Origine des bras de la Voie Lactée. Trou noir supermassif de la Voie lactée

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Avant d’examiner la formation des bras spiraux de la galaxie, voyons comment notre raisonnement théorique s’accorde avec les résultats des observations astronomiques. Analyse des observations astronomiques Voyons comment un tel raisonnement théorique s'accorde avec les résultats des observations astronomiques. Le rayonnement visible des régions centrales de la Galaxie nous est complètement caché par d’épaisses couches de matière absorbante. Tournons-nous donc vers la galaxie spirale voisine M31 dans la nébuleuse d'Andromède, qui est très similaire à la nôtre. Il y a plusieurs années, Hubble a découvert deux noyaux ponctuels en son centre. L'un d'eux semblait plus brillant dans les rayons visibles (verts), l'autre plus faible, mais lorsqu'ils ont construit une carte des taux de rotation et de la dispersion des vitesses des étoiles, il s'est avéré que le centre dynamique de la galaxie est un noyau plus faible ; On pensait que c'était là que se trouvait le trou noir supermassif. Lorsque Hubble a photographié le centre de la nébuleuse d'Andromède non pas en vert, mais en rayons ultraviolets, il s'est avéré que le noyau, qui était brillant dans la région visible du spectre, était presque invisible en ultraviolet, et à la place du centre dynamique, une structure stellaire compacte et brillante a été observée. Une étude de la cinématique de cette structure a montré qu'elle est constituée de jeunes étoiles tournant sur des orbites presque circulaires. Ainsi, au centre de M 31, deux disques stellaires circumnucléaires ont été trouvés à la fois : l'un elliptique, constitué d'étoiles anciennes, et l'autre rond, constitué d'étoiles jeunes. Les plans des disques coïncident et les étoiles qu'ils contiennent tournent dans la même direction. Selon le docteur en sciences physiques et mathématiques O. Silchenko, on peut supposer que nous assistons aux conséquences de deux sursauts de formation d'étoiles, dont l'un s'est produit il y a longtemps, il y a 5 à 6 milliards d'années, et l'autre assez récemment, plusieurs il y a des millions d'années. Comme vous pouvez le voir, cela est tout à fait cohérent avec le fait qu'au centre de la galaxie il peut y avoir deux centres, dont l'un appartient à l'ancien sous-système sphérique et l'autre, plus jeune, appartient à la partie disque. De plus, ce jeune centre, déjà aux premiers stades de son développement, se présente sous la forme d'un système de disques compacts, et pas seulement dans la galaxie M31, mais aussi dans de nombreux autres systèmes galactiques. La spectroscopie panoramique, qui permet de construire des cartes de surface des taux de rotation et des cartes de dispersion des vitesses, a permis de vérifier que des disques stellaires circumnucléaires individuels peuvent bien être trouvés au centre de nombreuses galaxies. Ils se distinguent par leur taille compacte (pas plus d'une centaine de parsecs) et l'âge moyen relativement jeune de la population stellaire (pas plus de 1 à 5 milliards d'années). Les renflements dans lesquels sont immergés ces disques périnucléaires sont sensiblement plus anciens et tournent plus lentement. Une analyse de la carte de vitesse de la galaxie Sa NGC 3623 (membre d'un groupe de trois galaxies spirales) a montré un minimum de dispersion de vitesse stellaire et une forme plus nette des isolignes de vitesse de rotation au centre de la galaxie (voir Fig. : Afanasiev V.L., Sil"chenko O.K. Astronomy and Astrophysics, vol. 429, p. 825, 2005). La forme pointue des isolignes de vitesse de rotation signifie que dans le plan de symétrie de la galaxie, les étoiles tournent beaucoup plus vite que dans les régions adjacentes. du renflement sphéroïdal à des valeurs assez proches potentiel gravitationnel. C'est-à-dire que l'énergie cinématique des étoiles situées dans le plan de symétrie est concentrée en rotation ordonnée, et non en mouvements chaotiques, comme dans les étoiles de la composante sphéroïdale. Au centre de la galaxie se trouve un plat, dynamiquement froid, avec un moment de rotation important du sous-système stellaire, c'est-à-dire le disque à l'intérieur du renflement. Ces observations confirment que dans la partie sphérique des galaxies, où le renflement est son corps causal, apparaît un sous-système plus jeune, appartenant au niveau suivant d'organisation de la matière. Il s'agit de la partie disque des galaxies, dont le corps sera un disque circumnucléaire en rotation rapide à l'intérieur du renflement. Ainsi, pour deux sous-systèmes, il est possible d'établir deux corps de causes, dont l'un par rapport à l'autre est un corps d'effet. Revenons aux résultats des observations de notre Galaxie. Malgré le fait que le rayonnement visible des régions centrales de la Galaxie nous soit complètement caché par d'épaisses couches de matière absorbante, après avoir créé des récepteurs de rayonnement infrarouge et radio, les scientifiques ont pu mener une étude détaillée de cette zone. Une étude de la partie centrale de la Galaxie a montré qu'en plus d'un grand nombre d'étoiles, un disque de gaz circumnucléaire, constitué principalement d'hydrogène moléculaire, est également observé dans la région centrale. Son rayon dépasse 1000 années-lumière. Plus près du centre, des zones d'hydrogène ionisé et de nombreuses sources de rayonnement infrarouge sont notées, indiquant la formation d'étoiles qui s'y produit. Le disque de gaz circumnucléaire est à l'origine de la partie disque de la Galaxie et se trouve à un stade précoce de son évolution car il est constitué d'hydrogène moléculaire. Par rapport à son système - le disque, c'est un trou blanc, d'où l'énergie est fournie au développement de l'espace et de la matière dans la partie disque de la Galaxie. Des études utilisant un système de radiotélescopes à très longue base ont montré qu'au centre même (dans la constellation du Sagittaire) se trouve un objet mystérieux appelé Sagittaire A*, émettant un puissant flux d'ondes radio. Selon les estimations, la masse de cet objet cosmique, situé à 26 000 années-lumière de nous, est quatre millions de fois supérieure à la masse du Soleil. Et sa taille correspond à la distance entre la Terre et le Soleil (150 millions de kilomètres). Cet objet est généralement considéré comme un candidat possible pour un trou noir. L'un des chercheurs de cet objet, Zhi-Qiang Shen de l'Observatoire astronomique de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences, est convaincu que la confirmation la plus convaincante de sa compacité et de sa massivité est désormais considérée comme la nature du mouvement des étoiles proches de il. Shen et son groupe, après avoir effectué des observations dans une gamme radio de fréquences plus élevées (86 GHz au lieu de 43 GHz), ont obtenu l'estimation la plus précise de l'objet spatial, ce qui a conduit à une réduction de moitié de la zone qui les intéresse (publication du 3 novembre 2005 dans Nature). Une autre étude de la région centrale de la Galaxie concerne l'amas Quintiplet, récemment découvert au centre même de notre Galaxie et constitué de cinq étoiles massives de nature inconnue. Les astronomes australiens, dirigés par le Dr Peter Tuthill, en étudiant l'objet, ont identifié une structure extrêmement étrange et sans précédent. Le fait est que l'amas Quintiplet est situé au centre même de la Galaxie, là où, selon la doctrine cosmologique dominante, devrait être situé un trou noir massif et, par conséquent, il ne peut y avoir aucune étoile en vue. Les cinq étoiles sont relativement vieilles et approchent des dernières étapes de leur existence. Mais le plus étrange était que deux d’entre eux tournaient rapidement l’un autour de l’autre (ou plutôt autour d’un centre de gravité commun), dispersant de la poussière autour d’eux, comme la tête rotative d’un arroseur pulvérisant de l’eau. La poussière forme des bras en spirale. Le rayon de l'une des spirales est d'environ 300 UA. Ces observations montrent qu'au centre de la Galaxie se trouve en réalité un objet massif d'une taille inimaginable, qui n'est cependant pas un trou noir, puisque d'autres peuvent très bien exister à proximité sans tomber. dans ses systèmes stellaires d'influence. D’autre part, au centre de la Galaxie se trouve un disque circumnucléaire. Et aussi un Quintiplet de nature mystérieuse. Toutes ces observations peuvent s'expliquer du point de vue de la formation de deux sous-systèmes différents, dans lesquels se trouvent deux corps de cause de natures différentes : l'un émerge, l'autre s'efface. Deux étoiles Quintiplets à rotation rapide peuvent être considérées comme la rotation du corps d'effet autour du corps de cause à un stade où leurs masses sont approximativement les mêmes. Bien qu'il ne soit pas tout à fait clair à quel quadripôle ils appartiennent, car Il n'y a pas encore suffisamment de données pour cela. Examinons maintenant plus en détail la partie disque du Galaxy.

