Skrivnost Mlečne poti je dolgo stoletja preganjala ljudi. V mitih in legendah mnogih ljudstev po svetu so jo poimenovali Cesta bogov, skrivnostni zvezdni most, ki vodi v nebeške robove, čarobna nebeška reka, napolnjena z božanskim mlekom. Verjame se, da je prav on mislil, ko so stare ruske pravljice govorile o mlečni reki z železnimi bankinami. In prebivalci stare Grčije so ga imenovali Galaxias kuklos, kar pomeni "mlečni krog". Od tod izvira beseda Galaxy, ki jo poznamo danes.
Vsekakor pa se je Mlečna pot, tako kot vse, kar se lahko vidi na nebu, štela za sveto. Častili so ga, v njegovo čast so zgradili templje. Mimogrede, malo ljudi ve, da drevo, ki ga okrasimo za novo leto, ni nič drugega kot odmev tistih starodavnih kultov, ko se je Mlečna pot našim prednikom zdela os vesolja, svetovno drevo, na nevidnih vejah, ki dozorijo plodovi zvezd. Mlečna pot ravno na silvestrovo »stoji« navpično, kot deblo, ki se dviga z obzorja. Zato je bilo v imitaciji nebeškega drevesa, ki je večno obrodilo sadove, zemeljsko drevo oblečeno na začetku novega letnega cikla. Verjeli so, da to daje upanje za prihodnjo letino in naklonjenost bogov.
Kaj je Mlečna pot, zakaj sveti in sveti neenakomerno, potem teče po širokem kanalu, nato pa se nenadoma razcepi na dve roki?
Znanstvena zgodovina tega vprašanja lahko šteje vsaj 2000 let. Torej, Platon je Mlečno pot imenoval šiv, ki povezuje nebesne poloble, Democritus in Anaxagoras je rekel, da ga osvetljujejo zvezde, Aristotel pa je razložil s svetlobnimi pari, ki se nahajajo pod Luno. Obstajal je še en predlog, ki ga je napisal rimski pesnik Marcus Manilius: morda je Mlečna pot združitev sijaja majhnih zvezd. Kako blizu je bil od resnice. Toda tega je bilo nemogoče potrditi z opazovanjem zvezd s prostim očesom.
Skrivnost Mlečne poti se je razkrila šele leta 1610, ko je znameniti Galileo Galilei nanjo pokazal svoj prvi teleskop, skozi katerega je videl "neizmerno kopico zvezd", ki se stapajo v trdno belo črto s prostim očesom. Galileo se je začudil, spoznal je, da raznolikost, celo raztrgano strukturo belega traku razlaga dejstvo, da je sestavljen iz številnih zvezdnih grozdov in temnih oblakov. Njihova kombinacija ustvarja edinstveno podobo Mlečne poti. Toda zakaj so zatemnjene zvezde koncentrirane v ozkem pasu, takrat ni bilo mogoče razumeti.
Znanstveniki pri gibanju zvezd v Galaksiji ločijo cele zvezdne tokove. Zvezde v njih so povezane med seboj. Zvezdnih tokov ne zamenjujte s konstelacijami, katerih obrisi so pogosto preprosta igra narave in predstavljajo povezano skupino le, če jih opazujete iz osončja. Pravzaprav se zgodi, da so v istem ozvezdju zvezde, ki pripadajo različnim tokom. V znanem vedru Ursa Major (najopaznejša figura tega ozvezdja) na primer v en tok spada le pet zvezdic od sredine vedra, prva in zadnja v značilni figuri iz drugega toka. In hkrati se v istem toku s petimi srednjimi zvezdami nahaja znameniti Sirius - najsvetlejša zvezda na našem nebu, ki pripada povsem drugačnemu ozvezdju.
Drugi raziskovalec Mlečne poti je bil William Herschel v 18. stoletju. Kot glasbenik in skladatelj se je ukvarjal z znanostjo izdelovanja zvezd in teleskopov. Zadnji je tehtal tono, imel je premer ogledala 147 centimetrov in dolžino cevi 12 metrov. Vendar je večino svojih odkritij, ki so postale naravna nagrada za prizadevnost, Herschel naredil s teleskopom, ki je za polovico večji od tega velikana.
