Pochodzenie ramion galaktyki Drogi Mlecznej. Supermasywna czarna dziura w galaktyce Drogi Mlecznej

    Jest składnikiem struktury galaktyk soczewkowatych i spiralnych. Galaktyka Rzeźbiarza (NGC 253) jest przykładem galaktyki posiadającej dysk. Dysk galaktyczny to płaszczyzna, w której znajdują się spirale, ramiona i zworki. W galaktyce... ... Wikipedia

    Galaktyka M106. Rękawy można łatwo rozróżnić w całej konstrukcji. Ramię galaktyczne jest elementem strukturalnym galaktyki spiralnej. Ramiona zawierają znaczną część pyłu i gazu, a także wiele gromad gwiazd. Sprawa w nich kręci się wokół... ...Wikipedii

    Zapytanie o „Ramię Oriona” przekierowuje tutaj; zobacz także inne znaczenia. Struktura Drogi Mlecznej. Położenie Słońca… Wikipedia

    W Wikisłowniku znajduje się artykuł „rękaw” Rękaw: Rękaw (część odzieży) Rękaw rzeczny to odnoga rzeki od głównego kanału ... Wikipedia

    Obraz o wymiarach 400 na 900 lat świetlnych, złożony z kilku zdjęć z teleskopu Chandra, z setkami… Wikipedia

    Struktura Drogi Mlecznej. Położenie Układu Słonecznego jest oznaczone dużą żółtą kropką... Wikipedia

Zanim przyjrzymy się powstaniu Ramion Spiralnych galaktyki, zobaczmy, jak nasze teoretyczne rozumowanie zgadza się z wynikami obserwacji astronomicznych. Analiza obserwacji astronomicznych Zobaczmy, jak takie teoretyczne rozumowanie zgadza się z wynikami obserwacji astronomicznych. Promieniowanie widzialne z centralnych obszarów Galaktyki jest przed nami całkowicie ukryte przez grube warstwy materii pochłaniającej. Dlatego przejdźmy do sąsiedniej galaktyki spiralnej M31 w Mgławicy Andromedy, która jest bardzo podobna do naszej. Kilka lat temu Hubble odkrył w jej centrum dwupunktowe jądra. Jedna z nich wyglądała jaśniej w promieniach widzialnych (zielonych), druga słabiej, ale kiedy zbudowali mapę prędkości rotacji i rozproszenia prędkości gwiazd, okazało się, że dynamicznym centrum galaktyki jest słabszy rdzeń; jest to wierzyli, że to właśnie tam znajduje się supermasywna czarna dziura. Kiedy Hubble sfotografował środek Mgławicy Andromedy nie w kolorze zielonym, a w promieniach ultrafioletowych, okazało się, że rdzeń, który był jasny w widzialnym obszarze widma, był prawie niewidoczny w ultrafiolecie, a zamiast centrum dynamicznego, zaobserwowano zwartą, jasną strukturę gwiazdową. Badanie kinematyki tej struktury wykazało, że składa się ona z młodych gwiazd krążących po niemal kołowych orbitach. Tak więc w centrum M 31 odkryto jednocześnie dwa okrągłe dyski gwiazdowe: jeden eliptyczny, złożony ze starych gwiazd, i drugi okrągły, złożony z młodych gwiazd. Płaszczyzny dysków pokrywają się, a gwiazdy w nich obracają się w tym samym kierunku. Według doktora nauk fizycznych i matematycznych O. Silczenki możemy założyć, że widzimy konsekwencje dwóch wybuchów gwiazdotwórczych, z których jeden miał miejsce dawno temu, bo 5-6 miliardów lat temu, a drugi całkiem niedawno, kilka milion lat temu. Jak widać, jest to całkiem zgodne z faktem, że w centrum galaktyki mogą znajdować się dwa centra, z których jeden należy do starego podukładu sferycznego, a drugi, młodszy, należy do części dyskowej. Co więcej, to młode centrum, już na pierwszych etapach swojego rozwoju, kształtuje się w postaci układu dysków kompaktowych i to nie tylko w galaktyce M31, ale także w wielu innych układach galaktycznych. Spektroskopia panoramiczna, która umożliwia budowę powierzchniowych map szybkości rotacji i map dyspersji prędkości, umożliwiła sprawdzenie, czy w centrach wielu galaktyk rzeczywiście można znaleźć pojedyncze okołojądrowe dyski gwiazdowe. Wyróżniają się niewielkimi rozmiarami (nie więcej niż sto parseków) i stosunkowo młodym średnim wiekiem populacji gwiazd (nie starszym niż 1-5 miliardów lat). Wybrzuszenia, w których zanurzone są takie dyski okołojądrowe, są zauważalnie starsze i obracają się wolniej. Analiza mapy prędkości galaktyki Sa NGC 3623 (należącej do grupy trzech galaktyk spiralnych) wykazała minimalne rozproszenie prędkości gwiazd oraz zaostrzony kształt izolinii prędkości obrotu w centrum galaktyki (patrz ryc. : Afanasiev V.L., Sil"chenko O.K. Astronomy and Astrophysics, vol. 429, s. 825, 2005). Spiczasty kształt izolinii prędkości obrotowej oznacza, że ​​w płaszczyźnie symetrii galaktyki gwiazdy obracają się znacznie szybciej niż w sąsiednich obszarach zgrubienia sferoidalnego przy dość bliskich wartościach potencjału grawitacyjnego. Oznacza to, że energia kinematyczna gwiazd znajdujących się w płaszczyźnie symetrii skupia się w uporządkowanym obrocie, a nie w ruchach chaotycznych, jak gwiazdy o składowej sferoidalnej. Oznacza to, że w samym w centrum galaktyki znajduje się płaski, dynamicznie zimny, z dużym momentem obrotowym podukład gwiazdowy, czyli dysk wewnątrz zgrubienia. Obserwacje te potwierdzają, że w sferycznej części galaktyk, gdzie zgrubienie jest ciałem przyczynowym, powstaje młodszy podukład, należący do kolejnego poziomu organizacji materii. Jest to dyskowa część galaktyk, której ciało będzie szybko obracającym się dyskiem okołojądrowym wewnątrz zgrubienia. Zatem dla dwóch podsystemów można ustalić dwa ciała przyczynowe, z których jedno w stosunku do drugiego jest ciałem skutku. Wróćmy do wyników obserwacji naszej Galaktyki. Pomimo tego, że promieniowanie widzialne z centralnych obszarów Galaktyki jest całkowicie ukryte przed nami przez grube warstwy materii pochłaniającej, po stworzeniu odbiorników promieniowania podczerwonego i radiowego naukowcom udało się przeprowadzić szczegółowe badania tego obszaru. Badanie centralnej części Galaktyki wykazało, że oprócz dużej liczby gwiazd w obszarze centralnym obserwuje się także okrągły jądrowy dysk gazowy, składający się głównie z wodoru cząsteczkowego. Jego promień przekracza 1000 lat świetlnych. Bliżej centrum widoczne są obszary zjonizowanego wodoru i liczne źródła promieniowania podczerwonego, co wskazuje na zachodzące tam powstawanie gwiazd. Okrągły dysk gazowy jest ciałem przyczyny dyskowej części Galaktyki i znajduje się na wczesnym etapie ewolucji, ponieważ składa się z wodoru cząsteczkowego. W stosunku do swojego układu – dysku, jest to biała dziura, skąd dostarczana jest energia do rozwoju przestrzeni i materii w dyskowej części Galaktyki. Badania z wykorzystaniem systemu radioteleskopów o ultradługiej linii bazowej wykazały, że w samym centrum (w gwiazdozbiorze Strzelca) znajduje się tajemniczy obiekt oznaczony jako Strzelec A*, emitujący potężny strumień fal radiowych. Według szacunków masa tego kosmicznego obiektu, oddalonego od nas o 26 tysięcy lat świetlnych, jest cztery miliony razy większa od masy Słońca. A swoją wielkością odpowiada odległości między Ziemią a Słońcem (150 milionów kilometrów). Obiekt ten jest zwykle uważany za potencjalnego kandydata na czarną dziurę. Jeden z badaczy tego obiektu, Zhi-Qiang Shen z Obserwatorium Astronomicznego Chińskiej Akademii Nauk w Szanghaju, jest przekonany, że za najbardziej przekonujące potwierdzenie jego zwartości i masy uważa się obecnie charakter ruchu gwiazd bliskich To. Shen i jego grupa po przeprowadzeniu obserwacji w wyższym zakresie częstotliwości radiowych (86 GHz zamiast 43 GHz) uzyskali najdokładniejsze oszacowanie obiektu kosmicznego, co doprowadziło do zmniejszenia o połowę interesującego ich obszaru (publikacja z 3 listopada 2005 w Naturze). Inne badanie centralnego obszaru Galaktyki dotyczy Gromady Kwintiplet, niedawno odkrytej w samym centrum naszej Galaktyki i składającej się z pięciu masywnych gwiazd o nieznanej naturze. Australijscy astronomowie pod przewodnictwem dr Petera Tuthilla podczas badania obiektu zidentyfikowali niezwykle dziwną i niezrównaną strukturę. Faktem jest, że gromada Kwintiplet znajduje się w samym centrum Galaktyki, gdzie zgodnie z panującą doktryną kosmologiczną powinna znajdować się masywna czarna dziura, a zatem nie może być widać żadnych gwiazd. Wszystkie pięć gwiazd jest stosunkowo starych i zbliża się do końcowej fazy swojego istnienia. Ale najdziwniejsze było to, że dwa z nich szybko obracały się wokół siebie (a raczej wokół wspólnego środka ciężkości), rozrzucając wokół siebie pył, niczym obracająca się głowica zraszacza rozpylająca wodę. Pył tworzy ramiona spiralne. Promień jednej ze spiral wynosi około 300 AU. Obserwacje te pokazują, że w centrum Galaktyki naprawdę znajduje się niewyobrażalnie ogromny, masywny obiekt, który jednak nie jest czarną dziurą, ponieważ inne mogą równie dobrze istnieć w pobliżu niego, nie spadając w swoje wpływy na układy gwiezdne. Z drugiej strony w centrum Galaktyki znajduje się dysk jądrowy. A także Kwintiplet o tajemniczej naturze. Wszystkie te obserwacje można wytłumaczyć z punktu widzenia powstawania dwóch różnych podsystemów, w których istnieją dwa ciała przyczyny o różnej naturze: jedno ciało wyłania się, drugie zanika. Dwie szybko obracające się gwiazdy Quintiplet można uznać za obrót ciała skutku wokół ciała przyczyny na etapie, gdy ich masy są w przybliżeniu takie same. Chociaż nie jest do końca jasne, do którego kwadrupola należą, ponieważ Nie ma jeszcze na to wystarczających danych. Przyjrzyjmy się teraz bardziej szczegółowo dyskowej części Galaktyki.

