujeros negros en el movimiento de las estrellas produce sus propios ajustes en la apariencia de nuestra galaxia: conduce a cambios específicos en las órbitas, que no son típicos de los cuerpos cósmicos, por ejemplo, cerca del sistema solar. El estudio de estas trayectorias y la relación entre la velocidad del movimiento y la distancia al centro de la galaxia formaron la base de la teoría de la materia oscura, que ahora se desarrolla activamente. Su naturaleza sigue siendo un misterio. La presencia de materia oscura, que supuestamente constituye la gran mayoría de toda la materia del Universo, se registra únicamente por el efecto de la gravedad en las órbitas.

Si disipamos todo el polvo cósmico que nos oculta el núcleo, se revelará una imagen asombrosa. A pesar de la concentración de materia oscura, esta parte del Universo está llena de luz emitida por una gran cantidad de estrellas. Aquí hay cientos de veces más por unidad de espacio que cerca del Sol. Unos diez mil millones de ellos forman una barra galáctica, también llamada barra, de forma inusual.

tuerca espacial

El estudio del centro del sistema en el rango de longitud de onda larga nos permitió obtener una imagen infrarroja detallada. Resulta que nuestra galaxia tiene una estructura en su núcleo que se asemeja a un maní con cáscara. Esta “nuez” es el puente, que incluye más de 20 millones de gigantes rojas (estrellas brillantes, pero menos calientes).

Los brazos espirales de la Vía Láctea irradian desde los extremos de la barra.

El trabajo relacionado con el descubrimiento del “cacahuete” en el centro del sistema estelar no sólo arrojó luz sobre la estructura de nuestra galaxia, sino que también ayudó a comprender cómo se desarrolló. Inicialmente, en el espacio había un disco ordinario, en el que con el tiempo se formó un puente. Bajo la influencia de procesos internos, la barra cambió de forma y comenzó a parecerse a una nuez.

Nuestra casa en el mapa espacial.

La actividad se da tanto en la barra como en los brazos espirales que posee nuestra Galaxia. Deben su nombre a las constelaciones donde se descubrieron secciones de las ramas: los brazos de Perseo, Cisne, Centauro, Sagitario y Orión. Cerca de este último (a una distancia de al menos 28 mil años luz del núcleo) se encuentra el Sistema Solar. Esta zona tiene ciertas características que, según los expertos, hicieron posible el surgimiento de vida en la Tierra.

La galaxia y nuestro sistema solar giran con ella. Los patrones de movimiento de los componentes individuales no coinciden. las estrellas a veces están incluidas en las ramas espirales, a veces separadas de ellas. Sólo las luminarias que se encuentran en el límite del círculo de corotación no realizan tales "viajes". Estos incluyen el Sol, protegido de los poderosos procesos que ocurren constantemente en los brazos. Incluso un ligero cambio anularía todos los demás beneficios para el desarrollo de los organismos en nuestro planeta.

El cielo está en diamantes.

El Sol es sólo uno de los muchos cuerpos similares de los que está llena nuestra Galaxia. Según los últimos datos, las estrellas, individuales o agrupadas, suman más de 400 mil millones. La más cercana a nosotros, Próxima Centauri, forma parte de un sistema de tres estrellas, junto con Alpha Centauri A y Alpha Centauri B, un poco más distantes. del cielo nocturno, Sirio A, se sitúa en Su luminosidad, según diversas fuentes, supera la solar entre 17 y 23 veces. Sirio tampoco está solo; está acompañado por un satélite que lleva un nombre similar, pero marcado como B.

Los niños a menudo comienzan a familiarizarse con el aspecto de nuestra galaxia buscando en el cielo la Estrella Polar o Alfa Osa Menor. Debe su popularidad a su posición sobre el Polo Norte de la Tierra. La luminosidad de Polaris es significativamente mayor que la de Sirio (casi dos mil veces más brillante que el Sol), pero no puede desafiar a Alpha Canis Majoris por el título de más brillante debido a su distancia de la Tierra (estimada entre 300 y 465 años luz).

Tipos de luminarias

Las estrellas se diferencian no sólo por su luminosidad y por su distancia al observador. A cada uno se le asigna un valor determinado (el parámetro correspondiente del Sol se toma como una unidad), el grado de calentamiento de la superficie y el color.

Las supergigantes tienen los tamaños más impresionantes. Las estrellas de neutrones tienen la mayor concentración de materia por unidad de volumen. La característica del color está indisolublemente ligada a la temperatura:

  • los rojos son los más fríos;
  • calentar la superficie a 6.000º, como el Sol, da lugar a un tinte amarillo;
  • Las luminarias blancas y azules tienen una temperatura de más de 10.000º.

Puede variar y alcanzar un máximo poco antes de su colapso. Las explosiones de supernovas contribuyen enormemente a comprender cómo es nuestra galaxia. Las fotografías de este proceso tomadas con telescopios son asombrosas.
Los datos recopilados sobre esta base ayudaron a reconstruir el proceso que condujo al estallido y a predecir el destino de varios cuerpos cósmicos.

El futuro de la Vía Láctea

Nuestra galaxia y otras galaxias están constantemente en movimiento e interactuando. Los astrónomos han descubierto que la Vía Láctea ha absorbido repetidamente a sus vecinos. Se esperan procesos similares en el futuro. Con el tiempo, incluirá la Nube de Magallanes y varios otros sistemas enanos. El acontecimiento más impresionante se espera para dentro de 3.000 a 5.000 millones de años. Se tratará de una colisión con el único vecino visible desde la Tierra a simple vista. Como resultado, la Vía Láctea se convertirá en una galaxia elíptica.

Las infinitas extensiones del espacio asombran la imaginación. Es difícil para una persona promedio darse cuenta de la escala no solo de la Vía Láctea o de todo el Universo, sino incluso de la Tierra. Sin embargo, gracias a los logros de la ciencia, podemos imaginar al menos aproximadamente de qué tipo de mundo grandioso formamos parte.