Bras spiraux des galaxies

L’un des principaux phénomènes de notre Galaxie est la formation de branches (ou bras) en spirale. Il s’agit de la structure la plus importante des disques de galaxies comme la nôtre, d’où le nom de spirale. Les bras spiraux de la Voie lactée nous sont en grande partie cachés par la matière absorbante. Leur étude détaillée a commencé après l’avènement des radiotélescopes. Ils ont permis d'étudier la structure de la Galaxie en observant l'émission radio d'atomes d'hydrogène interstellaires concentrés le long des Longues Spirales. Selon les concepts modernes, les bras spiraux sont associés aux ondes de compression se propageant à travers le disque de la Galaxie. Cette théorie des ondes de densité décrit assez bien les faits observés et est due à Chia Chiao Lin et Frank Shu du Massachusetts Institute of Technology. Selon les scientifiques, en traversant des zones de compression, la matière du disque devient plus dense et la formation d'étoiles à partir de gaz devient plus intense. Bien que la nature et les raisons de l'apparition d'une structure d'onde aussi unique dans les disques des galaxies spirales ne soient pas encore comprises. Structure énergétique du disque Galaxy. Voyons comment la formation des bras spiraux peut s'expliquer du point de vue de l'auto-organisation de la matière. La partie disque de la Galaxie, comme indiqué ci-dessus, est formée en raison de la topologie toroïdale de l'espace du premier module. À la suite de la quantification de cet espace, de nombreux sous-espaces se sont formés, chacun ayant également une topologie toroïdale. Tous sont intégrés à l’intérieur du premier tore en forme de matriochka. Au centre de chaque tore, l'énergie entrante circule le long d'un cercle de grand rayon, qui va créer l'espace et la matière des étoiles et des systèmes stellaires. Un tel système de tores donne naissance à un disque plat matériel constitué de nombreux systèmes d’étoiles tournant dans la même direction. Toute matière formée dans la partie disque de la Galaxie acquiert un seul plan et un seul sens de rotation. Au centre de la Galaxie, il y a deux corps centraux, dont l'un est le corps cause du sous-système halo (trou noir), l'autre est le corps cause du sous-système disque (trou blanc), qui tournent également l'un par rapport à l'autre. . Dans la partie disque de la Galaxie, se forment des chronoshells de sous-systèmes internes, qui sont des sous-espaces de conséquences. Dans chacun de ces sous-espaces, son propre corps d'effet se forme, qui est une étoile ou un système stellaire tournant autour du corps de cause, c'est-à-dire le centre de la Galaxie, là où se trouve le trou blanc. Les orbites des étoiles les plus proches du trou blanc sont des cercles, car l'énergie entrant dans les chronocoquilles de ces étoiles circule en cercles (Fig. 14). Figure 14.