Ramiona spiralne galaktyk

Jednym z głównych zjawisk w naszej Galaktyce jest powstawanie gałęzi (lub ramion) spiralnych. Jest to najbardziej widoczna struktura w dyskach galaktyk takich jak nasza, stąd nazwa galaktyki spiralnej. Ramiona spiralne Drogi Mlecznej są w dużej mierze przed nami ukryte poprzez pochłanianie materii. Ich szczegółowe badania rozpoczęły się po pojawieniu się radioteleskopów. Umożliwili badanie struktury Galaktyki poprzez obserwację emisji radiowej międzygwiazdowych atomów wodoru skupionych wzdłuż Długich Spiral. Według współczesnych koncepcji ramiona spiralne są powiązane z falami kompresji rozchodzącymi się po dysku galaktycznym. Ta teoria fal gęstości całkiem dobrze opisuje obserwowane fakty i została opracowana przez Chia Chiao Lin i Franka Shu z Massachusetts Institute of Technology. Zdaniem naukowców, przechodząc przez obszary kompresji, materia dysku staje się gęstsza, a powstawanie gwiazd z gazu staje się intensywniejsze. Chociaż natura i przyczyny pojawienia się tak unikalnej struktury falowej w dyskach galaktyk spiralnych nadal nie są poznane. Struktura energetyczna dysku Galaktyki. Zobaczmy, jak można wyjaśnić powstawanie ramion spiralnych z punktu widzenia samoorganizacji materii. Jak pokazano powyżej, dyskowa część Galaktyki uformowana jest w wyniku toroidalnej topologii przestrzeni pierwszego modułu. W wyniku kwantyzacji tej przestrzeni powstało wiele podprzestrzeni, z których każda ma również topologię toroidalną. Wszystkie są zagnieżdżone wewnątrz pierwszego torusa w typie matrioszki. W środku każdego torusa przychodząca energia krąży po okręgu o dużym promieniu, który tworzy przestrzeń i materię gwiazd i układów gwiezdnych. Taki układ torusów powoduje powstanie materialnego płaskiego dysku składającego się z wielu układów gwiezdnych obracających się w tym samym kierunku. Cała materia utworzona w dyskowej części Galaktyki uzyskuje jedną płaszczyznę i kierunek obrotu. W centrum Galaktyki znajdują się dwa ciała centralne, z których jedno jest ciałem przyczynowym podukładu halo (czarna dziura), drugie jest ciałem przyczynowym podukładu dysku (biała dziura), które również obracają się względem siebie . W dyskowej części Galaktyki powstają chronopowłoki wewnętrznych podsystemów, które są podprzestrzeniami konsekwencji. W każdej z tych podprzestrzeni powstaje własne ciało skutku, którym jest gwiazda lub układ gwiazd krążący wokół ciała przyczyny, tj. centrum Galaktyki, gdzie znajduje się biała dziura. Orbity gwiazd znajdujących się najbliżej białej dziury są okręgami, ponieważ energia wchodząc do chronopowłok tych gwiazd krąży po okręgach (ryc. 14). Ryc. 14.

