Уявіть, що вам треба скласти карту міста, не виходячи з підвалу. Саме так астрономи протягом століть намагалися зрозуміти, як виглядає наш космічний дім — Чумацький Шлях. Лише за останні сто років ми відкрили справжні масштаби галактики, у якій живемо.
Від Гершеля до Габбла: як ми усвідомили розміри галактики
У 1785 році Вільям Гершель створив першу карту Чумацького Шляху, рахуючи зірки в різних напрямках неба. Він дійшов висновку, що ми живемо у сплющеному зоряному диску, а Сонце — в його центрі. Але Гершель не врахував міжзоряний пил, який приховував далекі зірки, тому його “всесвіт” виявився занадто малим.
Через сто років Якобус Каптейн створив точнішу карту, та все ще помилково помістив Сонце в центр. Справжній переворот здійснив Харлоу Шеплі у 1917 році, коли виміряв відстані до кульових скупчень зірок. Він довів, що центр галактики лежить у напрямку сузір’я Стрільця, на відстані близько 50 000 світлових років, а Чумацький Шлях набагато більший, ніж гадали раніше.
У 1920 році відбулася “Велика дебата” між Шеплі та Гібером Кертісом: чи є наша галактика всім Всесвітом? Остаточну крапку поставив Едвін Габбл, який у 1923 році довів, що туманність Андромеди — це окрема галактика. Людство зрозуміло, що Чумацький Шлях — лише одна з мільярдів галактик.
Як виглядає Чумацький Шлях
До середини XX століття астрономи знали, що наша галактика — спіральна. Радіотелескопи, а згодом і інфрачервоні спостереження телескопа “Спітцер” показали: у Чумацького Шляху не чотири, а два основних спіральних рукави — Персея та Щит–Центавра, що виходять із центральної зоряної перемички (бару).
Сонце розташоване на відстані приблизно 26 000 світлових років від центру, у невеликому рукаві Оріона, який містить наше зоряне “передмістя”. Це відносно спокійна зона — не надто близько до небезпечних центрів зореутворення.
Центр галактики і його “серце”
У самому центрі Чумацького Шляху — надмасивна чорна діра Стрілець A*, масою близько 4,3 мільйона Сонць. Саме її обертання формує потужне гравітаційне ядро галактики. У 2022 році проект Event Horizon Telescope уперше показав її справжнє зображення — темну тінь, оточену яскравим кільцем розпеченого газу.
Спіральні рукави, темна матерія і галактичні зіткнення
Чумацький Шлях — динамічна система. Приблизно 2 мільярди років тому в нього врізалася карликова галактика Стрілець, що спричинило утворення наших спіральних рукавів. Галактика Стрілець і нині поступово розривається гравітацією нашої системи.
Темна матерія, яка становить понад 80% маси галактики, утворює величезне гало навколо неї та допомагає утримувати спіральну форму. Без неї зоряні рукави просто розсипалися б. Нові дослідження показують, що ці рукави — не статичні хвилі, а динамічні структури, що постійно змінюються.
Що ми знаємо сьогодні
Дані супутника “Гея” (Gaia), який уже виміряв рух понад мільярда зірок, дозволили створити найточнішу тривимірну карту Чумацького Шляху. Ми впевнені в основному:
- галактика має бар із двома головними спіральними рукавами;
- Сонце знаходиться у рукаві Оріона;
- у центрі — надмасивна чорна діра Стрілець A*;
- усе занурене в гало темної матерії, що простягається далеко за межі видимих зірок.
Але залишаються таємниці: точний механізм формування рукавів, природа темної матерії, геометрія галактики — усе це ще належить з’ясувати.
Висновок: структура Чумацького Шляху
Чумацький Шлях — спіральна галактика з перемичкою, діаметром близько 100 000 світлових років, що містить сотні мільярдів зірок.
Його структура складається з двох головних спіральних рукавів — Персея та Щита–Центавра, двох другорядних — Стрільця й Норми, та невеликого Місцевого рукава (Оріона), у якому розташоване Сонце.
Ми живемо на околиці галактики, у спокійному районі між двома гігантськими рукавами, — саме тут умови виявилися ідеальними для виникнення життя.
За 240 років спостережень людство перейшло від перших зоряних підрахунків до детальних тривимірних карт. І хоча багато таємниць ще не розкрито, тепер ми знаємо: наш Чумацький Шлях — жива, динамічна система з двома головними спіральними рукавами, баром у центрі й надмасивною чорною дірою в серці.