Si les chronocoquilles du premier module sont situées en dehors de la limite de rotation du corps du trou blanc autour du trou noir, alors l'énergie ne circulera pas en cercle, mais en ellipse, dans l'un des foyers il y a un corps de cause ( trou noir), de l'autre - un corps d'effet (trou blanc). En conséquence, la topologie de l'espace changera, le tore prendra une forme plus complexe et au lieu du cercle décrit par le grand rayon du tore, nous aurons une ellipse.

En regardant notre disque d’en haut, nous verrons que la circulation de l’énergie dans différents tores décrit différentes ellipses. En général, les ellipses de rotation sont présentées sur la figure, à partir de laquelle on peut voir que plus l'orbite de rotation énergétique est éloignée, plus la forme de l'orbite se rapprochera d'un cercle. Permettez-moi de souligner une fois de plus que les figures représentent des trajectoires de circulation énergétique, qui concernent la structure des espaces et non des corps matériels. Par conséquent, dans ce système, les trous noirs et blancs représentent un puits et une source d’énergie stationnaires.

Étant donné que le sous-système disque de la Galaxie est immergé dans le sous-système sphérique, une interaction supplémentaire se produit entre eux au fil du temps. L'influence d'un sous-système sur un autre conduit au fait que le couple de rotation présent dans la partie sphérique se superpose à la circulation d'énergie dans le sous-système disque. Bien qu'il ne s'agisse pas d'un couple très intense, il contribue néanmoins à l'image globale, de sorte que les tores tournent selon un petit angle les uns par rapport aux autres. En conséquence, les ellipses de rotation énergétique se décaleront également du même angle de rotation les unes par rapport aux autres, formant une structure en spirale.

La vitesse de déplacement d'une étoile autour du centre de la Galaxie ne coïncidera pas avec la vitesse de déplacement du motif en spirale. La circulation des flux d'énergie dans l'espace restera inchangée tout au long de la vie de la Galaxie. Parce que l'énergie entrant dans le système au fil du temps transfère le couple, modifiant l'énergie totale, mais ne transfère pas l'élan. Par conséquent, le couple que le temps apporte au système dépend uniquement des propriétés du point cause et reste constant pendant toute la durée d'existence du disque.

Les corps de conséquences, et dans ce cas il s'agit d'étoiles, lors de leur formation reçoivent un moment cinétique qui fixe leur rotation autour du centre de la Galaxie. Par conséquent, le mouvement des étoiles formées dans des chronocoquilles toroïdales sera influencé par de nombreux facteurs. Parmi ces facteurs, les facteurs déterminants seront la quantité de matière formée, le degré de développement évolutif de l'étoile elle-même, l'influence gravitationnelle d'autres étoiles, ainsi qu'un certain nombre d'autres raisons.

La rotation de l'énergie en ellipses est une propriété exclusive de l'espace lui-même. Lorsque les ellipses pivotent selon un certain angle, comme le montre la figure, les points de contact des ellipses auront la densité d'énergie la plus élevée. Par conséquent, la quantité d'énergie libérée à ces endroits sera résumée. Dans ce cas, une structure énergétique apparaît à nouveau dans l'espace. Tout comme dans les chronocoques du module zéro, nous obtenons un modèle énergétique d'un dodécaèdre, de même dans les chronocoques du premier module, nous obtenons une image en spirale. Conformément au fait que la libération d'énergie le long des bras spiraux se produit avec une plus grande amplitude, c'est à ces endroits que le processus de formation d'étoiles se produira le plus intensément.

Je voudrais souligner une fois de plus que la formation d'un disque rotatif et la formation de bras spiraux sont des structures de nature complètement différente. Un disque rotatif est un système de corps matériels formés lors de la transformation du temps. Et les bras spiraux sont la structure énergétique de l'espace, montrant dans quelle zone la libération d'énergie se produit le plus intensément. Par conséquent, la propriété principale du motif en spirale ondulée est sa rotation uniforme, en tant que système unique d’espaces formés par des tores. Par conséquent, le motif en spirale tourne dans son ensemble avec une vitesse angulaire constante. Bien que le disque galactique tourne différemment, car il s'est formé dans des conditions différentes et chaque partie de celui-ci est à son propre stade d'évolution. Mais le disque lui-même est secondaire par rapport aux bras spiraux ; c'est la structure énergétique des spirales qui est primaire, qui donne le ton à tout le processus de formation d'étoiles du disque. C'est pour cette raison que le motif en spirale est défini si clairement et clairement et maintient une régularité complète sur tout le disque de la galaxie, en aucun cas déformé par la rotation différentielle du disque.

Densité des étoiles dans les bras spiraux.