Jeśli chronoskorupy pierwszego modułu znajdą się poza granicą rotacji ciała białej dziury wokół czarnej dziury, wówczas energia będzie krążyć nie po okręgu, ale po elipsie, w jednym z ognisk znajduje się ciało przyczyny ( czarna dziura), w drugiej korpus efektu (biała dziura). W związku z tym zmieni się topologia przestrzeni, torus nabierze bardziej złożonego kształtu i zamiast okręgu, który opisuje duży promień torusa, będziemy mieli elipsę.

Patrząc na nasz dysk z góry, zobaczymy, że obieg energii w różnych tori opisuje różne elipsy. Ogólnie elipsy obrotu przedstawiono na rysunku, z którego widać, że im dalej znajduje się orbita rotacji energii, tym bardziej kształt orbity będzie zbliżał się do koła. Jeszcze raz podkreślę, że figury przedstawiają trajektorie obiegu energii, które odnoszą się do struktury przestrzeni, a nie ciał materialnych. Dlatego w tym układzie czarne i białe dziury reprezentują zbiornik i źródło energii, które są nieruchome.

Ponieważ podsystem dyskowy Galaktyki jest zanurzony w podsystemie sferycznym, z czasem zachodzi między nimi dodatkowa interakcja. Wpływ jednego podukładu na drugi powoduje, że moment obrotowy występujący w części kulistej nakłada się na obieg energii w podukładzie dyskowym. Choć nie jest to bardzo intensywny moment obrotowy, to jednak wpływa na ogólny obraz, w efekcie czego torusy obracają się pod niewielkim kątem względem siebie. W związku z tym elipsy rotacji energii będą również przesuwać się względem siebie o ten sam kąt obrotu, tworząc strukturę spiralną.

Prędkość ruchu jakiejkolwiek gwiazdy wokół centrum Galaktyki nie będzie pokrywać się z prędkością ruchu spirali. Cyrkulacja przepływów energii w przestrzeni pozostanie niezmieniona przez całe życie Galaktyki. Ponieważ energia wchodząca do układu w czasie przenosi moment obrotowy, zmieniając całkowitą energię, ale nie przenosi pędu. Dlatego moment obrotowy, jaki czas wnosi do układu, zależy wyłącznie od właściwości punktu przyczyny i pozostaje stały przez cały okres istnienia dysku.

Ciała następstw, a w tym przypadku są to gwiazdy, podczas swojego powstawania otrzymują moment pędu, który wyznacza ich obrót wokół centrum Galaktyki. Dlatego na ruch gwiazd powstałych w toroidalnych chronopowłokach będzie wpływać wiele czynników. Wśród tych czynników decydującymi czynnikami będzie ilość utworzonej materii, stopień ewolucyjnego rozwoju samej gwiazdy, wpływ grawitacyjny innych gwiazd, a także szereg innych powodów.

Rotacja energii po elipsach jest wyłączną właściwością samej przestrzeni. Kiedy elipsy zostaną obrócone pod pewnym kątem, jak pokazano na rysunku, punkty styku elips będą miały największą gęstość energii. Dlatego sumowana będzie ilość energii uwolnionej w tych miejscach. W tym przypadku w przestrzeni ponownie pojawia się struktura energetyczna. Tak jak w chronopowłokach modułu zerowego otrzymaliśmy model energetyczny dwunastościanu, tak w chronopowłokach pierwszego modułu otrzymamy obraz spiralny. W związku z tym, że uwalnianie energii wzdłuż ramion spiralnych następuje z większą amplitudą, to właśnie w tych miejscach proces powstawania gwiazd będzie przebiegał najintensywniej.

Chciałbym jeszcze raz podkreślić, że powstawanie wirującego dysku i powstawanie ramion spiralnych to struktury o zupełnie odmiennym charakterze. Wirujący dysk to układ ciał materialnych powstałych w wyniku transformacji czasu. Ramiona spiralne to struktura energetyczna przestrzeni, pokazująca, w którym obszarze uwalnianie energii następuje najintensywniej. Dlatego główną właściwością wzoru spirali falowej jest jej równomierny obrót, jako pojedynczy układ przestrzeni utworzony przez tori. W konsekwencji wzór wzoru spiralnego obraca się jako całość ze stałą prędkością kątową. Chociaż dysk galaktyczny obraca się inaczej, ponieważ powstał w różnych warunkach i każda jego część jest na swoim własnym etapie ewolucji. Jednak sam dysk jest drugorzędny w stosunku do ramion spiralnych; to struktura energetyczna spiral jest pierwotna, która wyznacza tempo całego procesu formowania się gwiazd w dysku. Z tego powodu wzór spiralny jest zdefiniowany tak jasno i wyraźnie i zachowuje całkowitą regularność na całym dysku galaktyki, w żaden sposób nie zniekształcony przez różnicową rotację dysku.

Gęstość gwiazd w ramionach spiralnych.