Eno najpomembnejših odkritij, kot ga je imenoval Herschel, je bil Veliki načrt vesolja. Način, ki ga je uporabil, se je izkazal za preprosto štetje zvezd v vidnem polju teleskopa. In naravno, v različnih delih neba smo našli različne številke zvezd. (Nebes je bilo več kot tisoč delov neba. Na podlagi teh opazovanj je Herschel sklenil, da je oblika Mlečne poti že zvezdni otok v vesolju, kamor spada tudi Sonce. Narisal je celo shematično risbo, iz katere je razvidno, da ima naš zvezdni sistem nepravilno podolgovato obliko in spominja na orjaški mlinski kamen. No, ker ta mlinski kamen obkroža naš svet z obročem, je posledično Sonce v njem in se nahaja nekje v bližini osrednjega dela. Tako je Herschel slikal,in ta ideja je preživela v glavah znanstvenikov skoraj do sredine prejšnjega stoletja.
Promocijski video:
Na podlagi sklepov Herschela in njegovih privržencev se je izkazalo, da ima Sonce poseben osrednji položaj v Galaksiji, imenovan Mlečna pot. Ta zgradba je bila nekako podobna geocentričnemu sistemu sveta, sprejetem pred dobo Kopernika, z edino razliko, da je prej Zemlja veljala za središče Vesolja, zdaj pa Sonce.
In vendar je ostalo nejasno, ali so zunaj zvezdnega otoka še druge zvezde, sicer naša Galaksija? Herschelovi teleskopi so omogočili bližje reševanju te skrivnosti. Znanstvenik je odkril veliko nejasnih meglenih madežev na nebu in raziskal najsvetlejše med njimi. Ko je videl, da se nekatere sončne pege razpadajo v zvezde, je Herschel pogumno ugotovil, da to niso nič drugega kot drugi zvezdni otoki, kot je naša Mlečna pot, le zelo oddaljeni. Takrat je predlagal, da se izognemo zmedi, da ime našega sveta napišemo z veliko začetnico, ostalo pa z majhno črko. Enako se je zgodilo z besedo Galaxy. Ko ga napišemo z veliko začetnico, mislimo na našo Mlečno pot, ko z malo začetnico - vse druge galaksije. Danes astronomi imenujejo Mlečno pot "mlečna reka", vidna na nočnem nebu, in naša celotna Galaksija,sestavljen iz sto milijard zvezd. Tako se ta izraz uporablja v dveh smislih: v enem - ko govorimo o zvezdah na Zemljinem nebu, v drugem - pri razpravi o strukturi Vesolja.
Znanstveniki razlagajo prisotnost spiralnih vej v Galaksiji z velikanskimi valovi stiskanja in redčenja medzvezdnega plina, ki se gibljejo vzdolž galaktičnega diska. Ker je orbitalna hitrost Sonca skoraj sovpadala s hitrostjo kompresijskih valov, je že nekaj milijard let ostala pred valovno fronto. Ta okoliščina je bila zelo pomembna za nastanek življenja na Zemlji.
V spiralnih krakah je veliko zvezd visoke svetilnosti in mase. In če je masa zvezde velika, približno desetkrat večja od Sončeve mase, jo čaka nezavidljiva usoda, ki se konča v veličastni kozmični katastrofi - eksploziji, imenovani eksplozija supernove. V tem primeru je prasak tako močan, da ta zvezda sveti kot vse zvezde Galaksije skupaj. Astronomi pogosto beležijo takšne katastrofe v drugih galaksijah, vendar se to pri nas v zadnjih nekaj sto letih še ni zgodilo. Ko eksplodira supernova, nastane močan val trdega sevanja, ki lahko uniči vse življenje na poti. Morda se je prav zaradi edinstvenega položaja v Galaksiji naša civilizacija uspela razviti do te mere, da se njeni predstavniki trudijo spoznati svoj zvezdni otok. Izkazalo se jeda je možno brato v mislih iskati le v mirnih galaktičnih »kotih«, kot je naša.