La formation d'étoiles se produit à peu près de la même manière sur tout le disque, de sorte que la densité des étoiles dépendra de la densité des chronogaines entre elles. Malgré le fait que la formation d'étoiles se produit plus intensément dans les bras, la densité des étoiles ici ne devrait pas différer beaucoup de celle des autres régions du disque, bien que l'amplitude d'énergie accrue provoque l'initiation de chronogaines qui se trouvent dans des conditions moins favorables. Les observations astronomiques montrent que la densité des étoiles dans les bras spiraux n'est pas si élevée ; elles y sont à peine plus denses que la moyenne sur le disque - seulement 10 pour cent, pas plus.

Un contraste aussi faible ne serait jamais visible sur des photographies de galaxies lointaines si les étoiles du bras spiral étaient les mêmes que celles du disque entier. Le fait est qu'avec les étoiles dans les bras spiraux, une formation intensive de gaz interstellaire se produit, qui se condense ensuite en étoiles. Au stade initial de leur évolution, ces étoiles sont très brillantes et se démarquent fortement des autres étoiles du disque. Les observations de l'hydrogène neutre dans le disque de notre Galaxie (basées sur son émission radio à une longueur d'onde de 21 cm) montrent que le gaz forme bien des bras spiraux.

Pour que les bras soient clairement délimités par les jeunes étoiles, un taux de transformation du gaz en étoiles suffisamment élevé est nécessaire et, de plus, la durée de l'évolution de l'étoile à son stade initial de luminosité n'est pas trop longue. Les deux sont vrais pour les conditions physiques réelles des galaxies, en raison de l’intensité accrue du flux temporel libéré dans les bras. La durée de la phase initiale de l'évolution des étoiles massives brillantes est inférieure au temps pendant lequel le bras se déplacera sensiblement au cours de sa rotation globale. Ces étoiles brillent pendant environ dix millions d’années, ce qui ne représente que cinq pour cent de la période de rotation galactique. Mais à mesure que les étoiles bordant le bras spiral s’éteignent, de nouvelles étoiles et les nébuleuses associées se forment dans leur sillage, gardant ainsi le motif en spirale intact. Les étoiles qui dessinent les bras ne survivent même pas à une révolution de la Galaxie ; Seul le motif en spirale est stable.

L'intensité accrue de la libération d'énergie le long des bras de la Galaxie affecte le fait que les étoiles les plus jeunes, de nombreux amas et associations d'étoiles ouvertes, ainsi que les chaînes de nuages ​​​​denses de gaz interstellaire dans lesquels les étoiles continuent de se former sont principalement concentrées ici. Les bras spiraux contiennent un grand nombre d'étoiles variables et flamboyantes, et des explosions de certains types de supernovae y sont le plus souvent observées. Contrairement à un halo, où toute manifestation d'activité stellaire est extrêmement rare, une vie vigoureuse se poursuit dans les bras spiraux, associée à la transition continue de la matière de l'espace interstellaire aux étoiles et vice-versa. Car le module zéro, qui est un halo, est au stade final de son évolution. Tandis que le premier module, qui est un disque, est au sommet de son développement évolutif.

conclusions

Formulons les principales conclusions obtenues de l'analyse de l'espace galactique.

1. Du point de vue de l'auto-organisation systémique de la matière, les deux sous-systèmes qui composent la Galaxie appartiennent à des modules différents de la structure intégrale de l'univers (ISM). La première – la partie sphérique – est le module spatial zéro. La deuxième partie disque du Galaxy appartient au premier module ISM. Selon les relations de cause à effet, le premier module ou partie du disque de la Galaxie est l'effet, tandis que le module zéro ou halo est considéré comme la cause.

2. Tout espace est créé à partir d'un chronoshell qui, au moment de l'entrée d'énergie, est un dipôle en éventail. À une extrémité d’un tel dipôle se trouve la matière et à l’autre, une sphère d’espace en expansion. Un pôle du dipôle a les propriétés de masses gravitationnelles et représente un point matériel, et l'autre pôle a les propriétés anti-gravitantes d'expansion de l'espace et représente une sphère entourant le point matériel. Ainsi, tout dipôle en éventail possède un corps physique et un espace physique tridimensionnel. Ainsi, chaque lien de cause à effet sera constitué de quatre éléments : le corps de la cause et l’espace de la cause, le corps de l’effet et l’espace de l’effet.

3. Les principales caractéristiques du halo sont déterminées par les propriétés du chronoshell du module zéro. Listons-les.

1). La limite du halo est une membrane dotée de propriétés antigravitationnelles, qui limite la sphère de vide en expansion du dipôle en éventail. Il est représenté par une couche de plasma d'hydrogène entourant l'extérieur du halo, en forme de couronne. Une couronne se forme en raison de l’effet inhibiteur de la membrane sur les ions hydrogène. La topologie de l'espace halo est sphérique.

2). Au cours de sa transformation évolutive, le halo a traversé l'étape d'inflation, au cours de laquelle le chronoshell du halo a été fragmenté en 256 petits chronoshells, dont chacun constitue désormais l'un des amas globulaires de la Galaxie. Au cours de l’inflation, la taille de l’espace de la Galaxie a augmenté de façon exponentielle. Le système formé s’appelait une structure de halo cellulaire en nid d’abeille.

3). Les chronocoquilles des amas globulaires d’étoiles ont continué à se fragmenter davantage. Les étoiles et les systèmes stellaires deviennent le niveau limitant de la quantification des galaxies. Le niveau limite de quantification est la nouvelle organisation structurelle de la matière.

4). La localisation relative des chronocoquilles d'étoiles situées dans la structure cellulaire-nid d'abeilles du halo est extrêmement inégale. Certains d’entre eux sont situés plus près du centre de la Galaxie, d’autres plus près de la périphérie. En raison de cette inégalité, la formation d'étoiles dans chaque chronocoque a ses propres caractéristiques, qui affectent la densité de la matière ou la nature de leur mouvement.