Tworzenie się gwiazd zachodzi mniej więcej równomiernie na całym dysku, zatem gęstość gwiazd będzie zależała od tego, jak gęsto rozmieszczone są między sobą chronosfery. Pomimo tego, że powstawanie gwiazd zachodzi intensywniej w ramionach, gęstość gwiazd tutaj nie powinna znacznie różnić się od innych rejonów dysku, choć zwiększona amplituda energii powoduje inicjację chronopowłok znajdujących się w mniej sprzyjających warunkach. Obserwacje astronomiczne pokazują, że gęstość gwiazd w ramionach spiralnych nie jest aż tak duża; są one tam tylko trochę gęstsze niż średnia w całym dysku – tylko 10 procent, nie więcej.

Tak słabego kontrastu nigdy nie można by zobaczyć na zdjęciach odległych galaktyk, gdyby gwiazdy w ramieniu spiralnym były takie same jak gwiazdy w całym dysku. Rzecz w tym, że wraz z gwiazdami w ramionach spiralnych dochodzi do intensywnego tworzenia się gazu międzygwiazdowego, który następnie skrapla się w gwiazdy. W początkowej fazie ewolucji gwiazdy te są bardzo jasne i mocno wyróżniają się na tle innych gwiazd w dysku. Obserwacje obojętnego wodoru w dysku naszej Galaktyki (na podstawie jego emisji radiowej przy długości fali 21 cm) pokazują, że gaz rzeczywiście tworzy ramiona spiralne.

Aby ramiona były wyraźnie zarysowane przez młode gwiazdy, wymagane jest odpowiednio duże tempo przemiany gazu w gwiazdy, a ponadto czas ewolucji gwiazdy w jej początkowej jasnej fazie nie jest zbyt długi. Obydwa są prawdziwe dla rzeczywistych warunków fizycznych w galaktykach, ze względu na zwiększoną intensywność przepływu czasu uwalnianego w ramionach. Czas trwania początkowej fazy ewolucji jasnych, masywnych gwiazd jest krótszy niż czas, w którym ramię będzie zauważalnie się przesuwać podczas całkowitego obrotu. Gwiazdy te świecą przez około dziesięć milionów lat, co stanowi zaledwie pięć procent okresu rotacji galaktyki. Jednak gdy gwiazdy wyściełające ramię spiralne wypalają się, w ich ślad powstają nowe gwiazdy i związane z nimi mgławice, utrzymując wzór spirali niezmieniony. Gwiazdy zarysowujące ramiona nie przetrwają ani jednego obrotu Galaktyki; Tylko wzór spiralny jest stabilny.

Zwiększona intensywność uwalniania energii wzdłuż ramion Galaktyki wpływa na fakt, że skupiają się tu głównie najmłodsze gwiazdy, wiele otwartych gromad i asocjacji gwiazd, a także łańcuchy gęstych obłoków gazu międzygwiazdowego, w których nadal tworzą się gwiazdy. Ramiona spiralne zawierają dużą liczbę gwiazd zmiennych i rozbłyskowych i najczęściej obserwuje się w nich eksplozje niektórych typów supernowych. W przeciwieństwie do halo, gdzie jakiekolwiek przejawy aktywności gwiazd są niezwykle rzadkie, w ramionach spiralnych toczy się energiczne życie, związane z ciągłym przejściem materii z przestrzeni międzygwiazdowej do gwiazd i z powrotem. Ponieważ moduł zerowy, jakim jest halo, jest w końcowej fazie swojej ewolucji. Natomiast pierwszy moduł, jakim jest dysk, znajduje się u szczytu swojego ewolucyjnego rozwoju.

wnioski

Sformułujmy główne wnioski uzyskane z analizy przestrzeni galaktycznej.

1. Z punktu widzenia systemowej samoorganizacji materii oba podsystemy tworzące Galaktykę należą do różnych modułów integralnej struktury Wszechświata (ISM). Pierwsza – część kulista – to zerowy moduł przestrzenny. Druga część dyskowa Galaktyki należy do pierwszego modułu ISM. Zgodnie ze związkami przyczynowo-skutkowymi, skutkiem jest pierwszy moduł, czyli część dyskowa Galaktyki, natomiast za przyczynę uważa się moduł zerowy, czyli halo.

2. Dowolna przestrzeń tworzona jest z chronopowłoki, która w momencie wejścia energii jest dipolem wentylatora. Na jednym końcu takiego dipola znajduje się materia, a na drugim kula rozszerzającej się przestrzeni. Jeden biegun dipola ma właściwości mas grawitacyjnych i reprezentuje punkt materialny, natomiast drugi biegun ma właściwości antygrawitacyjne rozszerzającej się przestrzeni i reprezentuje kulę otaczającą punkt materialny. Zatem każdy dipol wentylatora ma ciało fizyczne i trójwymiarową przestrzeń fizyczną. Zatem każdy związek przyczynowo-skutkowy będzie składał się z czterech elementów: ciała przyczyny i przestrzeni przyczyny, ciała skutku i przestrzeni skutku.

3. Główne cechy halo są określone przez właściwości chronoskorupy modułu zerowego. Wymieńmy je.

1). Granicę halo stanowi membrana o właściwościach antygrawitacyjnych, która ogranicza rozszerzającą się kulę próżniową dipola wentylatora. Jest reprezentowana przez warstwę plazmy wodorowej otaczającą zewnętrzną część halo w postaci korony. Korona powstaje w wyniku hamującego działania membrany na jony wodoru. Topologia przestrzeni halo jest sferyczna.

2). W swojej ewolucyjnej transformacji halo przeszło przez etap inflacji, podczas którego chronoskorupa halo została podzielona na 256 małych chronoskorup, z których każda jest obecnie jedną z gromad kulistych Galaktyki. Podczas inflacji przestrzeń Galaktyki powiększała się wykładniczo. Powstały układ nazwano strukturą halo komórkową o strukturze plastra miodu.

3). Chronoskorupy gromad kulistych gwiazd nadal ulegały fragmentacji. Gwiazdy i układy gwiazdowe stają się ograniczającym poziomem kwantyzacji galaktyk. Ograniczającym poziomem kwantyzacji jest nowa strukturalna organizacja materii.

4). Względne położenie chronoskorup gwiazd znajdujących się w strukturze komórkowej halo o strukturze plastra miodu jest niezwykle nierówne. Niektóre z nich znajdują się bliżej centrum Galaktyki, inne bliżej peryferii. W wyniku tej nierówności powstawanie gwiazd w każdej chronopowłoce ma swoje własne cechy, które wpływają na gęstość materii lub charakter ich ruchu.