Študije meglice Andromeda so imele pomembno vlogo pri razumevanju strukture "lastne" Galaksije. Meglene pike na nebu so bile znane že dolgo, veljali pa so za ostanke, ki so se odcepili od Mlečne poti, ali pa se združili v trdno maso oddaljenih zvezd. Toda ena od teh pik, znana kot meglica Andromeda, je bila najsvetlejša in najbolj pritegne pozornost. Primerjali so ga tako s svetlobnim oblakom kot s plamenom sveče in en astronom je celo verjel, da je na tem mestu kristalna nebesna kupola tanjša kot v drugih in svetloba Božjega kraljestva teče skozi njo na Zemljo.
Meglica Andromeda je resnično spektakularen prizor. Če bi bile naše oči bolj občutljive na svetlobo, bi se nam zdelo ne kot majhna podolgovata meglena pika, nekje v četrtini lunarnega diska (to je njegov osrednji del), temveč kot tvorba, sedemkrat večja od polne lune. A to še ni vse. Sodobni teleskopi vidijo meglico Andromedo tako, da se na njenem območju prilega do 70 polnih lun. Zgradbo meglice Andromeda je bilo mogoče razumeti šele v 20-ih letih prejšnjega stoletja. To je storil ameriški astrofizik Edwin Hubble s teleskopom s premerom zrcala 2,5 m. Dobil je slike, na katerih je planil, zdaj ni bilo dvoma, velikanski zvezdni otok, sestavljen iz milijard zvezd - še ena galaksija. In opazovanje posameznih zvezd v meglici Andromeda nam je omogočilo, da rešimo še en problem - izračunati razdaljo do njega. Dejstvo je, da v vesolju obstajajo tako imenovani cefidi - spremenljive zvezde, ki pulzirajo zaradi notranjih fizikalnih procesov, ki spreminjajo svojo svetlost. Te spremembe se pojavijo z določenim obdobjem: dlje kot je obdobje, večja je svetilnost cefeida - energija, ki jo zvezda sprosti na enoto časa. In iz njega lahko določite razdaljo do zvezde. Na primer, cefidi, ki jih najdemo v meglici Andromeda, so omogočili določitev razdalje do nje. Izkazalo se je ogromno - 2 milijona svetlobnih let. Vendar je to le ena izmed galaksij, ki nam je najbližje, od katerih je, kot se je izkazalo, v vesolju zelo veliko.višja je svetilnost cefeida - energija, ki jo zvezda sprosti na enoto časa. In iz njega lahko določite razdaljo do zvezde. Na primer, cefidi, ki jih najdemo v meglici Andromeda, so omogočili določitev razdalje do nje. Izkazalo se je ogromno - 2 milijona svetlobnih let. Vendar je to le ena izmed galaksij, ki nam je najbližje, od katerih je, kot se je izkazalo, v vesolju zelo veliko.višja je svetilnost cefeida - energija, ki jo zvezda sprosti na enoto časa. In iz njega lahko določite razdaljo do zvezde. Na primer, cefidi, ki jih najdemo v meglici Andromeda, so omogočili določitev razdalje do nje. Izkazalo se je ogromno - 2 milijona svetlobnih let. Vendar je to le ena izmed galaksij, ki nam je najbližje, od katerih je, kot se je izkazalo, v vesolju zelo veliko.
Čim močnejši so postali teleskopi, jasnejše so bile začrtane možnosti za strukturo galaksij, ki so jih opazili astronomi in ki so se izkazale za zelo nenavadne. Med njimi so tako imenovani nepravilni, ki nimajo simetrične strukture, obstajajo eliptični in obstajajo spiralni. Tu se zdijo najbolj zanimivi in skrivnostni. Predstavljajte si močno svetleče jedro, iz katerega izhajajo velikanske žareče spiralne veje. Obstajajo galaksije, v katerih je jedro bolj izrazito, v drugih pa veje prevladujejo. Obstajajo tudi galaksije, kjer veje ne izhajajo iz jedra, temveč s posebnega mostu - palice.