5). Les systèmes nains découverts au sein de notre Galaxie appartiennent aux chronocoquilles des quadripôles du deuxième ou du troisième niveau, qui sont également des sous-systèmes fermés auto-organisés appartenant à la Galaxie.

6). L'état actuel du halo appartient à la dernière étape de l'évolution. L'expansion de son espace a pris fin en raison de la finitude de l'énergie libérée. Rien ne résiste aux forces de gravité. Par conséquent, la dernière étape de l’évolution du halo est due aux processus de désintégration. La gravité devient la force principale du système, forçant les corps matériels à se déplacer vers le centre de la Galaxie dans un champ gravitationnel croissant. Un attracteur attractif se forme au centre de la Galaxie.

4. Les principales caractéristiques du disque sont déterminées par les propriétés du chronoshell du premier module, qui est une conséquence du module zéro. Listons-les.

1). Puisque la partie disque de la Galaxie est une conséquence, le dipôle en éventail gravitationnel sera donc un vecteur axial M=1 tournant autour du vecteur axial M=0.

2). L'espace formé par l'un des pôles du dipôle en éventail est créé sous la forme d'une sphère en expansion tournant autour de l'axe M=0. Ainsi, la topologie de l'espace du premier module est décrite par un tore noyé dans l'espace sphérique du module zéro. Le tore est formé de deux vecteurs axiaux M=0 et M=1, où M=0 représente le grand rayon du tore, et M=1 le petit rayon du tore.

3). L'étape de gonflage du chronoshell du premier module a donné naissance à de nombreux nouveaux sous-systèmes - des chronoshells internes plus petits. Tous sont situés dans une sorte de poupée gigogne à l’intérieur de la chronocoque du premier module. Tous ont également une topologie toroïdale. La structure apparaît dans l'espace de la partie disque de la Galaxie.

4). La substance formée par l'autre pôle du dipôle en éventail est concentrée au centre de la sphère, qui décrit le petit rayon du tore M=1. Puisque ce centre décrit à son tour un cercle le long du rayon d’un grand tore, toute la matière se forme le long de ce cercle dans un plan perpendiculaire à l’axe M=0.

5). La matière formée dans les nouveaux sous-systèmes est également créée au centre des sphères de petit rayon du tore. Par conséquent, toute matière est formée le long de cercles situés dans un plan perpendiculaire à l’axe M=0. C'est ainsi que se forme la partie disque de la Galaxie.

5. Dans la région centrale de la Galaxie, il existe deux corps de causes. L’un d’eux est le corps à l’origine du halo (renflement), l’autre est le corps à l’origine du disque (disque de gaz circumnucléaire). Le corps cause du disque, à son tour, est le corps effet par rapport au halo. Par conséquent, un corps tourne autour d’un autre.

6. Le renflement, comme le halo, est au stade final de l'évolution, il devient donc un attracteur vers lequel gravite toute la matière auparavant dispersée dans tout le volume du halo. S'accumulant en son centre, il forme de puissants champs gravitationnels qui compriment progressivement la matière en un trou noir.

7. Le disque de gaz circumnucléaire est à l'origine de la partie disque de la Galaxie et se trouve à un stade précoce de son évolution. Par rapport à son système - le disque, c'est un trou blanc, d'où l'énergie est fournie au développement de l'espace et de la matière dans la partie disque de la Galaxie.

8. Les bras en spirale sont la structure énergétique de l'espace, montrant dans quelle zone la libération d'énergie se produit le plus intensément. Cette structure se forme grâce à la circulation de l’énergie à l’intérieur du tore. Dans la plupart des tores, l'énergie ne circule pas dans un cercle, mais dans une ellipse, dans l'un des foyers de laquelle se trouve un corps de cause (un trou noir), dans l'autre - un corps d'effet (un trou blanc). En conséquence, la topologie de l'espace change, le tore prend une forme plus complexe, et au lieu du cercle décrit par le grand rayon du tore, nous avons une ellipse.

9. Étant donné que le sous-système disque de la Galaxie est immergé dans le sous-système sphérique, une interaction supplémentaire se produit entre eux au fil du temps. L'influence d'un sous-système sur un autre conduit au fait que le moment de rotation présent dans la partie sphérique se superpose à la circulation de l'énergie dans le sous-système de disque, de sorte que les tores tournent selon un petit angle les uns par rapport aux autres. Lorsque les ellipses tournent d’un certain angle, l’énergie aura la plus grande densité aux points de contact des ellipses. C’est dans ces endroits que le processus de formation des étoiles sera le plus intense. Par conséquent, la propriété principale du motif en spirale ondulée est sa rotation uniforme, en tant que système unique d’espaces formés par des tores.

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Une analyse biaisée et scrupuleuse de l’influence de la courbe de rotation de la Voie Lactée sur la forme de ses bras conduit à des conclusions inattendues. Si la galaxie se déplaçait selon une telle courbe de rotation, alors il y a seulement deux révolutions - environ 600 millions d'années - ses bras étaient « tordus » dans la direction opposée. Et, au contraire, au cours des prochains tours, il devrait perdre complètement ses manchons, qui s'enrouleront étroitement, remplissant uniformément tout son disque. Considérant que l'âge de la galaxie est censé être d'environ dizaines de milliards d'années, son passé semble encore plus mystérieux : l'émergence des armes ne peut pas s'expliquer par des contradictions purement cinématiques.