5). Układy karłowate odkryte w naszej Galaktyce należą do chronopowłok kwadrupoli drugiego lub trzeciego poziomu, które są jednocześnie zamkniętymi, samoorganizującymi się podsystemami należącymi do Galaktyki.

6). Obecny stan halo należy do końcowego etapu ewolucji. Ekspansja jego przestrzeni zakończyła się ze względu na skończoność uwolnionej energii. Nic nie jest w stanie oprzeć się siłom grawitacji. Dlatego ostatni etap ewolucji halo jest spowodowany procesami rozpadu. Grawitacja staje się główną siłą w układzie, zmuszając ciała materialne do przemieszczania się w kierunku centrum Galaktyki w rosnącym polu grawitacyjnym. W centrum Galaktyki powstaje atrakcyjny atraktor.

4. O głównych cechach dysku decydują właściwości chronoskorupy pierwszego modułu, co jest konsekwencją modułu zerowego. Wymieńmy je.

1). Ponieważ dyskowa część Galaktyki jest tego konsekwencją, zatem dipol wentylatora grawitacyjnego będzie wektorem osiowym M=1 obracającym się wokół wektora osiowego M=0.

2). Przestrzeń utworzona przez jeden z biegunów dipola wentylatora utworzona jest w postaci rozszerzającej się kuli obracającej się wokół osi M=0. Zatem topologię przestrzeni pierwszego modułu opisuje torus osadzony w sferycznej przestrzeni modułu zerowego. Torus jest utworzony przez dwa wektory osiowe M=0 i M=1, gdzie M=0 oznacza główny promień torusa, a M=1 jest mniejszym promieniem torusa.

3). Etap inflacji chronoskorupy pierwszego modułu dał początek wielu nowym podsystemom – mniejszym wewnętrznym chronoskorupom. Wszystkie znajdują się w formie lalki gniazdującej wewnątrz chronoskorupy pierwszego modułu. Wszystkie mają również topologię toroidalną. Struktura pojawia się w przestrzeni dyskowej części Galaktyki.

4). Substancja utworzona przez drugi biegun dipola wachlarzowego skupia się w środku kuli, co opisuje mały promień torusa M=1. Ponieważ ten środek z kolei opisuje okrąg wzdłuż promienia dużego torusa, cała materia powstaje wzdłuż tego okręgu w płaszczyźnie prostopadłej do osi M=0.

5). Materia powstająca w nowych podukładach powstaje także w środkach kul o małym promieniu torusa. Zatem cała materia powstaje wzdłuż okręgów położonych w płaszczyźnie prostopadłej do osi M=0. W ten sposób powstaje dyskowa część Galaktyki.

5. W centralnym obszarze Galaktyki znajdują się dwa ciała przyczyny. Jednym z nich jest ciało przyczyny halo (wybrzuszenie), drugim jest ciało przyczyny dysku (okrągły dysk gazu jądrowego). Z kolei ciało przyczyny dysku jest ciałem skutku w odniesieniu do halo. Dlatego jedno ciało obraca się wokół drugiego.

6. Wybrzuszenie, podobnie jak halo, znajduje się w końcowej fazie ewolucji, dlatego staje się atraktorem, w stronę którego grawituje cała materia rozproszona wcześniej w całej objętości halo. Gromadząc się w jej centrum, tworzy potężne pola grawitacyjne, które stopniowo kompresują materię w czarną dziurę.

7. Okrągły dysk gazowy jest ciałem przyczyny dyskowej części Galaktyki i znajduje się na wczesnym etapie ewolucji. W stosunku do swojego układu – dysku, jest to biała dziura, skąd dostarczana jest energia do rozwoju przestrzeni i materii w dyskowej części Galaktyki.

8. Ramiona spiralne to struktura energetyczna przestrzeni, pokazująca, w którym obszarze uwalnianie energii następuje najintensywniej. Struktura ta powstaje w wyniku krążenia energii wewnątrz torusa. W większości tori energia krąży nie po okręgu, ale po elipsie, w jednym z ognisk którego znajduje się ciało przyczyny (czarna dziura), w drugim - ciało skutku (biała dziura). Odpowiednio zmienia się topologia przestrzeni, torus przybiera bardziej złożony kształt i zamiast koła, które opisuje duży promień torusa, mamy elipsę.

9. Ponieważ podsystem dyskowy Galaktyki jest zanurzony w podsystemie sferycznym, z czasem zachodzi między nimi dodatkowa interakcja. Wpływ jednego podukładu na drugi powoduje, że moment obrotowy występujący w części kulistej nakłada się na obieg energii w podukładzie dyskowym, w wyniku czego torusy obracają się pod niewielkim kątem względem siebie. Kiedy elipsy obracają się o określony kąt, energia będzie miała największą gęstość w punktach styku elips. W tych miejscach proces powstawania gwiazd będzie najbardziej intensywny. Dlatego główną właściwością wzoru spirali falowej jest jej równomierny obrót, jako pojedynczy układ przestrzeni utworzony przez tori.

Literatura

1. Boer K., Savage B. Galaktyki i ich korony. Jl Scentific American. Tłumaczenie z języka angielskiego – Alex Moiseev, witryna poświęcona astronomii Dalekiego Wschodu.

2. Vernadsky V.I. Biosfera i noosfera. M.: Iris-Press, 2004.

3. Kapitsa S.P., Kurdyumov S.P., Malinetsky G.G. Synergetics i prognozy na przyszłość. M.: URSS, 2003

4. Mandelbrot B. Fraktale, szansa i finanse. M., 2004.

5. Nowikow I.D. Ewolucja Wszechświata. M.: Nauka, 1983. 190 s.

6. Prigogine I., Stengers I. Czas, chaos, kwant. M.: Postęp, 1999. wyd. 6. M.: KomKniga, 2005.

7. Prigogine K., Stengers I. Porządek z chaosu. Nowy dialog człowieka z przyrodą. M.: URSS, 2001. wyd. 5. M.: KomKniga, 2005.

8. Sagan K. Kosmos. Petersburg: Amfora, 2004.

9. Hwang MP Wściekły wszechświat: od Wielkiego Wybuchu do przyspieszonej ekspansji, od kwarków do superstrun. - M.: LENAND, 2006.