Torej, kateri tip naše Mlečne poti pripada? Konec koncev je biti znotraj Galaksije veliko težje razumeti njeno strukturo kot opazovati s strani. Narava nam je pomagala odgovoriti na to vprašanje: galaksije v odnosu do nas so "razpršene" na različnih položajih. Nekatere lahko vidimo z roba, druge "ravne", druge pa iz različnih zornih kotov.
Dolgo je veljalo, da je najbližja galaksija za nas Veliki magelanski oblak. Danes je znano, da to ni tako. Leta 1994 so kozmične razdalje izmerili natančneje in pritlikava galaksija v ozvezdju Strelec. Vendar je bilo treba nedavno to izjavo tudi spremeniti. Še tesnejši sosed naše Galaksije je bil odkrit v ozvezdju Canis Major. Od središča Mlečne poti je le 42 tisoč svetlobnih let.
Skupno je znanih 25 galaksij, ki sestavljajo tako imenovani lokalni sistem, to je skupnost galaksij, ki so med seboj neposredno povezane z gravitacijskimi silami. Lokalni sistem galaksij je približno tri milijone svetlobnih let. Lokalni sistem poleg naše Mlečne poti in njenih satelitov vključuje tudi meglico Andromedo, najbližjo orjaško galaksijo s svojimi sateliti in še eno spiralno galaksijo v ozvezdju Trikotnik. Obrnjena je k nam "ravna". Prevladuje lokalni sistem, seveda meglica Andromeda. Je eno in pol krat bolj množičen od Mlečne poti.
Če so cefeidi meglice Andromeda omogočili razumevanje, da je daleč onkraj naše Galaksije, potem je s preučevanjem bližjih cefeidov mogoče določiti položaj Sonca znotraj Galaksije. Tu je bil pionir ameriški astrofizik Harlow Shapley. Eden od predmetov njegovega zanimanja so bile kroglične zvezde, tako goste, da se njihovo jedro združi v trden sijaj. Regija, ki je najbogatejša s kroglastimi grozdi, se nahaja v smeri zodiakalnega ozvezdja Strelca. Znani so tudi v drugih galaksijah in ti grozdi so vedno koncentrirani v bližini galaktičnih jeder. Če predpostavimo, da so zakoni za Vesolje enaki, lahko sklepamo, da bi morali biti naša Galaksija urejena na podoben način. Shapley je v svojih krogelnih grozdih našel Cefeide in meril razdaljo do njih. Izkazalo se jeda Sonce sploh ni v središču Mlečne poti, ampak na njegovem obrobju, bi lahko rekli, v zvezdni provinci, na razdalji 25 tisoč svetlobnih let od središča. Tako se je že drugič po Koperniku razveljavila ideja o našem posebnem privilegiranem položaju v Vesolju.
Zavedajoč se, da smo na obrobju Galaksije, so se znanstveniki začeli zanimati za njegovo središče. Tako kot drugi zvezdni otoki je bilo pričakovano, da bo imelo jedro, iz katerega izhajajo spiralne veje. Vidimo jih kot svetel pas Mlečne poti, vendar - vidimo od znotraj, od roba. Te spiralne veje, ki štrlijo druga na drugo, nam ne omogočajo razumevanja, koliko jih je in kako so razporejene. Še več, jedra drugih galaksij svetijo svetlo. Toda zakaj ta sijaj ni viden v naši Galaksiji, ali je mogoče, da nima jedra? Rešitev je ponovno prišla po zaslugi opazovanj drugih. Znanstveniki so opazili, da je v spiralnih meglicah, ki jim je bila pripisana tudi naša Galaksija, jasno vidna temna plast. To ni nič drugega kot kopičenje medzvezdnega plina in prahu. Odgovorili so nam na vprašanje - zakaj ne vidimo svojega jedra:naš sončni sistem se nahaja točno na taki točki galaksije, da velikanski temni oblaki blokirajo jedro za opazovalca na Zemlji. Zdaj lahko odgovorimo na vprašanje: zakaj se Mlečna pot razdeli na dve roki? Kot se je izkazalo, je njegov osrednji del zasut mogočni oblaki prahu. V resnici je za prahom več milijard zvezd, vključno s središčem naše galaksije.