Il s'avère que l'hypothèse a sur la matière noire non seulement n'élimine pas les contradictions dans la courbe de rotation observée de notre galaxie elle-même, mais en crée au contraire de nouvelles.

Il est possible que la courbe de rotation observée et calculée de la galaxie soit instable et ne reflète pas l'évolution à long terme de la Voie lactée. Les vitesses mesurées des étoiles correspondent au moment présent et, apparemment, en disent peu sur leurs valeurs passées ou futures. Peut-être n'est-il possible de parler de la dynamique de leur mouvement qu'avec un certain degré de fiabilité. Sinon, les lois de la mécanique donnent ce résultat logique naturel.

Il est logique de supposer qu'une forme différente à long terme de la courbe de rotation est possible, ce qui a permis, sur plusieurs milliards d'années, aux bras de la Voie lactée de prendre la forme qu'il est désormais possible de calculer à partir d'observations astronomiques. Mais dans ce cas, une question logique se pose : à quoi ressemblait la galaxie « au début de son voyage » ? Et « quand ça a commencé, ça a commencé » ?

Supposons que la galaxie s'est formée il y a, disons, 3 milliards d'années. Cette période a été prise pour des raisons utilitaires : permettre de mieux visualiser l'évolution de l'animation. Et les bras pourraient être apparus, par exemple, à la suite de l'effondrement de deux trous noirs, qui éjectaient leurs jets dans des directions différentes. En tournant, ces jets, pour ainsi dire, « balayaient » l’espace environnant, collectant du gaz et des étoiles. Peu à peu, les manches ont repris leur forme actuelle. Pourquoi y a-t-il deux trous noirs ? Parce qu'il y a quatre bras et que les jets sont formés par paires.

Crédit : Thiago Ize et Chris Johnson, Institut de calcul et d'imagerie scientifique.

Les astrophysiciens découvrent comment les galaxies à disques forment leurs bras spiraux depuis presque aussi longtemps qu'ils les observent. Au fil du temps, ils sont arrivés à deux conclusions... soit leur structure est causée par des différences de gravité, sculptant des gaz, de la poussière et des formes familières, soit une existence aléatoire qui va et vient avec le temps.

Les chercheurs commencent désormais à traduire leurs découvertes en résultats basés sur de nouvelles simulations sur superordinateurs - des simulations incluant le mouvement de jusqu'à 100 millions de "particules d'étoiles" imitant les forces gravitationnelles et astrophysiques qui les façonnent en une structure en spirale naturelle. L'équipe de recherche de l'Université du Wisconsin-Madison et du Centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian a été satisfaite de ces résultats et a indiqué que les modèles pourraient contenir des indices significatifs sur la formation des bras spiraux.

"Nous montrons pour la première fois que les bras spiraux stellaires ne sont pas des caractéristiques de transition, comme cela a été soutenu pendant des décennies", déclare l'astrophysicienne Elena D'Onghia de l'UW-Madison, qui a dirigé la nouvelle étude avec ses collègues de Harvard, Mark Vogelsberger et Lars Hernquist.

"Les bras spiraux sont auto-préservés, permanents et ont une durée de vie étonnamment longue", ajoute Vogelsberger.

Lorsqu'une structure en spirale apparaît, il s'agit probablement de la forme la plus répandue dans l'univers. On considère la nôtre, et environ 70 % des galaxies qui nous entourent ont également une structure en spirale. Quand on pense dans un sens plus large, combien de choses acquièrent cette formation ordinaire ? Balayer la poussière avec un balai provoque la spirale des particules en forme de spirale... l'évacuation de l'eau provoque un tourbillon... les formations météorologiques ont la forme d'une spirale. C’est un cas universel et cela arrive pour une raison. La cause en est évidemment la gravité, et quelque chose la perturbe. Dans le cas d'une galaxie, il s'agit d'un nuage moléculaire géant - . Les nuages ​​introduits dans la simulation, explique D'Onghia, professeur d'astronomie à l'UW-Madison, agissent comme des « perturbateurs » et suffisent non seulement à déclencher la formation de bras spiraux, mais aussi à les maintenir indéfiniment.

"On apprend qu'ils forment des bras en spirale", explique D'Onghia. "La théorie passée soutenant les bras disparaîtrait avec la suppression des perturbations, mais nous voyons qu'une fois formés, les bras se perpétuent même lorsque les perturbations sont supprimées. Cela prouve qu'une fois que les bras sont créés à travers ces nuages, ils peuvent exister. par eux-mêmes sous l'influence de la gravité, même s'il n'y a plus de perturbations.

Alors, qu’en est-il des galaxies compagnes ? La structure en spirale pourrait-elle être causée par leur proximité ? La nouvelle étude le permet également dans les calculs et les modèles pour les galaxies « solitaires ». Cependant, il ne s’agit pas uniquement de recherches. Selon Vogelsberger et Hernquist, les nouvelles simulations générées par ordinateur se concentrent sur le nettoyage des données d'observation. Ils examinent de plus près les nuages ​​​​moléculaires à haute densité et les « trous induits par la gravité dans l'espace » qui agissent comme « les mécanismes qui conduisent à la formation des bras caractéristiques des galaxies spirales ».

D’ici là, nous savons que la structure en spirale n’est pas qu’un accident, c’est probablement la forme la plus courante.