10. Hawking S. Krótka historia czasu. Petersburg: Amfora, 2000.

11. Hawking S. Czarne dziury i młode wszechświaty. Petersburg: Amfora, 2001.

Stronna i skrupulatna analiza wpływu krzywej rotacji Drogi Mlecznej na kształt jej ramion prowadzi do nieoczekiwanych wniosków. Jeśli galaktyka poruszała się po takiej krzywej rotacji, to zaledwie dwa obroty temu – około 600 milionów lat – jej ramiona były „skręcone” w przeciwnym kierunku. I odwrotnie, przez kilka kolejnych obrotów powinien całkowicie stracić rękawy, które będą się ciasno zwinąć, równomiernie wypełniając cały jego dysk. Biorąc pod uwagę, że wiek galaktyki szacuje się na około dziesiątki miliardów lat, jej przeszłość wygląda jeszcze bardziej tajemniczo – pojawienia się ramion nie można wytłumaczyć sprzecznościami czysto kinematycznymi.

Okazuje się, że hipoteza a dotycząca ciemnej materii nie tylko nie eliminuje sprzeczności w obserwowanej krzywej rotacji samej naszej galaktyki, ale wręcz przeciwnie, tworzy nowe.

Możliwe, że obserwowana, obliczona krzywa rotacji galaktyki jest niestabilna i nie odzwierciedla długoterminowej ewolucji Drogi Mlecznej. Zmierzone prędkości gwiazd odpowiadają aktualnemu momentowi i najwyraźniej niewiele mówią o ich przeszłych lub przyszłych wartościach. Być może można mówić o dynamice ich ruchu tylko z pewnym stopniem niezawodności. W przeciwnym razie prawa mechaniki dają ten naturalny logiczny wynik.

Logiczne jest założenie, że możliwy jest inny długoterminowy kształt krzywej rotacji, co na przestrzeni wielu miliardów lat pozwoliło ramionom Drogi Mlecznej przyjąć kształt, który obecnie można obliczyć na podstawie obserwacji astronomicznych. Ale w tym przypadku pojawia się logiczne pytanie: jaka była galaktyka „na początku swojej podróży”? A „kiedy się zaczęło, zaczęło się”?

Załóżmy, że galaktyka powstała powiedzmy 3 miliardy lat temu. Okres ten przyjęto ze względów utylitarnych: aby ułatwić obserwację ewolucji animacji. A ramiona mogły powstać na przykład w wyniku zapadnięcia się dwóch czarnych dziur, które wyrzuciły swoje dżety w różnych kierunkach. Obracając się, te dżety, że tak powiem, „omiatały” otaczającą przestrzeń, zbierając gaz i gwiazdy. Stopniowo rękawy podwinęły się i przybrały swój obecny kształt. Dlaczego istnieją dwie czarne dziury? Ponieważ są cztery ramiona, a strumienie tworzą się parami.

Źródło: Thiago Ize i Chris Johnson, Instytut Obliczeń Naukowych i Obrazowania.

Astrofizycy odkrywają, w jaki sposób galaktyki dyskowe tworzą swoje ramiona spiralne niemal tak długo, jak je obserwują. Z biegiem czasu doszli do dwóch wniosków... albo ich struktura jest spowodowana różnicami w grawitacji, rzeźbieniem gazu, pyłu i znajomych kształtów, albo przypadkową egzystencją, która pojawia się i znika z czasem.

Teraz naukowcy zaczynają przekładać swoje odkrycia na ustalenia oparte na nowych symulacjach superkomputerowych – symulacjach obejmujących ruch nawet 100 milionów „cząstek gwiazd”, które naśladują siły grawitacyjne i astrofizyczne, które kształtują je w naturalną strukturę spiralną. Zespół badawczy z Uniwersytetu Wisconsin-Madison i Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics był zadowolony z tych odkryć i stwierdził, że modele mogą zawierać istotne wskazówki na temat powstawania ramion spiralnych.

„Po raz pierwszy pokazujemy, że gwiezdne ramiona spiralne nie są obiektami przejściowymi, jak argumentowano od dziesięcioleci” – mówi astrofizyk Elena D'Onghia z UW-Madison, która kierowała nowym badaniem wraz z kolegami z Harvardu, Markiem Vogelsbergerem i Larsem Hernquistem.

„Ramiona spiralne są samozachowawcze, trwałe i zaskakująco długowieczne” – dodaje Vogelsberger.

Kiedy pojawia się struktura spiralna, jest to prawdopodobnie najbardziej rozpowszechniony kształt wszechświata. Brana jest pod uwagę nasza własna, a około 70% otaczających nas galaktyk również ma strukturę spiralną. Kiedy myślimy w szerszym sensie, ile rzeczy zyskuje tę zwyczajną formację? Zamiatanie kurzu za pomocą miotły powoduje, że cząstki układają się spiralnie w kształt spirali... spływająca woda powoduje powstanie wiru... formacje pogodowe mają kształt spirali. Jest to przypadek uniwersalny i dzieje się tak z jakiegoś powodu. Oczywiście przyczyną jest grawitacja i coś ją zakłóca. W przypadku galaktyki jest to gigantyczny obłok molekularny – . Chmury wprowadzone do symulacji, mówi D'Onghia, profesor astronomii na UW-Madison, działają jak „zakłócacze” i wystarczą nie tylko do wywołania powstawania ramion spiralnych, ale także do ich utrzymania w nieskończoność.

„Dowiadujemy się, że tworzą ramiona spiralne” – wyjaśnia D'Onghia. „Wcześniejsza teoria wspierająca ramiona zniknie wraz z usunięciem zakłóceń, ale widzimy, że raz uformowane ramiona będą się samonapędzać, nawet jeśli zakłócenia zostaną usunięte. To dowodzi, że gdy ramiona zostaną stworzone przez te chmury, mogą istnieć same, pod wpływem grawitacji.” nawet jeśli nie ma już żadnych zakłóceń.”

A co z galaktykami towarzyszącymi? Czy spiralna struktura może być spowodowana ich bliskością? Nowe badanie pozwala na to również w obliczeniach i modelach dla „samotnych” galaktyk. To jednak nie wszystkie badania. Według Vogelsbergera i Hernquista nowe, generowane komputerowo symulacje skupiają się na oczyszczaniu danych obserwacyjnych. Przyglądają się bliżej obłokom molekularnym o dużej gęstości i „dziurom w przestrzeni wywołanym grawitacją”, które działają jako „mechanizmy napędzające powstawanie charakterystycznych ramion galaktyk spiralnych”.