Študije so pokazale tudi, da če nas oblak prahu ne bi motil, bi zemelji opazovali velik spektakel: velikanski sijoč elipsoid jedra z neštetimi zvezdami bi na nebu zasedal več kot sto lune.
Teleskopi, ki delujejo v takšnih območjih spektra elektromagnetnega sevanja, da prašni ščit ne moti, so pomagali videti galaktično jedro za tem oblakom prahu. Toda večina teh emisij je ujeta v Zemljini atmosferi, zato imata v tem trenutku astronavtika in radioastronomija bistveno vlogo pri poznavanju Galaksije. Izkazalo se je, da središče Mlečne poti lepo sveti v radijskem območju. Znanstvenike je še posebej zanimal tako imenovani radijski vir Strelec A * - predmet v Galaksiji, ki aktivno oddaja radijske valove in rentgene. Danes se lahko šteje za dejansko dokazano, da se v ozvezdju Strelca skrivnostni vesoljski objekt - supermasivna črna luknja. Ocenjujejo, da je njegova masa lahko enaka masi 3 milijonov soncev. Ta objekt pošastne gostote ima tako močno gravitacijsko polje,da tudi svetloba ne more uiti iz nje.
Seveda črna luknja sama po sebi ne žari v nobenem dosegu, toda zadeva, ki pade nanjo, oddaja rentgenske žarke in vam omogoča, da najdete lokacijo kozmične "pošasti". Res je, sevanje Strelca A * je šibkejše od tistega, ki ga najdemo v jedrih drugih galaksij. Morda je to posledica dejstva, da padanje snovi poteka ne intenzivno, ko pa se zgodi, se zabeleži bliskav rentgenski sevanje. Ko se je svetlost predmeta Strelec A * dobesedno povečala dobesedno v nekaj minutah - to za veliko tvorbo ni mogoče. Zato je ta objekt kompakten in je lahko le črna luknja. Mimogrede, da bi Zemljo spremenili v črno luknjo, jo je treba stisniti na velikost vžigalice.
Na splošno je bilo v središču naše Galaksije najdenih veliko različnih rentgenskih virov, ki so verjetno manjše črne luknje, ki so združene okoli osrednje supermasivne. Opazuje jih ameriški vesoljski rentgenski observatorij "Chandra".
Še eno potrditev prisotnosti supermasivne črne luknje v središču jedra naše Galaksije je podala študija gibanja zvezd, ki se nahajajo v neposredni bližini jedra. Torej, v infrardečem območju so astronomi uspeli opazovati gibanje zvezde, ki je zdrsnila iz središča jedra na zanemarljivi razdalji v galaktični lestvici: le trikrat večji polmer Plutonske orbite. Parametri orbite gibanja te zvezde kažejo, da se nahaja v bližini kompaktnega nevidnega predmeta s pošastnim gravitacijskim poljem. To je lahko le črna luknja in supermasivna. Njene raziskave še potekajo.
O zgradbi spiralnih krakov naše Galaksije je presenetljivo malo informacij. Po pojavu Mlečne poti lahko le presodimo, da ima Galaxy obliko diska. In samo s pomočjo opazovanj sevanja medzvezdnega vodika - najobsežnejšega elementa v vesolju - je bilo mogoče do neke mere rekonstruirati sliko orožja Mlečne poti. To je spet postalo mogoče po analogiji: v drugih galaksijah je vodik koncentriran tik ob spiralnih krakih. Obstajajo tudi regije nastajanja zvezd - veliko mladih zvezd, grozdi prahu in plina - plina in prašnih meglic.
V 50. letih prejšnjega stoletja je znanstvenikom uspelo sestaviti sliko o porazdelitvi oblakov ioniziranega vodika v galaktični bližini Sonca. Izkazalo se je, da obstajajo vsaj tri območja, ki bi jih lahko identificirali s spiralnimi kraki Mlečne poti. Eden od njih, ki nam je bil najbližje, so znanstveniki imenovali roko Orion-Cygnus. Tisti, ki je bolj oddaljen od nas in v bližini središča Galaksije, se imenuje roka Strelec-Carina, obodna pa Persejeva roka. Toda raziskana galaktična soseska je omejena: medzvezdni prah absorbira svetlobo daljnih zvezd in vodika, tako da je nadaljnje risanje spiralnih vej nemogoče razumeti.