Le ciel étoilé attire le regard des gens depuis l’Antiquité. Les meilleurs esprits de toutes les nations ont essayé de comprendre notre place dans l'Univers, d'imaginer et de justifier sa structure. Les progrès scientifiques ont permis de passer dans l'étude des vastes étendues de l'espace des constructions romantiques et religieuses à des théories logiquement vérifiées basées sur de nombreux matériaux factuels. Désormais, tout écolier a une idée de ce à quoi ressemble notre Galaxie selon les dernières recherches, qui, pourquoi et quand lui a donné un nom si poétique et quel est son avenir attendu.

origine du nom

L’expression « Voie lactée » est essentiellement une tautologie. Galactikos, traduit grossièrement du grec ancien, signifie « lait ». C'est ainsi que les habitants du Péloponnèse appelaient l'amas d'étoiles dans le ciel nocturne, attribuant son origine à la colérique Héra : la déesse ne voulait pas nourrir Hercule, le fils illégitime de Zeus, et, de colère, éclaboussa le lait maternel. Les gouttes formaient une traînée d’étoiles, visible par nuit claire. Des siècles plus tard, les scientifiques ont découvert que les luminaires observés ne constituent qu’une partie insignifiante des corps célestes existants. Ils ont donné le nom de Galaxie ou de Voie Lactée à l'espace de l'Univers dans lequel se trouve notre planète. Après avoir confirmé l'hypothèse de l'existence d'autres formations similaires dans l'espace, le premier terme est devenu universel pour elles.

Un regard de l'intérieur

Les connaissances scientifiques sur la structure d'une partie de l'Univers, y compris le système solaire, ont peu appris des Grecs de l'Antiquité. La compréhension de ce à quoi ressemble notre galaxie a évolué depuis l'univers sphérique d'Aristote jusqu'aux théories modernes incluant les trous noirs et la matière noire.

Le fait que la Terre fasse partie du système de la Voie lactée impose certaines limites à ceux qui tentent de comprendre la forme de notre Galaxie. Pour répondre sans ambiguïté à cette question, il faut une vue depuis l’extérieur, et à grande distance de l’objet d’observation. Aujourd’hui, la science est privée d’une telle opportunité. Une sorte de substitut à un observateur extérieur est la collecte de données sur la structure de la Galaxie et sa corrélation avec les paramètres d'autres systèmes spatiaux disponibles pour l'étude.

Les informations recueillies nous permettent d'affirmer avec certitude que notre Galaxie a la forme d'un disque avec un épaississement (renflement) au milieu et des bras en spirale divergents du centre. Ces dernières contiennent les étoiles les plus brillantes du système. Le diamètre du disque est supérieur à 100 000 années-lumière.

Structure

Le centre de la Galaxie est caché par la poussière interstellaire, ce qui rend difficile l'étude du système. Les méthodes de radioastronomie aident à résoudre ce problème. Des vagues d'une certaine longueur surmontent facilement tous les obstacles et permettent d'obtenir l'image tant souhaitée. Notre Galaxie, selon les données obtenues, a une structure inhomogène.

Classiquement, on peut distinguer deux éléments liés entre eux : le halo et le disque lui-même. Le premier sous-système présente les caractéristiques suivantes :

  • la forme est une sphère ;
  • son centre est considéré comme un renflement ;
  • la plus forte concentration d'étoiles dans le halo est caractéristique de sa partie médiane ; à mesure que l'on s'approche des bords, la densité diminue fortement ;
  • La rotation de cette zone de la galaxie est assez lente ;
  • le halo contient principalement des étoiles anciennes de masse relativement faible ;
  • un espace important du sous-système est rempli de matière noire.

La densité des étoiles dans le disque galactique dépasse largement celle du halo. Dans les manches il y a des jeunes et même des naissants

Centre et noyau

Le « cœur » de la Voie lactée se trouve en Sans l’étudier, il est difficile de comprendre pleinement à quoi ressemble notre Galaxie. Le nom « noyau » dans les écrits scientifiques soit fait référence uniquement à la région centrale, d'un diamètre de seulement quelques parsecs, soit inclut le renflement et l'anneau gazeux, considérés comme le lieu de naissance des étoiles. Dans ce qui suit, la première version du terme sera utilisée.

La lumière visible a du mal à pénétrer au centre de la Voie lactée car elle rencontre beaucoup de poussière cosmique, cachant à quoi ressemble notre Galaxie. Les photos et images prises dans le domaine infrarouge élargissent considérablement les connaissances des astronomes sur le noyau.

Les données sur les caractéristiques du rayonnement dans la partie centrale de la Galaxie ont amené les scientifiques à croire qu'il existe un trou noir au cœur du noyau. Sa masse est plus de 2,5 millions de fois celle du Soleil. Autour de cet objet, selon les chercheurs, tourne un autre trou noir, mais moins impressionnant dans ses paramètres. Les connaissances modernes sur les caractéristiques structurelles de l'espace suggèrent que ces objets sont situés dans la partie centrale de la plupart des galaxies.

Lumière et obscurité

L'influence combinée des trous noirs sur le mouvement des étoiles apporte ses propres ajustements à l'apparence de notre Galaxie : elle entraîne des changements spécifiques dans les orbites qui ne sont pas typiques des corps cosmiques, par exemple à proximité du système solaire. L'étude de ces trajectoires et de la relation entre la vitesse de déplacement et la distance au centre de la Galaxie a constitué la base de la théorie de la matière noire, actuellement en développement. Sa nature reste encore entourée de mystère. La présence de matière noire, qui constitue vraisemblablement la grande majorité de toute la matière de l’Univers, n’est enregistrée que par l’effet de la gravité sur les orbites.