Do tego czasu wiemy, że spiralna struktura to nie przypadek, to prawdopodobnie najczęstszy kształt

Gwiaździste niebo przyciąga wzrok ludzi od czasów starożytnych. Najtęższe umysły wszystkich narodów próbowały zrozumieć nasze miejsce we Wszechświecie, wyobrazić sobie i uzasadnić jego strukturę. Postęp naukowy umożliwił przejście w badaniu rozległych przestrzeni kosmicznych od konstrukcji romantycznych i religijnych do logicznie zweryfikowanych teorii opartych na licznych materiałach faktograficznych. Teraz każdy uczeń ma pojęcie, jak według najnowszych badań wygląda nasza Galaktyka, kto, dlaczego i kiedy nadał jej tak poetycką nazwę oraz jaka jest jej przewidywana przyszłość.

pochodzenie imienia

Wyrażenie „galaktyka Drogi Mlecznej” jest w zasadzie tautologią. Galactikos, w przybliżeniu przetłumaczony ze starożytnej greki, oznacza „mleko”. Tak mieszkańcy Peloponezu nazywali gromadę gwiazd na nocnym niebie, przypisując jej pochodzenie porywczej Herze: bogini nie chciała karmić Herkulesa, nieślubnego syna Zeusa, i w gniewie spryskała mleko z piersi. Krople utworzyły smugę gwiazd, widoczną w pogodne noce. Wieki później naukowcy odkryli, że obserwowane ciała niebieskie stanowią jedynie niewielką część istniejących ciał niebieskich. Przestrzeni Wszechświata, w którym znajduje się nasza planeta, nadali nazwę Galaktyka lub układ Drogi Mlecznej. Po potwierdzeniu założenia o istnieniu innych podobnych formacji w przestrzeni, pierwsze określenie stało się dla nich uniwersalne.

Spojrzenie od środka

Wiedza naukowa na temat budowy części Wszechświata, w tym Układu Słonecznego, niewiele nauczyła się od starożytnych Greków. Zrozumienie wyglądu naszej Galaktyki ewoluowało od sferycznego wszechświata Arystotelesa do współczesnych teorii obejmujących czarne dziury i ciemną materię.

Fakt, że Ziemia jest częścią układu Drogi Mlecznej, nakłada pewne ograniczenia na osoby próbujące dowiedzieć się, jaki kształt ma nasza Galaktyka. Aby jednoznacznie odpowiedzieć na to pytanie, potrzebne jest spojrzenie z zewnątrz i z dużej odległości od obiektu obserwacji. Teraz nauka jest pozbawiona takiej możliwości. Swego rodzaju substytutem zewnętrznego obserwatora jest gromadzenie danych o budowie Galaktyki i jej korelacji z parametrami innych dostępnych do badań układów kosmicznych.

Zebrane informacje pozwalają z całą pewnością stwierdzić, że nasza Galaktyka ma kształt dysku ze zgrubieniem (wybrzuszeniem) w środku i ramionami spiralnymi odchodzącymi od środka. Te ostatnie zawierają najjaśniejsze gwiazdy w układzie. Średnica dysku wynosi ponad 100 tysięcy lat świetlnych.

Struktura

Centrum Galaktyki jest ukryte pod pyłem międzygwiazdowym, co utrudnia badanie układu. Metody radioastronomiczne pomagają uporać się z problemem. Fale o określonej długości z łatwością pokonują wszelkie przeszkody i pozwalają uzyskać pożądany obraz. Nasza Galaktyka, zgodnie z uzyskanymi danymi, ma niejednorodną strukturę.

Umownie możemy wyróżnić dwa elementy powiązane ze sobą: halo i sam dysk. Pierwszy podsystem ma następujące cechy:

  • kształt jest kulą;
  • jego środek uważa się za wybrzuszenie;
  • największe skupisko gwiazd w halo charakteryzuje się jego środkową częścią, w miarę zbliżania się do krawędzi gęstość znacznie maleje;
  • Rotacja tej strefy galaktyki jest dość powolna;
  • halo zawiera głównie stare gwiazdy o stosunkowo małej masie;
  • znaczna przestrzeń podsystemu wypełniona jest ciemną materią.

Gęstość gwiazd na dysku galaktycznym znacznie przekracza halo. W rękawach są młode, a nawet dopiero wyłaniające się

Centrum i rdzeń

„Serce” Drogi Mlecznej znajduje się w Bez zbadania go trudno jest w pełni zrozumieć, jaka jest nasza Galaktyka. Nazwa „jądro” w pismach naukowych albo odnosi się wyłącznie do obszaru centralnego, o średnicy zaledwie kilku parseków, albo obejmuje zgrubienie i pierścień gazowy, uważane za miejsce narodzin gwiazd. W dalszej części zostanie użyta pierwsza wersja tego terminu.

Światło widzialne ma trudności z przedostaniem się do centrum Drogi Mlecznej, ponieważ napotyka dużo kosmicznego pyłu, zakrywającego wygląd naszej Galaktyki. Zdjęcia i obrazy wykonane w zakresie podczerwieni znacznie poszerzają wiedzę astronomów o jądrze.

Dane dotyczące charakterystyki promieniowania w centralnej części Galaktyki skłoniły naukowców do przypuszczenia, że ​​w jądrze jądra znajduje się czarna dziura. Jego masa jest ponad 2,5 miliona razy większa od masy Słońca. Według badaczy wokół tego obiektu obraca się inna, ale mniej imponująca pod względem parametrów, czarna dziura. Współczesna wiedza na temat cech strukturalnych przestrzeni sugeruje, że takie obiekty znajdują się w centralnej części większości galaktyk.

Światło i mrok

Łączny wpływ czarnych dziur na ruch gwiazd powoduje pewne zmiany w wyglądzie naszej Galaktyki: prowadzi do specyficznych zmian na orbitach, które nie są typowe dla ciał kosmicznych, na przykład w pobliżu Układu Słonecznego. Badanie tych trajektorii i związku między prędkością ruchu a odległością od centrum Galaktyki stworzyło podstawę obecnie aktywnie rozwijającej się teorii ciemnej materii. Jego natura wciąż jest owiana tajemnicą. Obecność ciemnej materii, która prawdopodobnie stanowi zdecydowaną większość całej materii we Wszechświecie, jest rejestrowana jedynie poprzez wpływ grawitacji na orbity.

