Познание формы нашей Галактики

На рисунке изображена первая схема Галактики, опубликованная свыше двух веков тому назад, в 1750 г., английским любителем астрономии Томасом Райтом. Галактика, по мнению Райта, похожа на исполинское колесо или, выражаясь его словами, «жернов». Солнце в этом колесе находится недалеко от его втулки. Поэтому с Земли в разных направлениях мы видим различное количество звезд - больше всего, когда смотрим в сторону обода колеса, и гораздо меньше, если обратим наш взор в направлении, перпендикулярном плоскости обода.

Действительная картина звездного неба в общих чертах соответствует схеме Райта. Мы наблюдаем обод «звездного колеса» в виде опоясывающей все небо серебристой полосы Млечного Пути, вне которой звезд встречается несравненно меньше.

За два века астрономия внесла существенные коррективы в схему Райта. Выяснилось, что Солнечная система совсем не так близка к втулке «звездного колеса», как считал Райт. На самом деле она находится между втулкой и ободом, ближе к последнему. Кроме того, и Галактика только в самом грубом приближении может быть сравнена с колесом. Весьма сложной оказалась её спиралеобразная структура, да и вращение Галактики не похоже на вращение твердого тела. Но главная идея Райта, которая заключается в том, что видимое распределение звезд на небе отражает как строение звездной системы, так и наше расположение в ней, лежит в основе современной звездной астрономии.

Руководствуясь этой идеей, попробуем теперь представить себе, как выглядело бы небо, если бы мы заняли в Галактике иное место. Из тех областей пространства, г де мы фактически находимся и которые могут считаться окраинами Галактики, перенесемся медленно в её центр.

Здесь нет, как одно время думали, какой-то массивной «сверхзвезды», которая своим тяготением заставляет все звезды Галактики обращаться вокруг себя. Центральные области нашей звездной системы, или её ядро, представляют собой огромное и весьма густое скопление звезд, среди которых преобладают красные гиганты. О средних расстояниях между этими звездами судить трудно, так как ядро Галактики скрыто от нас темными облаками космического дыма. Но по аналогии с другими галактиками можно думать, что в ядре нашей Галактики звезды расположены в несколько раз более густо, чем в окрестностях Солнца.

Звездный мир, рассматриваемый из центра Галактики, выглядел бы, пожалуй, более эффектным, нежели мы его наблюдаем. Великое множество очень ярких красноватых звезд усеивало бы небосклон. От Млечного Пути не осталось бы и следа. Во-первых, потому, что как раз в направлении на обод «звездного колеса» расположены те темные туманности, которые обволакивают галактическое ядро. И во-вторых, будь мировое пространство совсем прозрачным, и в этом случае слабосветящаяся полоса Млечного Пути совсем терялась бы за бриллиантовой россыпью ярких звезд «переднего фона».

Удалимся теперь на самый край нашей Галактики, кстати сказать, выраженный, как и у других галактик, весьма нечетко. Строго говоря, в направлении к своим краям галактики типа нашей постепенно сходят «на нет» и о радиусе обода «звездного колеса» можно говорить только условно. Будем считать на минуту, что от центра Галактики нас отделяют 50000 световых лет, и, следовательно, мы находимся в тех областях нашей звездной системы, где звезды становятся большой редкостью.

Небо отсюда имеет вид необычный. Оно резко делится на две совсем неравноценные половины. Одна из них занята странным дискообразным звездным облаком, напоминающим те галактики, которые мы видим с ребра. Переливающееся искорками ближайших звезд, оно со всех сторон окружено мрачной черной бездной, где удается заметить только несколько слабосветящихся туманных пятнышек.

Впрочем, вооружившись телескопом, легко убедиться, что черная бездна совсем не так уж пуста, какой она кажется невооруженному глазу. Всюду в поле зрения телескопа виднеются крошечные пятнышки галактик. Их видно не меньше, а гораздо больше, чем звезд на нашем небе. Отсюда, с границ нашей звездной системы, становится особенно ощутимой необъятность космоса.

Небо приобрело бы еще более эффектный вид, если бы из центра Галактики мы отправились не к ободу «звездного колеса», а вдоль его втулки. Поднявшись на высоту, равную радиусу Галактики, мы могли бы оттуда беспрепятственно обозревать всю нашу исполинскую звездную спираль или, точнее, две спирали, два спиральных рукава, выходящих из центра звездной системы.

Дивное, величественное зрелище раскрылось бы перед нашими глазами. Разве может сравниться с Млечным Путем вся Галактика, видимая «плашмя»? Извне наша звездная система выглядит куда более эффектно, чем изнутри.

А теперь проделаем другой мысленный эксперимент. Останемся там, где мы фактически и находимся, но допустим, что сама Галактика изменила свою форму. Вместо сплюснутой спирали она превратилась в одну из эллиптических гапактик, т. е. почти шаровое и одинаково густое во всех своих частях скопление звезд.

Картина сразу изменилась. Млечный Путь исчез. Все небо почти равномерно заполнилось звездами. Только из-за эксцентричности нашего расположения в Галактике, в направлении на её центр звезд видно больше, чем в противоположной стороне.

Можно представить себе и другой случай. Допустим, что наша звездная система сильно сплюснулась по сравнению с действительным состоянием. Это тотчас отразилось бы и на виде звездного неба. Млечный Путь стал бы уже, но зато намного ярче, и вместо неба, всюду усеянного звездами, мы увидели бы ярко светящийся обруч, опоясывающий все небо, вне которого виднелось бы лишь несколько ярких звезд.

Все эти воображаемые эксперименты наглядно иллюстрируют ту мысль, что вид неба определяется формой звездной системы и положением в ней наблюдателя.

По современным представлениям 98% массы Галактики составляют звезды, на долю газа и пыли приходится менее 2%, а все остальное (сотые доли процента) - твердое вещество, к которому относятся планеты, в том числе и Земля с её обитателями.

В Галактике различают три главные части. Центральное сгущение звезд (балдж) имеет в поперечнике около 33000 световых лет. Его центр совпадает с центром звездного диска, поперечник которого втрое больше диаметра балджа. В диске про является спиральная структура Галактики - две звездных спирали выходят из её ядра. Наконец, и балдж и диск окутывает сферическое гало, внешняя часть которого называется короной. Поперечник короны значительно превосходит диаметр диска. Примерно такое же строение имеют и другие спиральные звездные системы.