Če pa optična astronomija ne more pomagati, radijski teleskopi priskočijo na pomoč. Znano je, da atomi vodika oddajajo z valovno dolžino 21 cm. Prav to sevanje je začel loviti nizozemski astrofizik Jan Oort. Slika, ki jo je prejel leta 1954, je bila impresivna. Spiralne roke Mlečne poti so zdaj lahko sledile na velikih razdaljah. Nobenega dvoma ni bilo več: Mlečna pot je spiralni zvezdasti sistem, podoben meglici Andromeda. Vendar še nimamo podrobne slike spiralnega vzorca Mlečne poti: njene veje se združijo med seboj in zelo težko je določiti razdaljo do njih.
Danes je znano, da je naša Galaksija velikanski zvezdni sistem, ki vključuje stotine milijard zvezd. Vse zvezde, ki jih vidimo jasne noči, pripadajo naši Galaksiji. Če bi se lahko gibali skozi vesolje in gledali Mlečno pot od strani, bi se naš pogled pojavil kot zvezdno mesto v obliki ogromnega letečega krožnika, ki je čez 100 tisoč svetlobnih let. V njegovem središču bi videli opazno zadebelitev - palico - premera 20 tisoč svetlobnih let, iz katere gredo v vesolje velikanske spiralne veje.
Kljub temu, da videz Galaxyja kaže na raven sistem, to ni povsem res. Okoli njega se razteza tako imenovani halo, oblak redke snovi. Njegov polmer doseže 150 tisoč svetlobnih let. Okoli osrednje izbokline in jedra je veliko krogličnih zvezdnih grozdov starih, hladnih rdečih zvezd. Harlow Shapley jih je imenoval "okostje telesa" naše Galaksije. Hladne zvezde sestavljajo tako imenovani sferični podsistem Mlečne poti, njen ploščati podsistem, z drugimi besedami, spiralne roke, je "zvezdna mladost." Obstaja veliko svetlih, uglednih zvezd visoke svetilnosti.
Mlade zvezde v galaktični ravnini se pojavijo zaradi prisotnosti ogromne količine prahu in plina tam. Znano je, da se zvezde rodijo zaradi stiskanja snovi v plinskih in prašnih oblakih. Nato skozi več milijonov let novorojene zvezde "napihnejo" te oblake in postanejo vidne. Zemlja in Sonce nista geometrijsko središče sveta - nahajajo se v enem izmed mirnih kotičkov naše Galaksije. In očitno je prav ta lokacija idealna za nastanek in razvoj življenja.
Znanstveniki že deset let lahko zaznajo velike planete - velikosti Jupitra - v drugih zvezdah. Danes jih je znanih približno sto in pol. To pomeni, da so taki planetarni sistemi zelo razširjeni v Galaksiji. Oboroženi z zmogljivejšimi teleskopi najdete tako majhne planete, kot je Zemlja, in na njih, morda, v mislih bratje.
Vse zvezde v Galaksiji se gibljejo po svoji orbiti okoli njenega jedra. Sonce ima svojo orbito. Za popolno revolucijo Sonce potrebuje najmanj 250 milijonov let, kar je galaktično leto (Sončeva hitrost je 220 km / s). Zemlja je že 25–30-krat obkrožila središče Galaksije. Pomeni, da je točno toliko galaktičnih let.
Zelo težko je izslediti pot Sonca po Mlečni poti. Toda sodobni teleskopi lahko zaznajo tudi to gibanje. Zlasti za določitev, kako se spreminja pogled na zvezdno nebo, ko se Sonce premika glede na bližnje zvezde. Točka, proti kateri se sončni sistem premika, se imenuje vrh in se nahaja v ozvezdju Hercules, na meji s ozvezdjem Lyra.