Jeśli rozproszymy cały kosmiczny pył, który ukrywa przed nami jądro, ukaże się uderzający obraz. Pomimo koncentracji ciemnej materii, ta część Wszechświata jest pełna światła emitowanego przez ogromną liczbę gwiazd. Jest ich tutaj setki razy więcej na jednostkę przestrzeni niż w pobliżu Słońca. Około dziesięciu miliardów z nich tworzy poprzeczkę galaktyczną, zwaną także poprzeczką, o nietypowym kształcie.

Kosmiczna nakrętka

Badanie środka układu w zakresie długich fal pozwoliło uzyskać szczegółowy obraz w podczerwieni. Jak się okazuje, nasza Galaktyka ma w swoim jądrze strukturę przypominającą orzeszek ziemny w łupinie. Ta „orzechówka” to most, w którym znajduje się ponad 20 milionów czerwonych olbrzymów (jasnych, ale mniej gorących gwiazd).

Ramiona spiralne Drogi Mlecznej rozchodzą się promieniście od końców poprzeczki.

Prace związane z odkryciem „orzeszka” w centrum układu gwiezdnego nie tylko rzuciły światło na strukturę naszej Galaktyki, ale także pomogły zrozumieć jej rozwój. Początkowo w przestrzeni kosmicznej znajdował się zwykły dysk, w którym z czasem utworzyła się zworka. Pod wpływem procesów wewnętrznych batonik zmienił swój kształt i zaczął przypominać nakrętkę.

Nasz dom na kosmicznej mapie

Aktywność zachodzi zarówno w poprzeczce, jak i w ramionach spiralnych, które posiada nasza Galaktyka. Zostały nazwane na cześć konstelacji, w których odkryto odcinki gałęzi: ramiona Perseusza, Łabędzia, Centaura, Strzelca i Oriona. W pobliżu tego ostatniego (w odległości co najmniej 28 tysięcy lat świetlnych od jądra) znajduje się Układ Słoneczny. Obszar ten ma pewne cechy, które zdaniem ekspertów umożliwiły pojawienie się życia na Ziemi.

Galaktyka i nasz Układ Słoneczny obracają się wraz z nią. Schematy ruchu poszczególnych elementów nie pokrywają się. gwiazdy są czasami zawarte w gałęziach spiralnych, czasami oddzielone od nich. Tylko luminarze leżący na granicy koła korotacyjnego nie dokonują takich „podróży”. Należą do nich Słońce, chronione przed potężnymi procesami stale zachodzącymi w ramionach. Nawet niewielka zmiana zniweczyłaby wszystkie inne korzyści dla rozwoju organizmów na naszej planecie.

Niebo jest w diamentach

Słońce jest tylko jednym z wielu podobnych ciał, których pełno jest w naszej Galaktyce. Według najnowszych danych gwiazd, pojedynczych lub zgrupowanych, jest łącznie ponad 400 miliardów. Najbliższa nam Proxima Centauri jest częścią układu trzech gwiazd, wraz z nieco bardziej odległymi Alfa Centauri A i Alfa Centauri B. Najjaśniejsza punkt nocnego nieba, Syriusz A, znajduje się w. Jego jasność, według różnych źródeł, przekracza jasność słoneczną 17-23 razy. Syriusz też nie jest sam; towarzyszy mu satelita o podobnej nazwie, ale oznaczony jako B.

Dzieci często zaczynają zapoznawać się z wyglądem naszej Galaktyki, szukając na niebie Gwiazdy Północnej lub Małej Niedźwiedzicy Alfa. Swoją popularność zawdzięcza swojemu położeniu nad biegunem północnym Ziemi. Pod względem jasności Polaris jest znacznie wyższa od Syriusza (prawie dwa tysiące razy jaśniejsza od Słońca), ale nie może konkurować z Alpha Canis Majoris o miano najjaśniejszego ze względu na jej odległość od Ziemi (szacowaną na 300–465 lat świetlnych). .

Rodzaje opraw

Gwiazdy różnią się nie tylko jasnością i odległością od obserwatora. Każdemu przypisano określoną wartość (odpowiedni parametr Słońca przyjmuje się jako jednostkę), stopień nagrzania powierzchni i kolor.

Nadolbrzymy mają najbardziej imponujące rozmiary. Gwiazdy neutronowe mają najwyższe stężenie materii na jednostkę objętości. Charakterystyka barwy jest nierozerwalnie związana z temperaturą:

  • czerwone są najzimniejsze;
  • podgrzanie powierzchni do 6000°C, podobnie jak w przypadku Słońca, powoduje powstanie żółtego zabarwienia;
  • białe i niebieskie oprawy mają temperaturę ponad 10 000°C.

Może się różnić i osiągnąć maksimum na krótko przed zapadnięciem się. Wybuchy supernowych w ogromnym stopniu przyczyniają się do zrozumienia wyglądu naszej Galaktyki. Zdjęcia tego procesu wykonane przez teleskopy są niesamowite.
Zebrane na ich podstawie dane pomogły zrekonstruować proces, który doprowadził do wybuchu i przewidzieć losy szeregu ciał kosmicznych.

Przyszłość Drogi Mlecznej

Nasza Galaktyka i inne galaktyki są w ciągłym ruchu i wchodzą w interakcje. Astronomowie odkryli, że Droga Mleczna wielokrotnie absorbowała swoich sąsiadów. Podobnych procesów należy spodziewać się w przyszłości. Z czasem obejmie Obłok Magellana i szereg innych układów karłowatych. Najbardziej imponujące wydarzenie spodziewane jest za 3-5 miliardów lat. Będzie to zderzenie z jedynym sąsiadem widocznym z Ziemi gołym okiem. W rezultacie Droga Mleczna stanie się galaktyką eliptyczną.

Niekończące się przestrzenie kosmiczne zadziwiają wyobraźnię. Przeciętnemu człowiekowi trudno jest uświadomić sobie skalę nie tylko Drogi Mlecznej czy całego Wszechświata, ale nawet Ziemi. Jednak dzięki osiągnięciom nauki możemy przynajmniej w przybliżeniu wyobrazić sobie, jakiego wspaniałego świata jesteśmy częścią.