Si nous dissipons toute la poussière cosmique qui nous cache le noyau, une image étonnante se révélera. Malgré la concentration de matière noire, cette partie de l’Univers regorge de lumière émise par un grand nombre d’étoiles. Il y en a des centaines de fois plus par unité d'espace ici que près du Soleil. Une dizaine de milliards d’entre eux forment une barre galactique, également appelée barre, de forme inhabituelle.

Écrou spatial

L'étude du centre du système dans le domaine des grandes longueurs d'onde a permis d'obtenir une image infrarouge détaillée. Il s’avère que notre galaxie possède en son sein une structure qui ressemble à une cacahuète dans une coquille. Cette « noix » est le pont qui comprend plus de 20 millions de géantes rouges (étoiles brillantes mais moins chaudes).

Les bras en spirale de la Voie Lactée rayonnent depuis les extrémités du bar.

Les travaux associés à la découverte de la « cacahuète » au centre du système stellaire ont non seulement permis de mieux comprendre la structure de notre Galaxie, mais ont également permis de comprendre son évolution. Initialement, dans l'espace, il y avait un disque ordinaire dans lequel un cavalier s'est formé au fil du temps. Sous l'influence de processus internes, la barre a changé de forme et a commencé à ressembler à une noix.

Notre maison sur la carte spatiale

L'activité se produit à la fois dans la barre et dans les bras spiraux que possède notre Galaxie. Ils doivent leur nom aux constellations où des sections de branches ont été découvertes : les armes de Persée, du Cygne, du Centaure, du Sagittaire et d'Orion. À proximité de ce dernier (à une distance d'au moins 28 000 années-lumière du noyau) se trouve le système solaire. Cette zone présente certaines caractéristiques qui, selon les experts, ont rendu possible l'émergence de la vie sur Terre.

La galaxie et notre système solaire tournent avec elle. Les schémas de mouvement des composants individuels ne coïncident pas. les étoiles sont tantôt incluses dans les branches spirales, tantôt séparées d'elles. Seuls les luminaires situés à la limite du cercle de corotation ne font pas de tels « voyages ». Ceux-ci incluent le Soleil, protégé des processus puissants qui se produisent constamment dans les bras. Même un léger changement annulerait tous les autres avantages pour le développement des organismes sur notre planète.

Le ciel est en diamants

Le Soleil n’est que l’un des nombreux corps similaires dont notre Galaxie regorge. Le nombre total d'étoiles, simples ou groupées, selon les dernières données, dépasse 400 milliards. La plus proche de nous, Proxima Centauri, fait partie d'un système de trois étoiles, avec Alpha Centauri A et Alpha Centauri B, légèrement plus éloignées. . Le point le plus brillant du ciel nocturne, Sirius A, est situé dans Sa luminosité, selon diverses sources, dépasse celle du soleil de 17 à 23 fois. Sirius n'est pas non plus seul ; il est accompagné d'un satellite portant un nom similaire, mais marqué B.

Les enfants commencent souvent à se familiariser avec l’apparence de notre galaxie en cherchant dans le ciel l’étoile polaire ou Alpha Ursa Minor. Il doit sa popularité à sa position au-dessus du pôle Nord de la Terre. En termes de luminosité, Polaris est nettement supérieure à Sirius (presque deux mille fois plus brillante que le Soleil), mais elle ne peut rivaliser avec Alpha Canis Majoris pour le titre de la plus brillante en raison de sa distance à la Terre (estimée de 300 à 465 années-lumière) .

Types de luminaires

Les étoiles ne diffèrent pas seulement par leur luminosité et leur distance par rapport à l'observateur. Chacun se voit attribuer une certaine valeur (le paramètre correspondant du Soleil est pris comme unité), le degré d'échauffement de la surface et la couleur.

Les supergéantes ont les tailles les plus impressionnantes. Les étoiles à neutrons ont la plus forte concentration de matière par unité de volume. La caractéristique de couleur est inextricablement liée à la température :

  • les rouges sont les plus froids ;
  • chauffer la surface à 6 000º, comme le Soleil, donne naissance à une teinte jaune ;
  • les luminaires blancs et bleus ont une température de plus de 10 000º.

Peut varier et atteindre un maximum peu avant son effondrement. Les explosions de supernova contribuent grandement à comprendre à quoi ressemble notre Galaxie. Les photos de ce processus prises par des télescopes sont étonnantes.
Les données collectées sur cette base ont permis de reconstituer le processus qui a conduit à l'épidémie et de prédire le sort d'un certain nombre de corps cosmiques.

L'avenir de la Voie Lactée

Notre Galaxie et les autres galaxies sont constamment en mouvement et en interaction. Les astronomes ont découvert que la Voie Lactée avait absorbé à plusieurs reprises ses voisines. Des processus similaires sont attendus à l’avenir. Au fil du temps, il inclura le Magellanic Cloud et un certain nombre d’autres systèmes nains. L’événement le plus impressionnant est attendu dans 3 à 5 milliards d’années. Il s’agira d’une collision avec le seul voisin visible depuis la Terre à l’œil nu. En conséquence, la Voie Lactée deviendra une galaxie elliptique.

Les étendues infinies de l'espace émerveillent l'imagination. Il est difficile pour une personne moyenne de se rendre compte de l’ampleur non seulement de la Voie lactée ou de l’Univers tout entier, mais même de la Terre. Cependant, grâce aux réalisations de la science, nous pouvons imaginer au moins approximativement à quel genre de monde grandiose nous faisons partie.